2021-2022学年人教版(新教材)高中物理选择性必修第一册第3章机械波单元测试卷

第3章《机械波》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.一列声波从空气传入水中，已知水中波长较大，则()A．声波频率不变，波速变小B．声波频率不变，波速变大C．声波频率变小，波速变大D．声波频率变大，波速不变2.如图甲为某简谐机械横波在t＝0时刻波的图象，乙图为波的传播方向上某质点的振动图象．下列说法正确的是()A．该波的波速是15m/sB．该波一定沿x轴正方向传播C．若乙是质点P的振动图象，则t＝0.15s时刻，质点Q的坐标为(0.5m,0cm)D．若乙是质点Q的振动图象，则t＝0.15s时刻，质点P的坐标为(1m，－4cm)3.如图所示，实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波(各只有半个波形)，两波在同一根弹性绳上分别向左、向右传播，某一时刻两列波的位置如图所示．P、Q、S表示弹性绳上的三个质点的平衡位置，下列说法中正确的是()A．该时刻，P的速度向上，Q的速度为零，S的速度向下B．该时刻P的速度向下，Q的速度为零，S的速度向下C．该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，各点振动速度相同D．该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，但Q的速度最大4.如图所示，MN是足够长的湖岸，S1和S2是湖面上两个振动情况完全相同的波源，它们激起的水波波长为2m，S1S2＝5m，且S1与S2的连线与湖岸平行，到岸边的垂直距离为6m，则岸边始终平静的地方共有()A．2处B．3处C．4处D．无数处5.如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2m/s.以下结论正确的是()A．经过0.5s，质点a、b、c通过的路程均为75cmB．若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D．振源的振动频率为0.4Hz6.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图1所示)．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则()图1A．P先开始振动，震源距地震仪约36kmB．P先开始振动，震源距地震仪约25kmC．H先开始振动，震源距地震仪约36kmD．H先开始振动，震源距地震仪约25km7.有关纵波与横波，下列说法正确的是()A．振源上下振动形成的波是横波B．振源水平振动形成的波是纵波C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波8.一列声波由空气传入水中，以下说法正确的是()A．声波的波长不变B．声波的波长减小C．声波的频率变大D．声波的波速增加9.如图，两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．下列说法正确的是()A．两列波在相遇区域发生干涉B．波谷和波谷相遇处位移为零C．A点的位移始终为零D．此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A10.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是()A．P、N两点始终处于平衡位置B．该时刻质点O正处在平衡位置C．点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D．质点M的位移始终最大11.一列简谐横波在介质中传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递的情况是()A．所有质点都立即停止振动B．已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动C．能量将会继续向远处传递D．能量传递随即停止12.如图所示，图甲为一列简谐波在t＝0时的波形图，图乙是这列波中x＝200cm处的P点的振动图线，那么该波的传播速度大小、方向分别是()A．v＝50cm/s，沿x轴负方向传播B．v＝25cm/s，沿x轴负方向传播C．v＝50cm/s，沿x轴正方向传播D．v＝25cm/s，沿x轴正方向传播13.周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波()A．沿x轴正方向传播，波速v＝20m/sB．沿x轴正方向传播，波速v＝10m/sC．沿x轴负方向传播，波速v＝20m/sD．沿x轴负方向传播，波速v＝10m/s14.一小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶()A．逐渐漂向湖心B．逐渐漂向湖畔C．在落下的地方上下振动D．沿树叶所在的圆圈做圆周运动15.公路上的雷达测速仪的工作原理是利用()A．波的反射和多普勒效应B．波的干涉和多普勒效应C．波的干涉和波的反射D．波的反射和共振二、填空题(共3小题)16.如图，沿波的传播方向上有间距均为2m的五个质点，均静止在各自的平衡位置，一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播，t＝0时刻到达质点a，质点a开始由平衡位置向下运动，t＝3s时质点a第一次到达最高点，下列说法中正确的是________A．质点d开始振动后的振动周期为4sB．t＝4s时刻波恰好传到质点eC．t＝5s时刻质点b到达最高点D．在3s＜t＜4s这段时间内质点c的速度方向向上E．这列简谐横波的波长为4m17.某人乘火车由甲地去乙地．途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的笛声频率为f1；此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车，听到客车驶近时的笛声频率为f2，已知我们生产的机车发出的笛声相同，则f1与f2的大小关系是f1______f2.18.如图所示，一列沿＋x方向传播的简谐横波在t＝0时刻刚好传到x＝6m处，已知波速v＝10m/s，则图中P点开始振动的方向沿______(选填“＋y”或“－y”)方向，在x＝21m的点在t＝______s第二次出现波峰．三、计算题(共3小题)19.如图所示分别为一列沿水平方向匀速传播的横波在t＝0时刻的图象和在x＝3m处的质点A从该时刻开始计时的振动图象．求：(1)波速的大小和方向；(2)在t＝0.1s时，x＝1m处的质点B的位移和该段时间内质点B通过的路程．20.一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波，如图所示．求：(1)若从波传到平衡位置在x＝1m处的M质点时开始计时，那么经过的时间Δt等于多少时，平衡位置在x＝4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置，在图中准确画出当时弹性绳上的波形．(2)从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88cm时，N质点振动通过的总路程是多少？21.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图(b)所示的波形．(1)求该列横波传播的速度；(2)画出质点5从t＝0到t＝0.3s的振动图象．

