(练习)素养培优练3 机械振动与机械波及波的多解问题-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

素养培优练(三)　机械振动与机械波及波的多解问题 一、选择题 1．关于机械波的形成和传播，下列说法正确的是(　　) A．物体做机械振动，一定产生机械波 B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C．参与振动的质点群频率各不相同 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 B　[机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质．只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A错误；任何波动都是由波源带动它周围的质点、周围的质点(相当于新的波源)带动更远的质点，所以后一质点总是落后前一质点的振动，故B正确；参与振动的质点的振动情况同振源，频率都相同，故C错误；形成机械波的各个质点，只在各自的平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远的质点振动的能量，是通过各质点的传递从振源获得的，故D错误．] 2．(多选)如图为一列简谐横波在t＝1.0 s时刻的波形图．已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s，则以下说法正确的是(　　) A．这列波的波速为10 m/s B．这列波的频率为2.5 Hz C．这列波沿x轴正方向传播 D．再经过0.4 s，质点P第一次回到平衡位置 AB　[从题中可知波长λ＝4 m，T＝0.4 s，解得v＝＝10 m/s，A正确；根据f＝，可得f＝2.5 Hz，B正确；质点b起振比质点a早，可知波沿x轴负方向传播，C错误；再经过0.4 s，也就是一个周期，质点P是第二次回到平衡位置，D错误．] 3．一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．t＝0时质点a的速度比质点b的大 B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小 C．图乙可以表示质点a的振动 D．图乙可以表示质点b的振动 D　[根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x轴正方向传播，t＝0时刻a点速度为零，b点速度最大，即t＝0时刻质点a的速度比质点b的速度小，A错误；由于t＝0时刻质点a位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点b处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，所以t＝0时刻质点a的加速度比质点b的大，B错误；根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，质点a从正的最大位移处向下运动，质点b从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点b的振动，C错误，D正确．] 4．(多选)取向上为质点振动的正方向，得到如图所示的两个图像，其中图甲是一列波的图像，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图像，B为振动中的某一个时刻，关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．A质点向下　　　　 B．A质点向上 C．B时刻向下 D．B时刻向上 AC　[图甲表示的是波的图像，由于波沿x轴负方向传播，所以，图中质点A的振动方向向下，A正确，B错误；图乙表示的是振动图像，在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值)，C正确，D错误．] 5．图甲为一列简谐波在t＝0时刻的波形图，Q、P为介质中的两个质点，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．该波传播的速度大小为10 m/s B．该波沿x轴正向传播 C．t＝0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向 D．t＝0.05 s时，质点Q的加速度大小等于质点P的加速度大小 A　[根据波动图像可知波长为λ＝4 m，根据振动图像可知周期为T＝0.4 s，所以波速为v＝＝10 m/s，故A正确；从振动图像上可以看出P质点在t＝0时刻从平衡位置向下振动，所以波应该沿x轴负方向传播，故B错误；由于波向左传播，波的周期为0.4 s，可知t＝0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向，故C错误；根据波的传播方向可以知道0～0.05 s的时间内，P从平衡位置向下运动，而Q从原来位置向平衡位置移动，分析可知，t＝0.05 s时Q更靠近平衡位置，所以在t＝0.05 s时，质点Q的加速度大小小于质点P的加速度大小，故D错误．] 6．(多选)如图甲所示的y­x图线表示一列简谐波在沿x轴方向传播时的波形图，若以图甲所示情况为计时起点，那么图乙所示y­t图线表示的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．当这列波沿x轴正方向传播时，是表示a质点的振动图像 B．当这列波沿x轴负方向传播时，是表示a质点的振动图像 C．当这列波沿x轴正方向传播时，是表示b质点的振动图像 D．当这列波沿x轴负方向传播时，是表示b质点的振动图像 AD　[根据波的传播方向，确定质点的振动方向，进而画出该点的振动图像．如果这列