人教版本(2019)高中物理选择性必修第一册第三章《 机械波》测试卷

第三章《机械波》测试卷一、单选题(共15小题)1.某次地震的震源O离地面深度12 km，假设该地震波中的某一种波为简谐横波．该波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s，已知从t＝0时刻波源开始振动，该波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到x＝120 m处．如图所示，则()A．从波源开始振动到波源迁移到x＝120 m处需要经过0.03 sB．此刻波动图象上除M点外与M点势能相同的质点有5个C．波动图象上M点此时速度方向沿y轴正向，动能在减小D．从波传到x＝120 m处开始计时，经过t＝0.06 s位于x＝360 m处的质点开始振动2.手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意图如图，绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是()A．该简谐波是纵波B．该简谐波的最大波长为2LC．t＝时，P在平衡位置上方D．t＝时，P的速度方向竖直向上3.两列简谐横波，波源的振动频率相同，如图为某时刻两列波在介质中相遇的情景，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下面说法正确的是(a、b、c、e各点均在交点上)()A．a、b点是振动加强的位置，c点振动最弱B．a、b、c点是振动加强的位置，e点振动最弱C．再过，a、b将变成振动减弱的位置，e点的振动将加强D．当振源的振动频率同时增加时，干涉区域的干涉图样不发生任何改变4.下列关于纵波的说法中，正确的是()A．在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向B．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D．纵波也有波峰和波谷5.关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．多普勒效应是由波的干涉引起的B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变C．多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的D．只有声波才能产生多普勒效应6.如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 m．C点是BE连线的中点，下列说法不正确的是()A．从图示的时刻起经0.25 s后，B处质点通过的路程为20 cmB．从图示的时刻起经0.25 s后，A处质点的位移为0C．图示时刻C处质点正处在平衡位置且向波峰运动D．图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20 cm7.一列简谐横波a，某时刻的波形如图甲所示．从该时刻开始计时，波上质点A的振动图象如图乙所示．波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象，则下列判断正确的是()A．波a沿x轴负方向传播B．波b的频率为0.4 HzC．从该时刻起，再经过0.4 s质点A通过的路程为40 cmD．若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象，则障碍物的尺寸一定比0.4 m大很多8.有一障碍物的高度为10 m，下列哪一列波衍射最明显()A．波长为40 m的波B．波长为9.9 m的波C．频率为40 Hz的声波D．频率为5 000 MHz的电磁波9.如图所示，在x轴上传播的一列简谐横波，实线表示t＝0时刻的波形图，虚线表示在t＝0.2 s时刻的波形图．已知该波的波速是80 m/s，则下列说法正确的是()A．波长是10 mB．周期是0.1 sC．波可能沿x轴正方向传播D．t＝0时，x＝4 m处的质点速度沿y轴负方向10.一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，某时刻的图象如图所示，其传播速度v＝10 m/s，质点a位于x＝15 m处，则此时质点a()A．沿y轴正方向运动，周期为1.5 sB．沿y轴正方向运动，周期为2.0 sC．沿y轴负方向运动，周期为1.5 sD．沿y轴负方向运动，周期为2.0 s11.振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图所示，则在波传播到细绳上一点P时开始计时，下列四个图形中能表示P点振动图象的是()A．B．C．D．12.轮船在进港途中的x－t图象如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()A．B．C．D．13.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，波沿x轴的正方向传播，P为介质中的一个质点．下列说法正确的是()A．质点P此时刻的速度沿y轴正方向B．质点P此时刻的速度沿x轴正方向C．经过一个周期，质点P通过的路程为2bD．经过一个周期，质点P通过的路程为2a14.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图7甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象()图7A．