第三章 机械波 单元测试题1（解析版）- 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.doc

第三章 机械波 单元测试题1（解析版）一、选择题（共48分）1如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，a、b、c为介质中的三个质点，图乙表示该波处a质点的振动图像，下列说法正确的是（）A该波沿x轴正向传播B时，质点c处于波谷位置C时，质点b振动的速度方向与回复力方向相同D质点c的位移随时间变化的关系式2假期里小明在家里利用手机观看某科幻电影，为了急于了解后续情节，他开启了倍速播放模式如图所示，与原速播放相比，音调发生变化，开启倍速播放后，手机发出的声音（）A频率降低B频率升高C传播速度增大D波长变长3关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（）A一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移的平方成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动B如果测出单摆的摆长l、周期T，作出lT2图像，图像的斜率就等于重力加速度g的大小C做受迫振动的物体其频率由物体本身决定D游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质时频率并不改变4在日本近海某次地震引发的海啸，造成了重大的人员伤亡。海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪。下列说法中正确的是（）A波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止B地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波C地震波和海啸都只有纵波D地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强5如图所示，两列振幅和波长都相同而传播方向相反的机械横波，在相遇的某一时刻“突然”消失。设在这一时刻两波相遇的介质里有a、b、c三个介质质点，则关于这三个质点的情况下列说法中不正确的是（）A此时质点a、b、c的位移都为零B此时质点a的振动速度不为零且方向向下C此时质点c的振动速度不为零且方向向下D此时质点b的振动速度为零6一列简谐横波在t=0.2s时的波形图如图甲所示，P、Q为介质中的两个质点，它们的平衡位置分别为x=1m和x=3.5m，质点P的振动图像如图乙所示，则（）A该简谐波沿x轴正方向传播Bt=0.775s时，质点P、Q的加速度相同Ct=0.28s时，质点P、Q的速度方向相反Dt=0.4s到t=1.1s内，质点Q的路程为7cm7如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为 0.40m ，P、Q 两质点的平衡位置相距 0.7m。当 P 运动到上方最大位移处时，Q 的运动情况是（） A运动到上方最大位移处B运动到下方最大位移处C运动到平衡位置，且速度方向向下D运动到平衡位置，且速度方向向上8一列沿轴传播的简谐波，波速为，某时刻的波形图象如图所示。此时处的质点具有正向最大速度，则再过4.5s，下列说法正确的是()A处质点具有正向最大加速度B处质点具有负向最大速度Cx=0m处质点沿x轴移动到了x=18m处Dx=6m处质点通过的路程为20cm9下列说法正确的是（）A单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关B做简谐运动的质点，经过平衡位置时，速度可能不同C在波的干涉现象中，振动减弱的质点的位移一定为零D狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的10如图所示为时刻的波形图，波的传播方向平行于x轴。质点A位于处，质点B位于处。时，质点B第一次出现在波峰位置；时，质点A第一次出现在波峰位置。则（）A波速为1m/sB波的周期为4sC波沿x轴正方向传播D时，质点A的振动速度小于质点B的振动速度11如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，传播方向向左，则此时刻有（）A各质点的位移都为5 cmBx2 m处的质点速度沿y轴正方向Cx4 m处的质点加速度方向沿y轴正方向Dx8 m处的质点速度为正的最大值12在同一均匀介质中，位于处的振源P和处的振源Q分别发出甲、乙两列简谐横波。甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播。时刻甲、乙两列波分别到达和处，两列波的波形图如图所示。已知甲波的频率为，则（）A乙波的传播速度为B处质点的起振方向是y轴负方向C时，平衡位置位于处的质点位移为D0到，处的质点运动的路程为二、解答题（共52分）13某横波在介质中沿x轴传播，图甲为t0.25 s时的波形图，图乙为P点（x1.5 m处的质点）的振动图像，（1）求P质点2.0s内运动的路程S和位移x；（2）求该波的波速和P质点在0.5s时的速度；（3）写出该波的传播方向和质点N在t1.0 s时的运动方向；（4）试画出t0.75 s时的波形图。14如图所示，在同一均匀介质中有和两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，与之间相距，若的振动频率均为，两列波的波速均为点为和连线的中点，今以点为圆心，以为半径画圆(1)该波的波长为多少？(2)在连线上振动加强的点（和除外）有几个？(3)在该圆周上（和两波源除外）共有几个振动加强的点？思路点拨由干涉现象中振动加强点的条件判断振动加强点的个数。15如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x2m处的质点P，以此时刻为计时起点的振动图像。Q点是平衡位置在x0.5m处的一个质点。（1）此波的周期，波长；（2）算出波速大小，判断波的传播方向；（3）求Q点从此时刻开始运动到平衡位置的时间。16一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上距离为的a、b两质点的振动图像。试求出这列波的波长与波速。参考答案1D【详解】A由图乙可知时刻，a点振动方向向上，故该波沿x轴负向传播，故A错误；B由图甲可知时，质点C已经通过波谷上振，质点C在时到达波谷，故B错误；C时，质点b振动的速度方向向下，回复力方向向上，两者方向相反，故C错误；D质点c的位移随时间变化的关系式故D正确。故选D。2B【详解】开启倍速播放后，手机发出的声音频率升高，因为介质不变，则声音的传播速度不变，根据则波长变短。故选B。3D【详解】A一个振动，如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移相反，就能判定它是简谐运动，A错误；B根据可得则如果测出单摆的摆长l、周期T，做出lT2图像，图像的斜率就等于，B错误；C做受迫振动的物体其频率由驱动力的频率决定，C错误；D游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变，D正确；故选D。4B【详解】AB地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，A错误B正确；C地震波既有横波，也有纵波，C错误；D地震波和海啸具有能量，随着传播将越来越弱，D错误。故选B。5C【详解】A两列波相遇时，质点同时参与了两列波的振动，位移等于两列波引起位移的矢量和所以a、b、c质点的位移都为零，A正确，不符合题意；B向右传播的波引起a质点的振动方向向下，向左传播的波引起a质点的振动方向向下，所以此时a振动速度不为零，方向向下，B正确，不符合题意；C向右传播的波引起c质点的振动方向向上，向左传播的波引起a质点的振动方向向上，所以c质点振动的速度不为零，方向向上，C错误，符合题意；D两列波引起b质点振动的速度都为零，所以质点b振动速度为零，D正确，不符合题意故选C。6B【详解】A由题图乙可知，当t=0.2s时，质点P正从平衡位置向y轴负方向运动，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知，该波一定沿x轴负方向传播，A错误；Bt=0.775s时，质点P、Q各振动了0.575s，质点P正从平衡位置向y轴负方向运动，质点Q开始向上振动，经过相同的时间0.575s时振动到关于平衡位置对称的位置，即质点P、Q的加速度相同，B正确；Ct=0.28s时，质点P、Q各振动了0.08s，小于四分之一周期，质点P正从平衡位置向y轴负方向运动，经过 向下振动，质点Q开始向上振动，经过 也向下振动，C错误；Dt=0.4s到t=1.1s内，即质点Q振动了 ，质点Q的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在路程不是D错误。故选B。