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“四翼”检测评价(十二) 机械波的描述
A组—重基础·体现综合
1.(2022·广州高二检测)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,对波上a、b、c、d四个点,有( )
A.它们的振幅相同
B.它们的频率不相同
C.a和c的速度总相同
D.b和d的加速度总相同
解析:选A 波上的各个质点振动情况相同,故振幅相同,频率相同,故A正确,B错误;a和c的平衡位置相距半个波长,根据波动规律可知,这两点的振动情况完全相反,故a和c的速度方向总相反,故C错误;同理,b和d的平衡位置相距半波长,故b和d的加速度方向总相反,故D错误。
2.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s,b和c之间的距离是5 m,则此列波的波长和频率分别为( )
A.5 m,1 Hz B.10 m,2 Hz
C.5 m,2 Hz D.10 m,1 Hz
解析:选A 从机械波的图像可以看出,波长λ=5 m,b点比a点的起振时间晚0.5 s,则波速v== m/s=5 m/s,所以T==1 s,f==1 Hz。
3.(多选)如下的四个图中,用水平箭头表示波的传播方向,用竖直箭头表示质点的振动方向,则正确的波形图是( )
解析:选BC 由“同侧法”可知,表示波的传播方向与质点振动方向的两个箭头在曲线的同侧,正确的是B、C项。
4.(2022·珠海高二检测)如图,t=0时刻,波源在坐标原点(平衡位置)沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.4 s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6 s时波形的是( )
解析:选C 根据波的传播的周期性,t=0.6 s时的波形是波源振动个周期形成的,此时波源在平衡位置且向y轴负方向振动,由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C正确。
5.(2023·珠海高二检测)一频率为5 Hz的振源O做简谐运动时形成的水波如图所示。已知该波的波速为1 m/s,到振源O的距离为0.75 m和1.2 m处分别有一片可看成质点的小树叶P和Q,则下列说法正确的是( )
A.两片树叶的起振方向相反
B.水波的波长为0.2 m
C.Q的起振时刻比P的晚半个周期
D.当Q在波谷时,P恰好到波峰
解析:选B 两片树叶可看作是水波上的两个质点,它们的起振方向均与波源的起振方向相同,故A错误;已知波速为v=1 m/s,周期T==0.2 s,则水波的波长为λ=vT=0.2 m,故B正确;P、Q到波源的距离之差为Δx=(1.2-0.75)m=0.45 m=λ,故Q的起振时刻比P的晚个周期,当Q在波谷时,P恰好到平衡位置,故C、D错误。
6.(多选)关于如图所示的波形图,下列说法中正确的是( )
A.此列波的振幅是0.1 m
B.x=15 cm处质点的位移是0.1 m
C.若质点A的速度沿y轴正方向,则质点B的速度也沿y轴正方向
D.质点A的加速度沿y轴负方向,而质点B、C的加速度沿y轴正方向
解析:选ACD 从机械波的图像上可以直接读出振幅为0.1 m,x=15 cm处质点离开平衡位置的位移为-0.1 m,A正确,B错误;各质点加速度的方向总是指向平衡位置,大小为a=-,D正确;由于A、B两质点在此时刻都在同一“坡”上,根据“上下坡”法可以判断C正确。
7.平静湖面传播着一列水面波(横波),在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下振动30次。甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,这列水面波( )
A.频率是30 Hz B.波长是3 m
C.波速是1 m/s D.周期是0.1 s
解析:选C 由题意知甲、乙两小木块间的距离x=3 m=λ,故波长λ=2 m。又知两小木块都是每分钟振动30次,故周期T=2 s,频率f=0.5 Hz,则波速v==1 m/s,故选项C正确。
8.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波源振动周期为1.1 s
C.波的传播速度大小为13 m/s
D.t=1 s时,x=6 m处的质点沿y轴负方向运动
解析:选AC 由题意,x=0处的质点在0~1 s的时间内通过的路程为4.5 cm,则结合题图可知t =0时刻x =0处的质点沿y轴的负方向运动,则由质点的振动和波的传播方向关系可知,该波的传播方向沿x轴的正方向,故A正确;由题意可知,t=1 s为T,解得T= s,由题图可知λ=12 m,则v== m/s=13 m/s,故C正确,B错误;由同侧法可知t=1 s时,x=6 m处的质点沿y轴正方向运动,故D错误。
9.(2022·广东高