高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二节 机械波的描述课时练习

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第二节 机械波的描述课时练习，共16页。试卷主要包含了2机械波的描述 跟踪训练，2 m=374 m，4m等内容，欢迎下载使用。

1．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为（ ）
A．221 mB．442 mC．374 mD．646 m
2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为5Hz，图中A、B两质点的横坐标分别为x=2cm和x=16cm。某时刻的波形如图所示，从该时刻算起，当质点B的位移和速度与图示时刻质点A的运动状态相同时，所需的最短时间为（ ）
A．0.08sB．0.12sC．0.14sD．0.16s
3．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波长为2 mB．波速为6 m/s
C．频率为3 HzD．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰
4．假期里小明在家里利用手机观看某科幻电影，为了急于了解后续情节，他开启了倍速播放模式如图所示，与原速播放相比，音调发生变化，开启倍速播放后，手机发出的声音（ ）
A．频率降低B．频率升高
C．传播速度增大D．波长变长
5．如图所示，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点。相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。下列说法错误的是（ ）
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A．在t=6s时刻波恰好传到质点d处
B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4s6．一列声波由空气进入水中，声波的（ ）
A．频率变大，波长变长B．频率不变，波长变长
C．速度变慢，波长变短D．速度不变，波长变短
7．如图是两列周期为，振幅为的同种横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，弧与的间距为，为、连线的交点。则下列说法正确的是（ ）
A．两列波遇到宽为的障碍物，不会发生衍射现象
B．两列波的波速大小均为
C．点为振动减弱点
D．点在内运动的路程为
8．下述关于声波的传播速度中正确的说法是（ ）
A．声波的频率越高，传播速度越大B．声波振幅越大，传播速度越大
C．声波传播速度只由介质决定D．在空气中声速约是340m/s
9．在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是（ ）
A．a波源的频率为b波源频率的2倍
B．a波的波长为b波波长的2倍
C．a、b两列波叠加能产生干涉
D．通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显
10．一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，则（ ）
A．波的周期为1s
B．处的质点在时向y轴负向运动
C．处的质点在时速度为0
D．处的质点在时速度值最大
E.P质点的振动频率为1Hz
11．如图所示，x轴上有间距为1 m的13个质点a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m，它们均静止在各自的平衡位置，一列横波以的速度水平向右传播，在时刻到达质点a，且a开始由平衡位置向上振动，在时刻，质点a第一次达到波峰，则（ ）
A．波源的周期是4s
B．a点在10s时将运动到k点所在位置
C．这列波的波长为4m
D．时刻，d点位于波谷
E.时刻，h点位于波谷
12．一根拉紧的水平弹性绳上的a、b两质点的平衡位置间的距离为1.2m，b质点在a质点的右侧，一列简谐横波沿此弹性绳向右传播。t=0时a质点的位移达到正向最大，b质点的位移恰好为零，且向下运动；t=1s时a质点第一次回到平衡位置。若该波的波长大于1.2m，则下列说法正确的是（ ）
A．这列简谐横波的波长为1.6m
B．这列简谐横波的周期为2s
C．这列简谐横波的波速为0.4m/s
D．t=1s时，b质点在平衡位置
E.t=5s时，a质点在平衡位置
13．如图所示A、B是两列波在同一种介质中传播时在某时刻某范围的波形图，通过对两列波的图像提供的信息分析后可以得出以下结论（ ）
A．A、B两列波的波长之比是2：1
B．A、B两列波的波速之比是3：2
C．A、B两列波的频率之比是1：2
D．A波源起振时先向下运动，B波源起振时先向上运动
14．一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源。如图所示是波源开始振动后0.1 s时的波形图，则下列判断正确的是（ ）
A．这列波的周期为0.4 s，振幅为20 cm
