第三章 机械波 章末训练-2021-2022学年高中物理同步课时分层训练（人教版选择性必修第一册 ）

第三章 机械波 章末训练 【基础过关】 1．(2020-2021学年辽宁省实验中学高二(上)期末)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是(　　) A．该波沿+x方向传播，波速为1m/s B．质点a经过4s振动的路程为4m C．此时刻质点a的速度沿+y方向 D．质点a在t=2s时速度为零 【解析】 根据b点在该时刻向上运动可以确定波沿-x传播，A错．由乙图可知周期为8秒，4秒内a质点振动的路程为1m，B错．波沿-x传播可以判定a沿-y方向运动，C错．经过2秒质点振动四分之一周期，a质点刚好运动到最大位移处速度为零，D正确． 【答案】 D 2．(2020-2021学年山东师范大学附属中学高二(下)期中)(多选)如图所示，沿水平x轴方向放置一根弹性轻绳，轻绳两端的坐标分别为x=0和x=12m，x轴上各点为弹性轻绳各个质点振动的平衡位置，现使轻绳上x=0与x=12m两端处的质点同时开始沿着竖直方向上下做简谐运动，一段时间后形成沿x轴方向相向传播的甲、乙两列简谐波，已知两列波在绳中的传播速度为1m/s，两列波振动的振幅都为A，在t=0时刻形成的波形如图所示。下列说法中正确的是(　　) A．甲、乙两列波波源振动的频率之比为1︰2 B．t=5s时刻，x=5m处质点处于平衡位置 C．两列波波源的起振方向相反 D．在t=0到t=4s时间内，x=7m处质点运动的路程为4A 【解析】 A．由图可知，甲的波长为4m，乙的波长为2m。根据公式，有，代入数据，得，故A正确； B． t=5s时刻，甲传播距离为，可知，甲波的影响是使x=5m处质点处于平衡位置且向下振动。t=5s时刻，乙传播距离为，可知，乙波的影响是使x=5m处质点处于平衡位置且向上振动。根据波的叠加原理，可知x=5m处质点处于平衡位置，故B正确； C．根据波的传播方向，可以判断两列波波源的起振方向相同，均为向上振动，故C错误； D．t=4s时，甲波还未到达x=7m处，乙波在t=3s时，到达x=7m处，在在t=0到t=4s时间内，x=7m处质点运动的路程为2A，故D错误。故选AB 【答案】 AB 3．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则(　　) A．此波向x轴负方向传播 B．质点C此时向y轴负方向运动 C．质点C将比质点B先回到平衡位置 D．各质点的振幅相同 【解析】　因为机械波在传播过程中，靠近波源的质点的振动带动相邻的后边质点的振动，而后面质点要“模仿”前面质点的振动，所以本题中，已知质点F的运动方向向y轴负方向，即F质点正在“模仿”右边质点的振动，这说明波源在右边，波从右向左传播，即此波向x轴负方向传播，选项A正确；质点C此时刚到达最大位移处，速度为0，此后才向y轴负方向运动，选项B错误；质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C直接从波峰位置回到平衡位置，所以选项C正确；振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离，各质点的振幅相同，选项D正确． 【答案】 ACD 4．(多选)关于两列波的稳定干涉现象，下列说法中正确的是(　　) A．任意两列波都能产生稳定的干涉现象 B．发生稳定干涉现象的两列波，它们的频率一定相同 C．在振动减弱的区域，各质点都处于波谷 D．在振动加强的区域，有时质点的位移等于零 【解析】　两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的，不是任意两列波都能产生稳定的干涉现象．两列波叠加产生稳定干涉现象的一个必要条件是两列波的频率相同，所以选项A错误，选项B正确；在振动减弱的区域里，两列波引起质点的振动始终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的振幅就等于零，不可能是各质点都处于波谷，所以选项C错误；在振动加强的区域里，两列波引起质点的振动始终是加强的，质点振动得最剧烈，振动的振幅等于两列波的振幅之和，但这些点始终是振动着的，因而有时质点的位移等于零，所以选项D正确． 【答案】 BD 5．(多选)一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是(　　) 　　 图(a) 图(b) A．质点Q的振动图像与图(b)相同 B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大 C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大 D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示 【解析】 波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，平衡位置在坐标原点的质点正在从平衡位置向y轴负方向振动，质点P正位于波峰，质点Q正位于平衡位置向y轴正方向振动．在t＝0