课后提升练(十二) 机械波的两类典型问题（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

课后提升练(十二)　机械波的两类典型问题 [对应学生用书P137] 1．(多选)如图所示，图甲为一列简谐横波在t＝0.5 s时的波形图；图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．该波沿x轴正方向传播 B．该波沿x轴负方向传播 C．该波波速为4 m/s D．该波波速为6 m/s AC　解析：由题图乙可知，在t＝0.5 s时刻，P点向y轴负方向运动，结合题图甲可知，该波是沿x轴正方向传播的，A正确，B错误；由题图甲可得该波波长为λ＝4 m，再由题图乙可得其周期为T＝1.0 s，所以该波波速为v＝＝4 m/s，C正确，D错误。 2．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点的平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(　　) A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.15 m B　解析：由题意可知，P、Q两点之间的距离为＋nλ＝0.15 m。故n＝0时，λ＝0.3 m；n＝1时，λ＝0.1 m，即n越大，λ越小，B正确。 3．(多选)(2021·四川攀枝花第三高级中学高二期末)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，a、b是x轴上相距为l＝3 m(l<λ)的两质点。某时刻，质点a的位移达到正的最大值，质点b恰好处在平衡位置且向负方向运动，经过t＝1 s，质点a恰好处在平衡位置且向负方向运动，质点b的位移达到负的最大值，则该简谐横波传播的速度可能为(　　) A．1 m/s B．3 m/s C．5 m/s D．7 m/s AC　解析：由题意可知，波沿x轴正方向传播，某时刻，质点a的位移达到正的最大值，质点b恰好处在平衡位置且向负方向运动，a、b在x轴上的距离l＜λ，根据题意可得波形图如下图所示。则ab间的距离：l＝λ，代入数据解得波长λ＝4 m，由题意可知，经过t＝1 s，质点a恰好处在平衡位置且向负方向运动，质点的位移达到负的最大值，设波的周期为T，则t＝(n＋)T，解得T＝ s(n＝0、1、2…)，则波速v＝＝ m/s＝(4n＋1) m/s(n＝ 0、1、2…)，则v＝1 m/s或v ＝5 m/s或v ＝9 m/s…，A、C正确，B、D错误。 4．(2021·全国高考真题)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3 s后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s；若波是沿x轴负方向传播的，则该波的周期为________s。 答案：0.5　0.4　1.2 解析：若波是沿x轴正方向传播的，则波形移动了15 cm，由此可求出波速和周期：v1＝ m/s＝0.5 m/s，T1＝＝ s＝0.4 s；若波是沿x轴负方向传播的，则波形移动了5 cm，由此可求出波速和周期：v2＝ m/s＝ m/s，T2＝＝ s＝1.2 s。 5．(多选)一列横波在t＝0时刻的波形图如图中实线所示，在t＝1 s时刻的波形如图中虚线所示，由此可以判定此波的(　　) A．传播速度可能是3 cm/s B．传播速度可能是5 cm/s C．波长一定是5 cm D．周期一定是4 s AB　解析：由题图可知，波长为λ＝4 cm，若波向右传播，根据波的周期性，有t＝(＋n)T(n＝0，1，2……)，则周期为T＝ s(n＝0，1，2……)，波速为v＝＝(4n＋1) cm/s(n＝0，1，2……)，可知当n＝1时，传播速度为5 cm/s。若波向左传播，根据波的周期性有t＝(＋n)T(n＝0，1，2……)，则周期为T＝ s(n＝0，1，2……)，波速为v＝＝(4n＋3) cm/s(n＝0，1，2……)，可知当n＝0时，传播速度为3 cm/s。A、B正确。 6．(多选)(2021·山东高考真题)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，其中实线为t1＝2 s时的波形图，虚线为t2＝5 s时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是(　　) AC　解析：机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性：若机械波沿x轴正方向传播，则在t1＝2 s时O点振动方向竖直向上，传播时间Δt＝t2－t1＝3 s满足Δt＝T＋nT(n＝0，1，2，3…)，解得T＝ s(n＝0，1，2，3…)，当n＝0时，解得周期T＝4 s，A正确，B错误；若机械波沿x轴负方向传播，在t2＝5 s时O点处于波谷，则Δt＝T＋nT(n＝0，1，2，3…)，解得T＝ s(n＝0，1，2，3…)，当n＝0时，解得周期T＝12 s，C正确，D错误。 7．(多选)(2021·四川眉山高二期末)如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为经过Δt＝0.2 s后的