答案解析1.【答案】B【解析】声波由空气进入水中，波长变大，频率不变，由波速公式v＝λf得知，声波的波速变大，故B正确．2.【答案】D【解析】由甲图可知波长λ＝2m，由乙图可知周期T＝0.2s，所以波速为v＝＝10m/s，故A错误；由题中条件无法判断波的传播方向，故B错误；若乙是质点P的振动图象，则波向左传播，质点Q此时向上振动，在t＝0.15s时刻质点Q振动到波谷处，即其坐标为(2m，－4cm)，故选项C错误；若乙是质点Q的振动图象，则波向右传播，质点P此时向上振动，在t＝0.15s时刻质点P振动到波谷处，即其坐标为(1m，－4cm)，故选项D正确．3.【答案】A【解析】由图及振动的叠加可知，图示时刻各质点均在平衡位置，此时，左波使质点P向上振动，右波使质点P向上振动，叠加后速度向上，Q质点此时是波峰和波谷相遇，速度为0.左波使质点S向下振动，右波使质点S向下振动，叠加后速度向下，故选A.4.【答案】C【解析】当空间某点到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时，振动始终减弱；水波的波长为2m，S1S2＝5m，当到两个波源的路程差为1m、3m、5m时，振动减弱；路程差为1m是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为3m是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为5m是以S1为起点向左的射线和以S2为起点向右的射线，与岸边无交点；路程差不可能大于S1S2＝5m；由上分析可知，岸边始终平静的地方共有4处，故A、B、D错误，C正确．5.【答案】C6.【答案】A【解析】横波的传播速率小于纵波的传播速率，所以P先开始振动．由x9km/s＋5s＝7.【答案】C【解析】物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波，若波向下传播，振源上下振动，形成的波与振动的方向在同一条直线上，该波是纵波，故A错误；振源水平振动形成的波不一定是纵波，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故B错误；波沿水平方向传播，质点上下振动，质点振动的方向与波传播的方向垂直，这类波是横波，故C正确；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故D错误．8.【答案】D【解析】波的频率是由波源决定的，故当声波由空气进入水中，频率不变．波速由介质决定，波速变大，由波速公式v＝λf知，声波的波长变长，故A、B、C错误，D正确．9.【答案】D【解析】由图看出，波源S1形成的水波波长大于波源S2形成的水波波长，两列波在同一介质中传播，波速相等，由波速公式v＝λf得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，但能发生叠加现象，故A错误；因两列水波波源S1和S2的振幅不相等，当波谷和波谷相遇处位移为－3A，并不为零，故B错误．因两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A，由图可知，此时A是波峰与波谷相遇，则xA＝A，随着时间的推移，位移大小变化，不可能总为零，故C错误；结合图象可知，此时刻A点是波峰和波谷相遇，位移大小为2A－A＝A，而B点波峰和波峰相遇，位移大小2A＋A＝3A，故D正确．10.【答案】A【解析】图示时刻P、N两点是波谷和波峰叠加，由于振幅相同，位移始终为零，即处于平衡位置，故A正确；由图知O点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，该时刻正处在波谷，故B错误；如果两个波源相同，结合对称性可知点M到两波源的距离之差为零，故C错误；图示时刻点M为波峰与波峰相遇，是振动加强点，是振幅最大，不是位移始终最大，位移是时刻变化的，故D错误．11.【答案】C【解析】12.【答案】A【解析】从横波图象中可以得出波长λ＝1m，从振动图象中我们可以得出振动周期为T＝2s，故该波传播速度为v＝＝0.5m/s＝50cm/s，B、D错误；在x＝200cm处的质点在t＝0时振动方向为向上振动，根据上下坡法可得该波的传播方向为沿x轴负方向传播，A正确，C错误．13.【答案】B【解析】根据机械波的速度公式v＝，由图可知波长为20m，再结合周期为2s，可以得出波速为10m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x轴正方向传播，因此答案为B.14.【答案】C【解析】树叶在平衡位置附近上下振动，不随波迁移．15.【答案】A【解析】公路上的雷达测速仪的工作原理是利用波的反射和多普勒效应，A对．16.【答案】ABD17.【答案】＜【解析】此人与货运列车远离，所以f1小于发出声波的频率，而此人与客车靠近，故f2大于发出声波的频率，因此f1＜f2.18.【答案】＋y2s【解析】由题意知，6m处的质点开始振动，根据上下坡法可判断6m处质点开始振动的方向为＋y，故介质中所有质点开始振动的方向都是＋y，即P点开始振动的方向沿＋y；x＝1m处的质点的振动形式是波峰，当其振动形式传播到x＝21m处时，在x＝21m的点第二次出现波峰，用时t＝＝2s.19.【答案】(1)50m/s波沿x轴负方向传播(2)25cm20.【答案】(1)2.25s(2)16m【解析】(1)由波的传播特性和波动图象知，波长λ＝2m波从x＝1m传至x＝4.5m处的N质点需要的时间t＝T此时x＝4.5m处的质点正向y轴负方向运动x＝4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置还需，因此Δt＝T＝2.25s此时波形如图：(2)由图知，振幅A＝8cm质点在一个周期内通过的路程为4A＝32cmO质点通过88cm的