人教版高中物理（2019）选择性必修第一册 第三章 机械波 本章测试（含解析）

人教版（2019）选择性必修第一册第三章机械波本章测试一、单选题（本大题共8小题）1．[4分]下列关于机械波的说法中，正确的是（）A．在简谐波中，各质点的振动步调完全相同B．简谐横波向右传播时，介质中的各个质点也向右移动C．一列简谐横波在介质中传播，各质点的振动频率各不相同D．简谐横波向左传播时，介质中左边质点的振动总比相邻的右边质点的振动滞后一些2．[4分]汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去.其使用的传感器主要为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度.若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f'，则 （）A．当f=f'时，表明前车与无人车速度相同B．当f=f'时，表明前车一定处于静止状态C．当f'>f时，表明前车在加速行驶D．当f'<f时，表明前车在减速行驶3．[4分]如图所示，一列简谐横波向右传播，波速为v，沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t后Q质点第一次运动到波谷，则用v和L表示t的可能值是 ()A．1个 B．2个 C．3个 D．4个4．[4分]如图所示，水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…。使质点1沿竖直方向做简谐运动，振动将沿绳向右传播，从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动。则此时关于质点10的运动，下列说法正确的是（）A．位移为零 B．加速度为最大值C．正向下运动 D．加速度为零5．[4分]图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则 （）A．在t=0.25s时，质点P的速度方向为y轴正方向B．质点Q做简谐运动的表达式为y=10sinπ2t（cmC．从t=0.10s到t=0.20s，该波沿x轴正方向传播了4mD．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm6．[4分]某学校的校园卡由内外两层塑料材质胶合而成，内层为黑色塑料，外层为透明硬质塑料.小明同学的校园卡磨损严重导致两层间左下角张开进入空气，如图，在实验室他用激光照射自己的校园卡看到了明暗相间的条纹.对卡片左下角施加压力F后，观察到条纹发生了变化，下列说法正确的是（）A．条纹变密且向左下方移动 B．条纹变疏且向左下方移动C．条纹变疏且向右上方移动 D．条纹变密且向右上方移动7．[4分]一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻恰好传播到x=3m的M点处，波形如图甲所示，图乙是某一质点的a−t图像， 甲 乙A．波源的起振方向向下B．图乙可能是图甲中x=1m的NC．在5～5.5s时间内，质点MD．在t=12s时，质点8．[4分]下列关于波长、频率和波速的说法正确的是（）A．在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离叫作波长B．波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定C．波由一种介质进入另一种介质时，波长、波速和频率均发生变化D．波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期二、多选题（本大题共4小题）9．[6分]如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动。据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（）A．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在点向左运动时，她感觉哨声音调变低D．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变低10．[6分]如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象C．挡板前后波纹之间距离相等D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能明显观察到衍射现象11．[6分]某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是 ()A．该简谐运动的表达式为y=2cos(0.5πt+0.5π)cmB．1~3s内，质点的速度方向与加速度方向始终相同C．t=23s时，质点的位移为D．t=1s和t=3s时，质点的速度大小相等，方向相反12．[6分]（多选）如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，P是x1=2m处的质点，Q是x2=4m处的质点.图乙是在波的传播方向上某质点的振动图像（波的传播方向上所有质点的计时起点相同）.由图可知 （）A．从t=0到t=6s，质点Q通过的路程为12mB．从t=0到t=6s，质点P通过的路程为0.6mC．这列波的传播速度为v=2m/sD．从t=0起，质点P比质点Q晚1s到达波峰三、填空题（本大题共2小题）13．[4分]两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为，两波源分别位于A、B处，时的波形如图所示。这两列波相遇时_________发生干涉现象（填“一定会”、“可能”或“不可能”）；当时，M点的位移为_________cm。14．[4分]沙蝎能灵敏地感知外界的振动信号，可通过沙子传来的波定位波源位置。一沙蝎先后感知到波源某次振动产生的沿直线传来的纵波和横波，该纵波和横波频率相同，传播速度大小分别为v1和v2，且v1大于v2，则纵波波长___________（填“大于”“小于”或“等于”）横波波长。若沙蝎感知到纵波和横波的时间差为Δt，则沙蝎与波源的距离为___________。四、非选择题（本大题共4小题）15．[8分]如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小v=0.6m/s，质点P的平衡位置坐标x=0.96m。某时刻该波刚好传到距点O点0.24m的位置，从该时刻开始计时。（1）经过多长时间，质点P第一次到达波峰？（2）经过多长时间，质点P第二次到达波谷？当质点P第二次到达波谷时，质点P通过的路程及在该时刻的位移为多少？16．[8分]如图所示为某一波形图，介质中A、B两质点平衡位置之间的距离为5m，波源完成一次全振动的时间为2s。求：（1）该波的波长和周期；（2）该波的波速；（3）若该时刻此波刚好传播到B点，试画出再经过2s时的波形图。17．[8分](10分)如图1所示的波浪机以恒定的振动周期在泳池较深的一端制造横波，小铭用频闪相机观察深水区的波形，发现照片中的波形始终没有变化.已知频闪相机每隔2s闪光一次，波浪机振动周期不小于频闪相机的闪光间隔.求:图1图2(1)波浪机的振动频率f；(2)深水区的波长λ和波速大小v；(3)小铭继续观察浅水区的波形，发现波长与水深有关，如图2，波长发生了什么变化?这个变化可能是水深改变了波的什么物理量造成的?18．[8分]（8分）如图甲，一列简谐横波沿x轴正向传播，a、b为x轴上的两质点，其平衡位置相距1