x＝0处的质点B．x＝1 m处的质点C．x＝2 m处的质点D．x＝3 m处的质点15.下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是()A．B．C．D．二、填空题(共3小题)16.如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，如图乙所示为质点b从时刻t 开始计时的v－t图象．若设振动正方向为沿＋y轴方向，则下列说法中正确的是________．A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．该简谐横波波速为0.4 m/sC．若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多D．在时刻t，质点a的加速度比质点b的大E．再经过2 s，质点a随波迁移0.8 m17.如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示．两列波的波速均为1.00 m/s.两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为________m，两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互__________(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互________(填“加强”或“减弱”)．18.关于波的衍射和叠加，下列说法正确的是________．A．衍射和叠加是机械波特有的现象B．对同一列波，缝或孔、障碍物尺寸越小，衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．两列波相遇时能够保持各自的状态互不干扰E．由于两列波相遇时叠加，所以当它们分开时波的频率、振幅都会发生变化F．如果这两列波叠加以后使某些区域振动加强，某些区域振动减弱，那么这两列波发生明显衍射G．两列波重叠的区域里，任何一点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和三、计算题(共3小题)19.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1 m/s，t＝0时刻波形如图所示．在x＝1.0 m处有一质点M，求：(1)质点M开始振动的方向及振动频率；(2)从t＝0时刻开始，经过多长时间质点M第二次到达波峰？20.一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05 s时刻波形如图中虚线所示．(1)由波形曲线读出这列波的振幅和波长；(2)若周期大于(t2－t1)，则最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？21.一列简谐横波在x轴上传播，如图所示，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为Δt＝0.2 s后的波形图，求：(1)此波的波速为多少？(2)若Δt>T且波速为165 m/s，试通过计算确定此波沿何方向传播？答案解析1.【答案】D【解析】波向前传播的过程中，介质中所有质点都不随波向前迁移，故A错误．位移大小相等的点势能相同．由简谐运动的对称性可得，除M点外与M点势能相同的质点有7个，故B错误．由“上下坡”法可知，M点的速度方向沿y轴负向，正向平衡位置运动，速度增大，动能在增大，故C错误．从此时开始，再经t＝s＝0.06 s，位于x＝360 m处的质点开始振动，故D正确．2.【答案】C【解析】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故A错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离应为L＝λ，其中n＝0、1、2……，波长λ＝，可知当n＝0时波长有最大值，最大值为λm＝4L，故B错误；0～内P由平衡位置振动到波峰，～内P由波峰回到平衡位置，可知t＝时P在平衡位置上方向上振动，t＝时P在平衡位置上方向下振动，故C 正确，D错误．3.【答案】B【解析】a点是波峰与波峰相遇处，b点是波谷与波谷相遇处，它们的连线上均总是干涉加强的位置，e点是波峰与波谷相遇处，总是振动最弱点，A、C错误，B正确；当振源的振动频率同时增加时，波长发生变化，则干涉区域的干涉图样将发生变化，D错误．4.【答案】B【解析】5.【答案】C【解析】多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的，C正确，A错误；任何波都有多普勒效应现象，D错．6.【答案】B【解析】在图中设定点中，A、E点波峰与波峰相遇，是振动加强点．B点是波谷与波谷相遇点，是振动加强点；而D、F、P、Q是波峰与波谷相遇点，则它们是振动减弱点．波速和波长分别为1 m/s和0.5 m，则周期是0.5 s．从图示的时刻起经0.25 s，即半个周期后，B处质点为振动加强点，振幅为10 cm，通过的路程为2倍的振幅20 cm，故A正确；此刻A正处在波峰，从图示的时刻起经0.25 s后，A处质点的位移为负的最大值，故B错误；图示时刻C处质点正处在平衡位置，E靠近波源，C重复E点的运动，所以向波峰运动，C正确；图示时刻A在波峰、B质点在波谷，竖直高度差为20 cm，D正确．