沪科物理选修34第2章23知能演练轻松闯关

1.(·高考卷)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率解析：选D.机械波在传播过程中，振动质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做简谐运动，选项A、C错误机械波可能是横波，也可能是纵波，故振动质点的振动方向不一定垂直于波的传播方向，选项B错误振动质点的振动是由波源的振动引起的，故质点的振动频率等于波源的振动频率，选项D正确vf的理解，正确的选项是()Avf适用于一切波B由vf知，f增大，那么波速v也增大Cv、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有fD由vf知，波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速度小一半解析：选AC.公式vf适用于一切波，无论是机械波还是电磁波，A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f无关，所以B、D错；对同一列波，其频率由波源决定，与介质无关，故C正确，以下判断正确的选项是()A甲是振动图像，乙是波动图像B甲是波动图像，乙是振动图像CA、B两质点均向上运动DA、B两质点均向下运动解析：选BD.由两图像的横坐标可看出甲是波动图像，乙是振动图像，选项B正确，A错误由甲图中的传播方向，可看出A质点此刻应向下运动，由乙图中也可判定B质点向下运动，应选项D正确，C错误4.(·高二检测)如下图，图甲为某一波动在t1.0 s时的图像，图乙为参与该波动的质点P的振动图像(1)求该波波速；(2)求再经过3.5 s时P质点经过的路程；(3)判断波的传播方向解析：(1)由题中甲、乙两图像得A0.2 m，4 m，T1 s，所以波速v m/s4 m/s.(2)3.5 s内P点经过的路程为×4A×4A×4×0.2 m2.8 m.(3)由题中乙图知t1.0 s时质点P向y轴负方向运动，结合题中甲图可以确定波向左传播答案：(1)4 m/s(2)2.8 m(3)向左传播一、选择题1.关于波长的以下说法中正确的选项是()A机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C在波形图上速度最大且相同的相邻两质点间的距离等于一个波长D在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长解析：选AC.机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A正确；由波形图可见，在一个完整波形上，位移相同的相邻质点之间的距离不一定等于一个波长，故B选项错误；速度最大且相同的质点，在波形图上是在平衡位置上，如果相邻，那么正好是一个完整波形的两个端点，所以C选项正确；振动情况总是相同的两点间的距离是波长的整数倍，故D选项不正确2.以下对波速的理解正确的选项是()A波速表示振动在介质中传播的快慢B波速表示介质质点振动的快慢C波速表示介质质点迁移的快慢D波速跟波源振动的快慢无关解析：选AD.机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身的性质决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念，与波源振动快慢无关，故A、D正确；波速不表示质点振动的快慢，介质质点也不随波迁移，因此B、C错误，波速变大，那么以下判断正确的选项是()A由v/T可知，波长也变大B由T/v可知，周期变小C由vf可知，可能是波长变小而频率f变得更大D由vf可知，可能是频率f变小而波长变得更大解析：选A.机械波从一种介质进入另一种介质时，周期和频率保持不变，选项B、C、D错误；由于周期不变，波速变大，所以波长变大，选项A正确4.(·高二检测)以下图中正确的波形图是()解析：选BC.根据上下坡法，但凡在“上坡区的必向下运动，在“下坡区的必向上运动，故B、C正确x轴正方向传播的简谐波，在t0时刻的图像如下图，波的周期为T，图中两个质点A和B的振动情况是()AA、B质点的振动方向总相同BA、B质点的振动方向总相反C在tT时，A、B质点的振动方向是相同的D在tT时，A、B质点的振动方向是相反的解析：选C.由“带动法或“微平移法或“上下坡法，在t0时刻，A点振动方向沿y轴正方向，B点振动方向沿y轴负方向，A不正确；经过，波向前传播，出现虚线所示的波形，这时A点的振动方向与B点的振动方向相同，都沿y轴的负方向C正确，B、D不正确，图乙表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图像，那么()A假设波沿x轴正方向传播，图乙为a点的振动图像B假设波沿x轴正方向传播，图乙为b点的振动图像C假设波沿x轴负方向传播，图乙为c点的振动图像D假设波沿x轴负方向传播，图乙为d点的振动图像解析：选BD.