B．这列波的波速为40 m/s，波长为8 m
C．再经过0.15 s时，x＝6 m处质点的位置坐标为（x＝6 m，y＝0 cm）
D．再经过0.55 s时，x＝24 m处的质点第一次到达波峰
15．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为时刻的波形图，时第一次出现如图虚线所示的波形图，已知质点P的坐标，质点Q的坐标，下列说法正确的是（ ）
A．波的周期为1s
B．该波的波长一定为8m
C．波速一定是
D．时，Q点的位移一定是零
16．从甲地向乙地发出频率50Hz的声波，若当波速为330m/s时，在甲、乙两地间有若干个完整波形的波，当波速为340m/s时，甲、乙两地间完整波形的波数减少了一个，则甲、乙两地相距多少米？
17．一列简谐横波沿着轴正方向传播，时刻波刚好传播到处；时刻，平衡位置处的质点第一次到达波峰。求：
（1）这列波的周期和传播速度；
（2）经过，平衡位置为处质点的位移与路程。
18．如图所示，波源S在竖直方向做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为y10sin5tcm，产生的波向+x方向传播，波速v=8m/s，P，Q是分别位于波源右侧介质中的两质点，质点Q到波源的距离是质点P到波源距离的4倍，从t=0时开始计时，当波源第一次到达波谷时，波刚好传到P点。求：
①波长；
②从t=0时开始计时到质点Q第一次出现波谷，波源通过的路程。
19．平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正方向）。P与O的距离为，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自时由平衡位置开始向下振动，周期，振幅。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置，此后再经过，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：
（1）该列波的传播速度；
（2）P、Q间的距离；
（3）从开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。
20．坐标原点处的波源在时开始沿y轴负向振动，时它正好第二次到达波谷，如图所示为时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图。求：
（1）这列波的传播速度；
（2）原点处的质点在t1~t2时间内通过的路程。
参考答案
1．C
【详解】
右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=1.9 s。山谷的宽度
s=v（t1＋t2）=×340×2.2 m=374 m
故选C。
2．C
【详解】
由题图可知，波长λ=20cm，速度
v=λf=0.2×5m/s=1m/s
质点A的运动状态传播16cm－2cm=14cm所需的最短时间为t=0.14s，即当质点B的位移和速度与图示时刻质点A的运动状态相同时，所需的最短时间为0.14s。
故选C。
3．B
【详解】
A．由图可以读出，波长为4 m，A错误；
B．由于周期大于0.5 s，所以周期
波速
B正确；
C．频率
f＝＝1.5 Hz
C错误；
D．t＝1 s时，经过了1.5个周期，x＝1 m处质点处于波谷，D错误。
故选B。
4．B
【详解】
开启倍速播放后，手机发出的声音频率升高，因为介质不变，则声音的传播速度不变，根据
则波长变短。
故选B。
5．B
【详解】
A．ad间距离为x=12m，波在同一介质中匀速传播，t=6s时传播距离为
x=vt=12m
波恰好传到质点d处，故A正确，不符合题意；
BD．设该波的周期为T，由题可得
T=3s
解得
T=4s
波从a传到c的时间为
则在4sC．该波的周期为4s，质点b开始振动后，其振动周期为4s，故C正确，不符合题意。
故选B。
6．B
【详解】
波的频率是由波源决定的，所以波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。
则声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式
得知，声波的波长变大。
故选B。
7．D
【详解】
A．由图可知，该波的波长为2m，接近障碍物的尺寸，会发生明显的衍射现象。A错误；
B．根据波速公式得
B错误；
C．由图可知，E点距波峰CD、AD的距离相同，所以该点振动加强。C错误；
D．E点的振幅为10cm，则内运动的路程为
D正确。
故选D。
8．CD
【详解】
ABC．声波在介质中的传播速度是由介质决定的，与频率、振幅无关，AB错误C正确；
D．在空气中声速约是340m/s，D正确。
故选CD。
9．BD
【详解】
A．由两声源的振动图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，由可知，a波源的频率为b波源频率的倍，A错误；
B．因为波速相等（同一介质），由波速公式v＝可知，a波的波长等于b波波长的2倍，选项B正确；