故选B.7.【答案】C【解析】从图乙可知t＝0时刻，A质点的速度为－y方向，可知波a沿＋x方向传播，故A错误；由乙图得到波a的周期为T＝0.4 s，故频率为：f＝＝＝2.5 Hz，所以波b的频率为2.5 Hz，故B错误；再经过0.4 s，也就是一个周期，质点A通过的路程为s＝4A＝4×10 cm＝40 cm，故C 正确；a、b两列波频率相同，同种介质中波速相同，所以a、b两列波波长相同，均为0.4 m，故该障碍物的尺寸一定与0.4 m相差不大或者比0.4 m小，故D错误．8.【答案】A【解析】λA＝40 m，λB＝9.9 m，λC＝＝m＝8.5 mλD＝＝m＝0.06 m所以波长为40 m的波衍射最明显．9.【答案】D【解析】由图知，波长λ＝12 m，故A错误；由v＝得：T＝＝s＝0.15 s，故B错误；t＝0.2 s，波传播的距离为x＝vt＝16 m＝1λ，根据波形的平移法可知，波沿x轴负方向传播，故C错误；波沿x轴负方向传播，t＝0时，根据波形的平移法得知，x＝4 m处的质点速度沿y轴负方向，故D正确．10.【答案】D【解析】简谐横波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”判断可知，质点a沿y轴负方向运动．由图知，该波的波长λ＝20 m由v＝得T＝＝＝2.0 s11.【答案】C【解析】由图可知，振源开始起振的方向向下．所以，振动形式传到质点P时，质点P从平衡位置开始先向下振动，故P点的振动图象如选项C所示．12.【答案】A【解析】由x－t图象可知，轮船靠近港口时的速度v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，又由于各段都是匀速直线运动，故各段的频率均是不变的，A正确．13.【答案】A【解析】简谐横波沿x轴的正方向传播，根据“上下坡”法判断可知，质点P此时刻的速度沿y轴正方向，故A正确，B错误；简谐横波沿x轴的正方向传播，质点P上下振动，在一个周期内通过的路程是4倍的振幅，即为4a，故C、D错误．14.【答案】A【解析】15.【答案】C【解析】处在波峰或波谷处的质点一定向平衡位置处运动，因此，A、D错误，利用“上下坡法”可判C正确，D错误．16.【答案】BD【解析】根据振动图象，t时刻b处的质点正向下振动，根据走坡法可知该波向x轴正方向传播，A错误；从横波图象中可以看出波长λ＝4 m，从振动图象中可以得出周期T＝10 s，所以该波传播速度v＝＝0.4 m/s，B正确；当障碍物的尺寸非常接近或小于波的波长时，衍射现象比较明显，故C错误；质点振动时，在波峰或者波谷位置回复力最大，加速度最大，在平衡位置加速度为零，所以在时刻t，质点a的加速度比质点b的大，D正确；简谐横波在传播过程中，各个质点只在其平衡位置附近上下振动，不会随波传播，E错误．17.【答案】2减弱加强【解析】由几何关系可知两波源到A点的距离为AS1＝10 m，AS2＝8 m，所以两波的路程差为2 m；同理可得，BS1－BS2＝0，为波长的整数倍，由振动图象知两振源振动方向相反，故B点振动减弱；两波源到C点的路程差为Δx＝CS1－CS2＝1 m，波长λ＝vT＝2 m，所以C点振动加强．18.【答案】BDG【解析】一切波都能发生衍射现象，A、C错误；两列波相遇时叠加，分开后频率、振幅都不变，按照原来的振动方式继续振动，互不干扰，E错误，D正确；如果这两列波叠加以后使某些区域振动加强，某些区域振动减弱，那么这两列波发生稳定的干涉，F错误．19.【答案】(1)沿y轴负方向 2.5 Hz(2)1.5 s【解析】(1)沿y轴负方向，波长λ＝0.4 m由v＝λf得振动频率f＝2.5 Hz，T＝0.4 s(2)从t＝0时刻开始，经t1时间M开始振动：t1＝＝0.8 s再经t2时间M第二次到达波峰：t2＝T＝0.7 s从t＝0时刻开始M第二次到达波峰的时间为：t＝t1＋t2＝1.5 s.20.【答案】(1)0.2 m8 m(2)40 m/s方向沿x轴正方向280 m/s方向沿x轴负方向【解析】(1)A＝0.2 m；λ＝8 m(2)由于T>(t2－t1)，即Δt<2T当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为Δt＝nT＋，且n＝0或1当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为Δt＝nT＋，且n＝0或1由波速公式v＝可知，当速度v最小时，周期T最大．分析上面两类情况可知，当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在Δt＝nT＋中，取n＝0即Δt＝，则T大＝0.2 s，最小速度v小＝＝40 m/s，方向为沿x轴正方向．当速度v最大时，周期T最小．分析上面两类情况可知，当周期最小时，波沿x轴负方向传播，且在Δt＝nT＋中，取n＝1，即Δt＝T＋，则T小＝s最大速度v大＝＝280 m/s，方向为沿x轴负方向．21.【答案】(1)v右＝20n＋5(m/s)(n＝0,1,2,3，…)v左＝20n＋15(m/s)(n＝0,1,2,3，…)(2)沿x正方向传播【解析】(1)若波向右传播，则Δt＝nT＋①λ＝4 m ①λ＝v右·T①由①①①解得v右＝20n＋5(m/s)(n＝0,1,2,3，…) ①若波向左传播Δt＝nT＋T①λ＝v左·T①联立①①并代入数据得v左＝20n＋15(m/s)(n＝0,1,2,3，…) ①(2)若Δt>T，则Δx＝v·Δt＝165×0.2 m＝33m＝8λ＋λ①故可知此波沿x正方向传播 .。