1、课时跟踪检测（十四）机械波的描述课时跟踪检测（十四）机械波的描述 A组重基础 体现综合 1.简谐横波某时刻的波形如图所示，P 为介质中的一个质点，以下说法正确的是( ) A若波沿 x 轴正方向传播，则 P 质点此时刻速度沿 x 轴正方向 B若波沿 x 轴正方向传播，则 P 质点此时刻加速度沿 y 轴正方向 C再过14个周期，质点 P 的位移为负值 D经过一个周期，质点 P 通过的路程为 4A 解析：选 D 横波中，质点振动方向与波的传播方向应垂直，故 A 错；质点加速度的方向一定指向平衡位置，故 B 错；由于不知道波的传播方向，则无法判断14个周期后质点 P 的位置，故 C 错；经过一个周期，
2、质点 P 通过的路程为 s4A，故 D 正确。 2.如图为一列简谐波在 t0 时刻的图像，已知质点 P 将比质点 Q 后回到平衡位置，则下列说法中正确的是( ) A波一定沿 x 轴正方向传播 B质点 Q 与质点 R 的运动方向相反 C质点 P 的速度正在增大 D质点 R 的加速度正在减小 解析：选 A 因 P 点比 Q 点后回到平衡位置，可知 P 点向y 方向振动，Q 点向y 方向振动，可判断波向x 方向传播，即 P 点远离平衡位置，速度正在减小，Q 点靠近平衡位置，速度正在增大；R 点与 Q 点均向y 方向运动，R 点正远离平衡位置，位移增大，加速度增大。故 A 正确。 3.(多选)关于如图
3、所示的波形图，下列说法中正确的是( ) A此列波的振幅是 0.1 m Bx15 cm 处质点的位移是 0.1 m C若质点 A 的速度沿 y 轴正方向，则质点 B 的速度也沿 y 轴正方向 D质点 A 的加速度沿 y 轴负方向，而质点 B、C 的加速度沿 y 轴正方向 解析：选 ACD 从波的图像上可以直接读出振幅为 0.1 m，x15 cm 处质点离开平衡位置的位移为0.1 m，A 正确，B 错误；各质点加速度的方向总是指向平衡位置，大小为 akxm，D 正确；由于 A、B 两质点在此时刻都在同一“坡”上，根据“上下坡”法可以判断 C 正确。 4下表给出 30 时，声波在不同介质中的传播速度
4、。当声波由空气进入铜中时，下列说法正确的是( ) 介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁 波速(m/s) 332 1 490 1 531 3050 480 3 800 4 900 A.频率增大，波长不变 B频率不变，波长增大 C频率和波长都不变 D频率和波长都变大 解析：选 B 波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入铜中时，频率 f 不变，波速 v 增大，则由公式 vf 知波长增大。故选项 B 正确。 5一列简谐横波在 t0 时刻的波形如图中的实线所示，t0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期 T 大于 0.02 s，则该波的传播速度可能是( ) A2 m/s B3 m/s
5、 C4 m/s D5 m/s 解析：选 B 若波向右传播，则波传播的距离 x10.02 m，则波速 v1x1t0.020.02 m/s1 m/s；若波向左传播，则波传播的距离 x20.06 m，则波速 v2x2t0.060.02 m/s3 m/s，故正确选项为 B。 6 平静湖面传播着一列水面波(横波)， 在波的传播方向上有相距 3 m 的甲、 乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下振动 30 次。 甲在波谷时， 乙在波峰， 且两木块之间有一个波峰， 这列水面波( ) A频率是 30 Hz B波长是 3 m C波速是 1 m/s D周期是 0.1 s 解析：选 C 由题意知甲、乙两小
6、木块间的距离 x3 m32，故波长 2 m。又知两小木块都是每分钟振动 30 次，故周期 T2 s，频率 f0.5 Hz，则波速 vT1 m/s，故选项 C 正确。 7一列波源在 x0 处的简谐波，沿 x 轴正方向传播，周期为 0.02 s，t0时刻的波形如图所示。此时 x12 cm 处的质点 P 恰好开始振动。则( ) A质点 P 开始振动时的方向沿 y 轴正方向 B波源开始振动时的方向沿 y 轴负方向 C此后一个周期内，质点 P 通过的路程为 8 cm D这列波的波速为 400 m/s 解析：选 B 根据质点的振动方向与波的传播方向的关系知，质点 P 处于上坡，向下振动，A 错误；波传到质