7C【详解】P、Q两质点平衡位置相距0.7m，即相距当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置，由于该波向右传播，可知Q向下振动，故C正确，ABD错误。故选C。8AB【详解】图示时刻x=8m处的质点具有正向最大速度，质点正经过平衡位置向上，由“上下坡法”可知，该波向x轴负方向传播，根据可得则有所以再经过4.5s，则波向x轴负方向传播了的时间。则有A图示时刻x=4m处质点速度向下，再经过4.5s，处于波谷，位移为负向最大，则具有正向最大加速度，故A正确；B图示时刻x=2m处质点位于波峰，再经过4.5s，处于平衡位置向下，具有负向最大速度，故B正确；C质点只在平衡位置附近振动，并不沿x轴移动，故C错误；D再经过4.5s，x=6m处质点，处于平衡位置，通过的路程为S=24A+A=18cm故D错误。故选AB。9BD【详解】A单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力周期，与单摆的固有周期无关，而单摆的固有周期与单摆的摆长有关，故A错误；B做简谐运动的质点，经过平衡位置时，速度大小相同，方向可能不同，故B正确；C在波的干涉现象中，若两波源的振幅不同，则减弱的质点也在平衡位置上下做简谐振动，位移不是一直为零，故C错误；D根据狭义相对论理论可得，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D正确。故选BD。10ABD【详解】AB据t=2s时，质点B第一次出现在波峰位置，即半个周期为2s，故周期为4s；从波形图得到波长为4m；故波速为故A B正确；C周期为4s，故此时质点A第一次出现在波峰位置，故t=0时刻质点A向-y方向振动，结合波形平移法得到波形向左平移，故C错误；D，质点A到达最大位移处，速度为零；质点B到达平衡位置，速度最大，故t=1s时，质点A的振动速度小于质点B的振动速度，故D正确。故选ABD。11CD【详解】A图示时刻，各质点的位移各不相同，只有x=12m处质点的位移为5m。故A错误；B根据波的传播方向和波的图像可以得出，此时刻x2 m处的质点速度方向沿y轴负方向，故B错误；Cx4 m 处的质点此时处于负向最大位移处，加速度方向沿y轴正方向，故C正确；Dx8 m处的质点位于平衡位置，速度方向沿y轴正方向，所以速度为正的最大值，故D正确。故选CD。12AD【详解】A因在同一均匀介质中，则甲、乙两波波速相同，由波形图可知，则有故A正确；B由于两列波波速相同，则同时到达处质点，根据同侧法可知，处质点的起振方向是y轴正方向，故B错误；C时，两波传播距离均为则平衡位置位于处的质点位移为故C错误；D由于两波波速、波长相等，则两波周期也相同，均为乙波传到处的质点用时为则在乙波传到处的质点前，质点振动恰好一个周期，运动的路程为在0.5s0.75s内，两波叠加，振动加强，振动半个周期，运动的路程为则在00.75s，处的质点运动的路程为故D正确。故选AD。13（1），；（2），；（3）沿x轴正方向，向y轴正方向运动；（4）【详解】（1）由甲、乙两图可知，振幅、周期、波长,则P质点2.0s内正好运动一个周期，则路程、位移分别为，（2）由波速公式由乙图可知，P质点在0.5s时处于正向最大位移处， （3）t=0.25s时，P点振动方向向上，由波形平移法该波可知沿轴正方向传播甲图为t=0.25s时的波形图，到t=1.0s时要再经过的时间为即t=1.0s时，质点N处于轴下方，并正在向y轴正方向运动（4）t0.75s时的波形图是从图甲的波形图再经过半个周期14(1)；(2)三个；(3)六个【详解】(1)由公式得(2)设为连线上的振动加强点，则其中，由于，由此解得或即在连线上除外，还有点和另外两个振动加强点，设它们分别为，如图所示(3)三点为振动加强的点，过三点作三条振动加强线（表示三个振动加强区域）交于圆周上六个点，如图所示，显然这六个点也为振动加强点，故圆周上（除外）共有六个振动加强点。15（1）T=0.2S，波长4m；（2）波速为20m/s，沿x轴正方向传播；（3）Q点从此时刻开始运动到平衡位置的时间为(0.025+0.1n)s，n0、1、2【详解】（1）由图甲知波长=4m，由图乙知周期T=0.2s。（2）波速由乙图可知，t=0时刻质点P的速度向下，由波形的平移法可知，该波向x轴正方向传播。（3）Q点从此时刻开始向上振动，到达平衡位置时间根据振动的周期性，运动到平衡位置的时间 n0、1、216见解析【详解】若波由a向b传播，因为在0时刻，质点a位于平衡位置向下振动，质点b位于波峰，那么有则波长有所以该速若波由b向a传播，因为在0时刻，质点a位于平衡位置向下振动，质点b位于波峰，那么有则波长又有所以波速