2024-2025学年高二物理选择性必修第一册（配鲁科版）分层作业15 机械波的多解问题.docx

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分层作业15机械波的多解问题

A组必备知识基础练

1.图甲是一列简谐横波在t=20s时的波形,图乙是这列波中质点P的振动图像,那么该波的传播速度和传播方向是()

A.v=25cm/s,向左传播

B.v=50cm/s,向左传播

C.v=25cm/s,向右传播

D.v=50cm/s,向右传播

2.(多选)(2024山东烟台高二月考)一列简谐波在某一时刻的波形如图中实线所示,经过一段时间,波形变成如图中虚线所示,已知波速大小为1m/s。则这段时间可能是()

A.1s B.2s C.3s D.4s

3.(多选)如图所示,机械波沿直线ab向右传播,ab=2m,某时刻a点处于波谷位置,b点在平衡位置且向上运动,下列说法正确的是()

A.波长可能是23

B.波长可能是83

C.波长可能小于23

D.波长可能大于83

4.(多选)(2024安徽芜湖高二月考)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1m和x2=7m处质点的振动图像分别如图甲、乙所示,则此列波的传播速率可能是()

A.7m/s B.2m/s

C.1.2m/s D.1m/s

5.P、Q是一列简谐横波中的两质点,已知P离振源较近,P、Q两点的平衡位置相距15m(小于一个波长),各自的振动图像如图所示。此列波的波速为m/s。?

6.一列横波沿x轴的正方向传播,波速v=300m/s,已知x1=0.30m和x2=0.90m处是振动中位移大小总是相同、方向总是相反的相邻质点,求这列波的频率。

B组关键能力提升练

7.(多选)沿x轴传播的简谐横波在t1=0时的波形如图中实线所示,t2=0.4s时的波形如图中虚线所示,已知波的周期T0.4s。P为其中一个振动质点。则下列判断正确的是()

A.波的传播速度可能为30m/s

B.波的传播周期可能为0.6s

C.当t=0.6s时,P可能在平衡位置

D.P在0~2.4s内走过的路程可能为24cm

8.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为2cm。t=0时,平衡位置相距20cm的两质点a、b的位移都是1cm,但运动方向相反,其中质点a沿y轴负方向运动,如图所示。t=0.3s时,质点a、b的位移大小相等、方向相反。已知简谐横波的波长大于20cm,周期大于0.6s。下列说法正确的是()

A.该简谐横波的波长为60cm

B.该简谐横波的传播速率为1.0m/s

C.t=0.2s时,质点a的速度最大

D.t=0.6s时,两质点a、b的位移都是-1cm

9.一列横波如图所示,波长λ=8m,实线表示t1=0时刻的波形,虚线表示t2=0.005s时刻的波形。问:

(1)机械波的波速为多大?

(2)若Tt2-t12T,波速又为多大?

(3)若Tt2-t1,并且波速为3600m/s,则波向哪个方向传播?

参考答案

分层作业15机械波的多解问题

1.B由题图乙知T=2s,由题图甲知λ=100cm,由v=λT得v=1002cm/s=50cm/s,选项A、C错误;由题图乙知,2s末,质点P向上振动,根据振动的周期性,可得20s时质点P仍向上振动,依据“同侧法”,可判断波向左传播,选项B正确

2.AC如果这列波沿x轴正方向传播,则传播的距离为nλ+14λ(n=0,1,2,…),λ=4m,则这段时间可能为1s、5s、9s、…,故选项A正确;如果这列波沿x轴负方向传播,则传播的距离为nλ+34λ(n=0,1,2,…),则这段时间可能为3s、7s、11s、…,故选项C正确。

3.BC

t=0时刻,a质点在波谷,b质点在平衡位置且向上运动,如图所示,根据波由a传向b,可知波长λ满足34λ+nλ=2m(n=0,1,2,…),这样λ=84n+3m(n=0,1,2,…),由此可知波长不可能大于83m。当n=0时,λ1=83m;当n=2时,λ2=811m,大于23m;当n=3时,λ3=815m,

4.BC当该列波向右传播时,根据题干可知,1m和7m之间的距离关系满足6m=nλ+14λ,则由v=λT可得波速为v=64n+1m/s,当n=1时可得v=1.2m/s,故C正确;当波向左传播时,1m和7m之间的距离关系满足6m=nλ+34λ,则v=64n+3m/s,当n=0时可得v=2m/s,故B正确;将A和D选项代入两个波速表达式

5.解析由题图知,周期为T=8s,因点P离波源较近,波由P传到Q,则P、Q间的距离Δx=n+34λ,得λ=4Δx4n+3=604n+3m(n=0,1,2,…),因P、Q两点的平衡位置相距15m(小于一个波长),所以λ=20m;

答案2.5