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课时测评16机械波的描述对应学生用书P159)
(时间:30分钟满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-9题,每题5分,共45分)
◇基础排查
1.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0时的波形如图所示。则t=T4时()
↑ylcm
0
c/m
A.质点a速度方向沿y轴负方向
B.质点b沿x轴正方向迁移了1m
C.质点c的加速度为零
D.质点d的位移为-5cm
答案:C
解析:t=T4时,质点a沿y轴正方向运动到平衡位置,其速度方向沿y轴正方向,A错误;
根据简谐横波的传播特点可知,质点只在各自的平衡位置附近上下振动,不沿传播方向迁移,
B错误;t=T4时,质点c运动到平衡位置,所受合外力为零,加速度为零,C正确;t=T4
时,质点d运动到正向最大位移处,位移为5cm,D错误。
2.(2024广东统考二糢)如图是一列简谐横波的波形图,传播速度0=1ms,则该列简谐横
波的()
y/m
0.4
4 x/m
-0.4
A.振幅为0.8m
B.波长为1m
C.周期为1s
D.频率为0.5Hz
答案:D
解析:由题图可知该简谐横波的振幅为0.4m,波长为2m,故A、B错误;根据周期的计
算公式有T=w=2s,则频率为f=1T=0.5Hz,故C错误,D正确。
3.(2024广州市华南师大附中校考)清晨,在平静的湖面上,老张和老李分别在甲、乙两只
小船上静坐钓鱼,两船相距40。突然湖边的水受到扰动,引起一列水波在水面上从左向
右传播。某时刻甲船和乙船的位置如图所示,甲位于波峰时,乙恰位于波谷,且波峰、波谷
间的高度差为0.4m。若水波的周期为4s,则()
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甲
A.水波波速为5m/s
B.甲、乙振动的振幅等于0.4m
C.水波波长为16m
D.9s内乙运动的路程为36m
答案:C
解析:由题图可知,甲、乙的距离为△x=52%,解得=16m,则水波波速为o=T=4m/s,
故A错误,C正确;波峰、波谷间的高度差为0.4m,则甲、乙振动的振幅A=0.2m,故B
错误;9s内乙运动的路程为s=tT×44=94×4×0.2m=1.8m,故D错误。故选C。
4.(多选)2024江门市高二统考期末)一列简谐横波在=0时的波形图如图所示,介质中x
=2m处的质点P正沿y轴正方向运动,经0.1s第一次到达最大位移处,下列判断正确的
是()
y/cm
0
45
6
x/m
A.波长为6m
B.波速为10ms
C.波向x轴的负方向传播
D.振幅为10cm
答案:BD
解析:由题图可知,振幅为10cm,波长为4m,故A错误,D正确;由题意可知T4=0.1s,
可得T=0.4s,波速为0=T=10m/s,故B正确;由“同侧法”可知,波向x轴的正方向
传播,故C错误。故选BD。
5.(2024揭阳市高二统考期末)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,质点a的平衡
位置为x1=8m,质点b的平衡位置为。t=0时刻质点a处于平衡位置,质点b处于波谷。
已知该波的振幅为A,=0.8s时质点b首次位于波峰。下列说法正确的是()
A.该波的周期为3.2s
B.该波的波长为32m
C.质点b的相位较质点a超前π2
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D.t=1.6s时质点a的速度沿y轴负方向
答案:B
解析:由t=0.8s时质点b首次位于波峰,可知该波的周期为T=1.6s,故A错误;该波波
长1=4x1=32m,故B正确;该波向右传播,故质点b的相位较质点a落后π2,故C错误;
t=1.6s刚好经历一个周期,质点a的速度沿y轴正方向,D错误。
6.(多选)2024深圳市高二校考期末)一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知图中
质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s,b和c之间的距离是5m,以下说法正确的是()
y/cm
m
A.此列波的波长为2.5m
B.此列波的频率为2Hz
C.此列波的波速为5m/s
D.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播
答案:CD
解析:由题图知,b和c之间的距离等于波长,则波长为=5m,故A错误;由题意知,质
点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s,则有0.5s=12T,周期为T=1s,频率为f=1T=1Hz,
