沪科版 (2019)3.3 机械波案例分析课后作业题

3.3机械波案例分析基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．简谐横波某时刻的波形图线如图所示，由此图可知（　　）

A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的

B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的

C．若波从右向左传播，则质点c向下运动

D．若波从右向左传播，则质点d向下运动

2．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=2s时刻，该波的波形图如图甲所示，A、B和C是介质中的三个质点。图乙表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A．在t=0s时刻，质点A的速率比质点B的大

B．在t=1s时刻，质点A的加速度大小比质点B的大

C．质点C的振动图像与图乙相同

D．若波速v=3m/s，则质点A在20s内的运动路程为60m

3．甲、乙两图分别表示一简谐横波在传播方向上相距3.0m的两质点的振动图像，而且甲质点比乙质点先起振．如果波长大于1.5m，小于3.0 m则该波的波速大小是

A．5m/s B．10m/s C．15m/s D．20m/s

4．一列沿x轴传播的简谐横波，其周期T=0.20s，在t=0时的波形图像如图所示。其中P、Q是介质中平衡位置分别处在x=1.0m和x=4.0m的两个质点，若此时质点P在正向最大位移处，质点Q通过平衡位置向下运动，则（　　）

A．该波沿x轴正方向传播

B．该波的传播速度为2.0m/s

C．当质点Q到达波谷时，质点P位于平衡位置且向上运动

D．经过0.50s，质点Q通过的路程为10cm

5．一列简谐横波沿着x轴正方向传播，某一时刻的波形图象如图所示．下列判断不正确的是（  ）

A．这列波的波长是8m

B．此时刻x =3m处质点正沿y轴正方向运动

C．此时刻x =7m处质点正沿y轴正方向运动

D．此时刻x =7m处质点的加速度沿y轴负方向

6．一简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图甲所示。x=8m处质点P的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是(   )

A．这列波的波长为8m

B．这列波的频率为2Hz

C．这列波的波速为4m/s

D．这列波向左传播

7．如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.05s时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像，则下列说法中错误的是（　　）

A．该简谐横波的波速为20m/s

B．该简谐横波沿x轴正方向传播

C．t=0.25s时质点Q的加速度大于质点P的加速度

D．t=0.17s时质点Q的运动方向沿y轴正方向

8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t1=0和t2=0.2s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期。下列说法正确的是（　　）

A．波速一定为0.4m/s B．振幅一定为0.04m

C．波长可能为0.08m D．周期可能为0.8s

9．如图所示是一列简谐横波在时刻的波形图，已知这列波沿轴正方向传播，波速为，P是离原点为的一个介质质点，则在时刻，质点P的（ ）

A．速度和加速度都沿方向

B．速度沿方向，加速度沿方向

C．速度和加速度都正在增大

D．速度和加速度都正在减小

10．如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5 m．某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动．这列波的波长可能是（      ）

A．1 m B．2 m C．0.6 m D．0.5 m

11．图1是一列简谐横波在s时的波形图，已知平衡位置在c位置的质点比平衡位置在a位置的质点晚0.5s起振则图2所示振动图像对应的质点可能位于（　　），

A． B． C． D．

12．如图1所示为一列简谐横波在t＝10s时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，则该波传播速度和传播方向是

A．v＝4m/s，向x负方向传播

B．v＝8m/s，向x负方向传播

C．v＝4m/s，向x正方向传播

D．v＝8m/s，向x正方向传播

13．一列简谐横波在轴上传播，在和时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，则（　　）

A．若波沿轴正向传播，则时刻质点向上振动

B．若波沿轴正向传播，则波速可能为24m/s

C．若波沿轴负向传播，则波速可能为28m/s

D．若波沿轴负向传播，从时刻到时刻质点的位移为2cm

14．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，下列说法正确的是（　　）

A．波速为4m/s

B．波的频率为1.5Hz

C．x坐标为15m的质点在t=0.6s时恰好位于波谷

D．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷

15．如图所示，表示横波在某一时刻的图像，其波速是8m/s，则下列说法中正确的是（　　）

A．该波的周期为2s

B．该波的振幅是5m

C．从这一刻开始经过1.75s，质点a向右移动的距离为14m

D．从这一时刻开始经过1.75s，质点a经过的路程是70cm

二、填空题（共4题）

16．绳波在某时刻的形状如图所示，若O是波源，则此刻A点的振动方向________，若O′是波源，则此刻A点的振动方向________（选填“向上”或“向下”）。

17．在某种介质中，一列简谐横波沿x轴传播，在t = 0时刻的波形图如图甲所示，图中质点B的振动图像如图乙所示。该简谐横波的波速v =_______m/s；t = 0.5 s时，质点A沿_______方向振动（选填“y轴正”“y轴负”）。

18．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=1.0s时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x=5m处的M点，t=1.5s时刻，x=10m处的质点Q刚好开始振动，则质点Q的起振方向是_______（选填“y轴正方向”或“y轴负方向”），该波的传播速度为_______m/s。

19．从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到M点，x=1m的质点P的位移为10cm，再经，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标x=-81m（图中未画出），则__________________．

A．波源的振动周期为1.2s

B．波源的起振方向向下

C．波速为8m/s

D．若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动，则观察者接受到波的频率变大

E．从t=0时刻起，当质点N第一次到达波峰位置时，质点P通过的路程为5.2m

三、综合题（共4题）

20．如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时刻的波形。在时刻到时刻这段时间内，平衡位置在处的质点P共有两次到达波峰，求：

（1）若波沿x轴正向传播，波的传播速度为多少；若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为多少；

（2）若波沿x轴正向传播，试写出质点P的振动方程（不要求写推导过程）。

21．简谐横波沿x轴正向传播，依次经过x轴上相距d＝10m的两质点P和Q，它们的振动图象分别如图甲和图乙所示．则

①t＝0.2s时质点P的振动方向；

②这列波的最大传播速度．

22．一列简谐横波沿x轴传播，在和时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示。

（1）求波可能的速度；

（2）若波沿x轴的负方向传播，求处的质点从时刻位置第一次回到时刻的位置所经过的最长时间。

23．（1）如图所示为一皮带传动装置，请在图中标出皮带上质点的线速度方向和质点的加速度方向。

（2）一列机械波向左传播，画出这一时刻点的位移；点的速度方向。

参考答案

1．B

2．C

3．B

4．A

5．C

6．D

7．D

8．A

9．A

10．B

11．B

12．A

13．C

14．D

15．D

16．向上    向下   

17．10    y轴负   

18．y轴负方向    10   

19．ABE

20．（1），；（2）

21．①沿y轴负方向．②最大传播速度为50m/s

22．(1) 若波沿x轴正向传播：，若波沿x轴负方向传播：；(2)

23．

（1）线速度的方向沿着圆周的切线方向，向心加速度的方向指向圆心，如图所示：

（2）机械波向左传播，则波谷要向左移动，所以该时刻质点B正在向下振动，如图所示：