m。a、b的振动图像分别如图乙、甲 乙 丙（1）求质点b在0∼1.4

s（2）若该波的波长大于1

m，

参考答案1．【答案】D在简谐波中，平衡位置间距为波长的整数倍的质点振动步调完全相同，故A错误；简谐横波向右传播时，介质中的各个质点在平衡位置附近振动，不随波的传播方向移动，故B错误；一列简谐横波在介质中传播，各质点的振动频率相同，故C错误；简谐横波向左传播时，介质中左边质点的振动总比相邻的右边质点的振动滞后一些，故D正确。2．【答案】A当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f=f'时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误；当f'>f时，说明接收到的频率增大，两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f'<f时，说明接收到的频率减小，则两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误.3．【答案】D据题意可知，P、Q两质点都经过平衡位置且两质点之间的波峰只有一个，则两质点间可能没有波谷、可能有一个波谷，也可能有两个波谷，情况如图所示。波速v相同，由T=λv得图(a)中λ=2L，T=2Lv，Q第一次到达波谷所用时间为ta=34T=3L2v；同理可得图(b)中tb=L4v；图(c)中tc=3L4v；(a)(b)(c)(d)4．【答案】B当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动，1～13点间的波形为一个完整的波形，此时质点10处于正向最大位移处，则质点10的速度为零，加速度最大，选项B正确，A、C、D错误。5．【答案】A由题图乙知，t=0.10s时，Q处于平衡位置且正在向下振动，根据“上下坡法”知，波沿x轴负方向传播，周期T=0.20s，当t=0.25s时，即在t=0.10s开始经过3T4，质点P在平衡位置以下且正在向上振动，即速度方向沿y轴正方向，故A正确；ω=2πT=2π0.20rad/s=10πrad/s，则质点Q做简谐运动的表达式为y=10sin10πt（cm），故B错误；根据A项分析可知波沿x轴负方向传播，故C错误；从t=0.10s到t=0.25s，由于P点不是在波峰、波谷或平衡位置，则该质点通过的路程不等于3A，即30cm，故D错误6．【答案】B内、外两层塑料之间形成空气劈尖，光线在空气劈尖上、下表面的反射光线叠加，形成明暗相间的干涉条纹，两条相邻的条纹，空气膜厚度相差半个波长，设劈尖的倾角为θ，则两条相邻条纹间距d=λ2tanθ，用力按压，θ减小，相邻条纹间距变大，7．【答案】B简谐横波沿x轴正方向传播,由“上下坡法”可知质点M起振方向向上,则波源的起振方向向上,故A错误;由题图乙可知t=0时刻质点在平衡位置,此时其回复力为零,加速度为零,在0∼1s内，质点的加速度方向向上且在增大，则该质点在从平衡位置向下运动，故题图乙可能是题图甲中x=1m的N点的a−t图像,故B正确;由题图乙可知周期为T=4s,5s=54T,5.5s<32T,可知5∼5.5s时间内质点M由x轴上方最大位移处向下运动,所以其速度在增大,加速度在减小,故C错误;波的传播速度为v=λT=18．【答案】D波长是在波的传播过程中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，A错误；波的频率由波源决定，波的传播速度由介质决定，B错误；波由一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，但波长和波速会发生变化，C错误；波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期，D正确。9．【答案】AC女同学在荡秋千的过程中，只要她向右靠近甲同学（波源），根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；若女同学向左运动过程中，她逐渐远离甲同学，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变低。10．【答案】ABC因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A正确；如果将孔AB扩大，孔的尺寸可能比波的波长大很多，就观察不到明显的衍射现象，故B正确；波通过孔后，波速、频率、波长不变，挡板前后波纹之间距离相等，故C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，由知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。11．【答案】CD由振动图像可知，该简谐运动的振幅为2cm，周期为4s，则ω=2πT=0.5πrad/s，简谐运动的表达式为y=2sin(0.5πt+φ)cm，t=0时，y=2cm，代入解得φ=0.5π，简谐运动的表达式为y=2sin(0.5πt+0.5π)cm，A错误；1~2s时间内，质点做减速运动，质点的速度方向与加速度方向相反，B错误；将t=23s代入表达式可得y=2sin5π6cm=1cm，C正确；y-t图像上某点的切线斜率表示速度，可知t=1s和t=3s时质点的速度大小相等，方向相反，12．【答案】BCD【解析】由题图乙可知该波的周期为T=2s，故从t=0到t=6s，质点P、Q振动了三个周期，故P、Q通过的路程均为s=4A×3=60cm=0.6m，故A错误，B正确；由题图甲可知λ=4m，故波速为v=λT=2m/s，C正确；因为波沿x轴正方向传播，根据波的传播方向和质点振动方向的关系可知，t=0时刻，质点P向y轴负方向振动，到达波峰还需要t=34T=1.5s，质点Q此时向y轴正方向振动，到达波峰还需要t'=14T=0.5s，故P质点比Q质点晚1s到达波峰，故13．【答案】一定会；0从波形图可得两列波的波长，已知波速相等；根据频率公式，得两列波频率相等，满足干涉的条件（频率相同的同类波），因此一定会发生干涉。时，波传播的距离，即A波向右传播，B波向左传播。M点坐标，计算两列波在M点的位移叠加：A波在M点位移为，B波在M点位移为，总位移为。14．【答案】大于；根据公式，由于纵波速度大于横波速度，频率相同，故可知纵波波长大于横波波长；设波源与蝎子的距离为，根据题意可知解得15．【答案】（1）1.5s；（2）1.7s，0.25m，－5cm由波形图可知，波长λ=0.24m，波上质点振动的振幅为A=5cm，波上质点振动的周期为（1）P质点第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻x=0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间，由图可知则（2）为了