图乙表示质点正通过平衡位置向上运动由图甲可知，在该时刻，a、c质点分别位于波峰、波谷，图乙不可能是a、c质点的振动图像b、d质点位于平衡位置，假设波沿x轴正方向传播，b点向上运动，d点向下运动；假设波沿x轴负方向传播，b点向下运动，d点向上运动 7.(·高考卷)一列简谐横波在t0时的波形图如下图介质中x2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10sin(5t) cm.关于这列简谐波，以下说法正确的选项是()A周期为4.0 sB振幅为20 cmC传播方向沿x轴正向 D传播速度为10 m/s解析：选CD.由y10sin(5t) cm可知振幅A10 cm，角频率5，那么振动周期也即波的周期T0.4 s，A、B皆错误仍从上式可知t0时质点P经过平衡位置向y轴正方向振动，结合该时刻波形图可知波沿x轴正方向传播，波长4 m，那么波速v10 m/s，C、D正确A向B传播，A、B相距0.45 m，如下图是A处质点的振动图像当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是() A4.5 m/s B3.0 m/sC1.5 m/s D0.7 m/s解析：选A.由yt图像知：T0.4 s；由题意知：045 m那么v m/s(n0，1，2)当n0时，v4.5 m/s；当n1时，v0.9 m/s；当n2时，v0.5 m/s.由此可判断出A项正确，B、C、D项均错9.(·高考卷)如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t0时的波形图，当Q点在t0时的振动状态传到P点时，那么()A1 cm<x<3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动BQ处的质点此时的加速度沿y轴的正方向CQ处的质点此时正在波峰位置DQ处的质点此时运动到P处解析：选B.由波沿x轴负方向传播知，当Q点在t0时的振动状态传到P点时，波形如图中虚线所示，所以此时1 cm<x<2 cm范围内的质点正在向y轴正方向运动，因此选项A错误；Q处质点此时正在波谷位置，加速度沿y轴的正方向，应选项B正确，选项C错误；波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移，应选项D错误如下图为一列波长为、周期为T且沿x轴正向传播的简谐横波的波动图象和其中某质点的振动图象，但两图象的x轴或t轴未标出，那么以下判断正确的选项是() 甲乙A假设图甲是某时刻的波动图象，那么图乙可能是x的质点从该时刻开始计时的振动图象B假设图甲是某时刻的波动图象，那么图乙可能是x的质点从该时刻开始计时的振动图象C假设图乙是某时刻的波动图象，那么图甲可能是x的质点从该时刻开始计时的振动图象D假设图乙是某时刻的波动图象，那么图甲可能是x的质点从该开始计时的振动图象解析：选D.根据题意，假设图甲是某时刻的波动图象，那么x的质点刚好从该时刻开始从正向最大位移处向y方向振动，同理，x的质点从该时刻开始计时应从平衡位置正向y方向振动，可知选项A、B错误；假设图乙是某时刻的波动图象，那么x的质点从该时刻开始正从负向最大位移处向y方向振动，x的质点从该时刻开始正从平衡位置向y方向振动，那么选项C错误、选项D正确二、非选择题(· 高二检测)如下图为沿x轴向右传播的简谐横波在t1.2 s时的波形，位于坐标原点处的观察者测到在4 s内有10个完整的波经过该点(1)求该波的振幅、频率、周期和波速(2)画出平衡位置在x轴上P点处的质点在00.6 s内的振动图像. 解析：(1)由波的图像可以看出：振幅A0.1 m，波长2 m，由题设条件知：频率f2.5 Hz，周期T0.4 s，波速vf5 m/s；(2)由波动图像可以看出：t0时刻，质点P的位移为0.08 m，且沿y轴负方向振动其振动图像如下图答案：见解析一列横波在x轴上传播，如下图，t10和t20.005 s时的波形分别为图中的实线和虚线(1)设周期小于(t2t1)，求波速；(2)设周期大于(t2t1)，并且波速为6000 m/s，求波的传播方向解析：当波传播时间小于一个周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长，当波传播的时间大于一个周期时，波沿传播方向前进的距离大于一个波长这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离(1)因t(t2t1)<T，所以波传播的距离可以直接由图读出假设波向右传播，那么在0.005 s内传播了2 m，故波速为v400 m/s.假设波向左传播，那么在0.005 s内传播了6 m，故波速为v1200 m/s.(2)因t(t2t1)>T，所以波传播的距离大于一个波长，在0.005 s内传播的距离为xvt6000×0.005 m30 m，即3，即x3 .因此，可得波的传播方向沿x轴的负方向答案：(1)见解析(2)沿x轴的负方向