故B错误;波速为o=f=5m/s,故C正确;质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s,可
知波沿x轴正方向传播,故D正确。故选CD。
可综合应用
7.(多选)2024汕头市高二统考期末)B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,
遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血
管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的
频率为1×10Hz,下列说法正确的是()
↑y/mm
0.4
N
212835x/×10-2mm)
-0.4
A.0~1.25×107s内质点M运动的路程为2mm
B.t=2×10s时质点N偏离平衡位置的位移最大
C.超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s
D.经过1.25×107s后M点移动到了N点
答案:ABC
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解析:由题可知,质点M运动的路程为s=圹44=1.25×107×1×107×4×0.4mm=2mm,
A正确;超声波在血管中的传播速度为o=1f=14×105×1×107m/s=1.4×103ms,t=2×
107s时简谐超声波传播的距离为x=ot=1.4×103×2×10-7m=2.8×104m=28mm,画出t
=2×107s时刻的波形图,
↑y/mm
0.4
21
x/(x10-2mm)
-0.4
可知,此时质点N偏离平衡位置的位移最大,B、C正确;在波的传播过程中,质点不会随
波移动,只是在各自的平衡位置附近振动,D错误。故选ABC。
↑ylcm
10
0
1.0
2.0 t/s
-10f
8.某波源O发出一列简谐横波,其振动图像如图所示。在波的传播方向上有M、N两点(图
中未画出),它们到波源O的距离分别为4m和5m。测得M、N开始振动的时间间隔为1.0
s。则()
A.这列波的波速为9ms
B.这列波的波长为2m
C.当N点离开平衡位置的位移为10cm时,M点正在平衡位置
D.M、N的速度始终相同
答案:B
解析:由题意可得,该波的波速为o=st=5一41.0m/s=1m/s,故A错误;由题图可知,该
波的周期T为2.0s,则该波的波长为1=oT=2m,故B正确;M、N两点的距离为1m,
即为12%,则M、N的速度方向始终相反,且当N点离开平衡位置的位移为10cm时,M点
正在波谷,故C、D错误。
9.(多选)2024河源市高二期中))一平面简谐横波以速度o=2m/s沿x轴正方向传播,t=0
时刻的波形图如图所示,介质中平衡位置在坐标原点的质点Q在t=0时刻的位移y=2cm,
下列说法正确的是()
↑ylcm
2
x/m
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A.该波的振幅为2cm
B.该波的波长为3m
C.该波的频率为2Hz
D.t=0时刻,质点Q向下运动
答案:AD
解析:设波的表达式为y=A sin lalvss4 allcol(2πx十p,由题图知A=2cm,波图像过点(O,
2cm)和(1.5m,0),代入表达式解得y=2 sin lalvs44 alcol(f(π4)cm,即1=4m,由于该波的
波速o=2ms,则f=v以=24Hz=0.5Hz,故A正确,B、C错误;由于题图为t=0时刻的
波形图,根据“上下坡法”可知质点Q向下运动,故D正确。故选AD。
10.(15分)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x轴上有P、M、Q三点,从波
传到x=5m的M点时开始计时,已知=0.7s时M点第二次出现波峰,求:
y/cm
10
M
0
i23引456789x/m
10
(1)这列波传播的速度:
(2)从0时刻起到互=1s止,质点Q=9m)通过的路程。
答案:(1)10m/s(2)60cm
解析:(①)简谐横波沿x轴正方向传播,根据波动规律可知,M点开始振动时,沿y轴负方
向振动
=0.7s时M点第二次出现波峰,根据波动规律可知,M点振动了134个周期
计算可知周期T=0.4s
分析波形图可知波长1=4m
根据波长、频率和周期的关系可知,波速o=T=10ms。
(②)波沿x轴正方向匀速传播,质点Q开始振动的时间=MQv=0.4s
从0时刻起到2=1s止,质点Q振动的时间△t=2一t=0.6s
此时质点Q振动了32个周期,通过的路程s=32×44=60cm。
学生用书口第79页
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