7、点 P 时向下振动，故波源开始振动时的方向沿 y 轴负方向，B 正确；一个周期内质点 P 通过的路程为 4A45 cm20 cm，故 C 错误；波速 vT0.080.02 m/s4 m/s，故 D 错误。 8.一列简谐横波在 x 轴上传播，波的振动周期为 0.4 s。已知 t0 时刻的波形图如图所示，图中 M 处的质点此时正经过平衡位置沿 y 轴正方向运动，画出 t0.1 s 时的波形图。 解析：经过 0.1 s，各质点振动了14T，根据特殊点法可以判断，P 质点回到平衡位置，M 质点运动到波峰。波形图如图所示。 答案：见解析图 B组重应用 体现创新 9(多选)在均匀介质中坐标原点 O 处有一
8、波源做简谐运动，其表达式为 y5sin2t m，它在介质中形成的简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到 x12 m 处，波形图像如图所示，则( ) A此后再经 6 s 该波传播到 x24 m 处 BM 点在此后第 3 s 末的振动方向沿 y 轴正方向 C波源开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向 D此后 M 点第一次到达 y3 m 处所需时间是 2 s 解析：选 AB 由波源振动表达式可知 2，而 2T，所以 T4 s，由波形图知 8 m，波速 vT2 m/s，xvt12 m，故 A 项正确；经过 t3 s，波向前传播的距离为 xvt6 m，画出这一时刻的波形图如图中虚线所示，由图可知
9、，M 点振动方向沿 y 轴正方向，B 项正确；在波的传播过程中，各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，可得波源起振方向沿 y 轴正方向，C 项错误；此时 M 点在 y3 m 处且沿 y 轴负方向振动，第一次到达 y3 m 处所用时间小于T2，故 D 项错误。 10.(多选)如图所示， S 是 x 轴上的上、 下振动的波源， 振动频率为 10 Hz。 激起的横波沿 x 轴左右传播，波速为 20 m/s。质点 A、B 到 S 的距离分别为 xA36.8 m，xB17.2 m，且都已经开始振动。若此时刻波源S 正通过平衡位置向上振动，则该时刻( ) AB 位于 x 轴上方，运动方向向下 BB 位于
10、 x 轴下方，运动方向向上 CA 位于 x 轴上方，运动方向向上 DA 位于 x 轴下方，运动方向向下 解析：选 AD 由 vf，可得 vf2010 m2 m，xB17.2 m835 ，去整 8，留35，B 的振动状态应与跟波源 S 相距35 的 B相同(如图所示)， 由此可判断 B 点在 x 轴上方， 运动方向向下； xA36.8 m1825，去整 18，留25。由于142512，所以 A 点在 x 轴下方，运动方向向下，故 A、D 正确。 11.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t0 时刻的波形如图所示，介质中质点 P、Q 分别位于 x2 m、x4 m 处，从 t0 时刻开始计时，t15
11、s 时质点 Q 刚好第 4 次到达波峰。 (1)求波速； (2)写出质点 P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。 解析：(1)设简谐横波的波速为 v，波长为 ，周期为 T，由图像知，4 m。由题意知 t3T34T 又 vT 联立式，代入数据得 v1 m/s，T4 s。 (2)质点 P 做简谐运动的表达式为 y0.2sin(0.5t)m。 答案：(1)1 m/s (2)y0.2sin(0.5t)m 12一列简谐横波在 x 轴上传播，波速为 50 m/s，已知 t0 时刻的波形图如图(a)所示，图中 M 处的质点此时正经过平衡位置沿 y 轴的正方向运动。将 t0.5 s 时的波形图像画在图(b)上(至少要画出一个波长)。 解析：不论是用平移法还是特殊点法作波形图，都必须先求出 tt00.5 s 与周期 T 的倍数关系，Tv2050 s0.4 s，tT0.50.4114。 “舍整(数)、留分(数)”，只要考虑T4后的波形即可。根据 M 点的振动方向可知此波是沿 x 轴负方向传播。若用平移法，T4内波沿 x 轴负方向传播4；若用特殊点法，T4内特殊点在垂直于 x 轴的方向上运动路程等于振幅 A。 答案：如图所示