C．两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，选项C错误；
D．波长越长，通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波衍射效果越明显，选项D正确。
故选BD。
10．ABE
【详解】
A．由波的图像可知半个波长是2m，波长
周期是
解得
A正确；
B．根据上下坡法，由波向x轴正方向传播，可知，x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动，B正确；
CD．x=0的质点的位移是振幅的一半，x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动，运动到平衡位置的时间小于，即小于，则当时，x=0的质点越过了平衡位置，速度不是最大，CD错误；
E．P质点的振动频率
E正确。
故选ABE。
11．ACD
【详解】
AC．由题意，在时刻到达质点a ，a开始由平衡位置向上振动，在时刻，质点a第一次达到波峰，可知波的周期是4s，由
代入数据，可得则波长为4m，AC正确；
B．波传播过程中，质点不随波迁移，B错误；
D．3s时刻，波传播到d点，d点开始向上振动，再经3s，向下运动到最大位移处，D正确；
E．6s时刻，波只传播到g点，此时h点还未振动，E错误。
故选ACD。
12．ACE
【详解】
简谐波沿绳向右传播时，若a点的位移达到正向最大，b质点的位移恰好为零，且向下运动，则有
，（n=1，2，3…）
得到波长的通项为
该波长大于1.2m，则n=0，所以波长为
选项A正确；
BC．由于t=0时a质点的位移达到正向最大，t=1s时a质点第一次回到平衡位置，可得T=4s，则波速
选项B错误，C正确；
D．由于周期T=4s，t=0时，b质点的位移恰好为零，且向下运动，所以，t=1s时，波刚好到达波谷，选项D错误；
E．t=5s时，经过，质点a刚好回到平衡位置，选项E正确。
故选ACE。
13．AC
【详解】
A．由波形图可知，左图中波长为8格，右图中波长为4格，则A、B两列波的波长之比是2：1，选项A正确；
B．A、B两列波在同一种介质中传播，则波速相等，选项B错误；
C．根据
可知，A、B两列波的频率之比是1：2，选项C正确；
D．由波形图不知道波最前面的质点的位置和振动方向，所以无法判断起振方向，故D错误；
故选AC。
14．BCD
【详解】
A．由图可知，波源振动半个周期用时0.1 s，则波的周期为0.2 s；振幅为偏离平衡位置的最大距离，为10 cm，A错误；
B．波速
波长
λ＝4 m×2＝8 m
B正确；
C．在接下来的0.15 s内，经过前面
Δt1＝s＝0.05 s
波刚好传播到x＝6 m处质点，剩下的0.1 s恰好为半个周期，x＝6 m处质点刚好振动半个周期回到平衡位置，C正确；
D．在接下来的0.55 s内，经过前面
Δt2＝s＝0.5 s
波刚好传播到x＝24 m处质点，剩下的0.05 s恰好为个周期，x＝24 m处质点刚好振动个周期到达波峰位置，D正确。
故选BCD。
15．BD
【详解】
B．由图可知，波长
B正确；
C．由于时第一次出现如图虚线所示的波形图，可知波向右传播了2m，根据
可得波速
C错误
A．由于
可得振动周期
A错误；
D．在时，波向前传播了
O点的振动形式恰好传到Q点，因此Q点的位移一定是零，D正确。
故选BD。
16．224.4m
【详解】
由题意得两次波长分别为
λ1=m
λ2=m
设波速为330m/s时，甲、乙两地间有n个完整波形。根据题意有
s=（n－1）λ1=nλ2
所以
n==34
所以甲、乙两地间距离
s=nλ2=34×m=224.4m
17．（1）；；（2）位移为0.2m，朝y轴正方向；路程为2.2m。
【详解】
（1）波沿着轴正方向传播，且时刻，平衡位置处的质点第一次到达波峰，则有
解得：；
由图可知，横波的波长为，则有
（2）经过，平衡位置为处质点的路程为
经过，平衡位置为处质点振动了个周期，处于波峰的位置，因此位移为0.2m，朝y轴正方向。
18．①3.2m；②1.5m
【详解】
①由y10sin5tcm可知，质点的振动周期为
因此波的周期也为0.4s，则波长
②由y10sin5tcm可知波源起振方向垂直x轴向上，所以从t=0时开始计时，到波源第一次到达波谷时，所用的时间为
波传播的距离即SP之间的距离
则质点Q到波源的距离
因此波传播到Q点，所需时间
所以从t=0时开始计时到质点Q第一次出现波谷，波源振动的总时间为
故波源通过的路程
19．（1）0.2m/s；（2）85cm；（3）54cm
【详解】
（1）由题意，O、P两点的距离与波长满足

解得
λ=20cm
波速为

（2）在t=5s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有

综上解得
PQ=85cm
（3）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：

波源由平衡位置开始运动，每经过T/4，波源运动的路程为A，由题意可知

故t1时间内，波源运动的路程为
s=27A=54cm
20．（1）；（2）
【详解】
（1）由题意可知
且
解得
由
又
解得
（2）一个周期内原点处的质点通过的路程为
在内该质点通过的路程为