第三章 机械波 章末培优练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 机械波 章末培优练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 264.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-24 21:21:32 | ||
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文档简介
2021人教版选择性必修第一册 第三章 章末培优练
一、单选题
1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0．2s时刻的波形如图中的虚线所示，则下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母）（ ）
A．质点P的运动方向向右
B．波的周期可能为s
C．波的频率可能为1．25Hz
D．波的传播速度可能为20m/s
2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时波形如图所示。已知质点P再经过0.3s第一次到达波峰处，下列说法正确的是（ ）
A．这列简谐横波的波长是5m
B．这列简谐横波的波速是10m/s
C．质点Q要再经过0.2s才能第一次到达波峰处
D．质点Q到达波峰处时质点P也恰好到达波峰处
3．如图所示是一列简谐横波在时刻的波形图。若该波的传播速度，处的质点沿y轴负方向运动。则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的周期是
C．在内，处质点的运动路程为
D．处的质点的振动函数表达式
4．如图所示，甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P点是平衡位置在处的质点，Q点是平衡位置在处的质点，M点是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x正方向传播
B．质点M与质点Q的振动方向总是相同
C．在时间内，质点P通过的路程为
D．，质点M的速度为0
5．下列说法正确的是（ ）
A．摆钟偏慢时可增加摆长进行校准
B．火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度
D．肥皂膜看上去呈现彩色，是因为光的色散
6．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=3m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）
A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s
二、多选题
7．如图所示，t=0时刻，与M点间的距离为10m的波源O点由平衡位置开始上下振动，形成一列沿直线OM传播的简谐横波。图为质点M的振动图像。下列判断正确的是( )
A．波源O的振动周期为3s
B．这列波的传播速度为2m/s
C．t=0时刻，波源O振动的方向沿y轴正方向
D．在0~9s时间内，这列波的传播距离为12m
E．在0~9s时间内，质点M的路程为8cm
8．如图所示，虚线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，实线是这列波在t=s时刻的波形图。已知该波的波速是1.8m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是14cm
B．这列波的频率是15Hz
C．这列波一定沿x轴正方向传播的
D．从t=0时刻开始，x=6cm处的质点经0.05s振动到波峰
E．每经过s介质中的质点就沿x轴移动12cm
9．如图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于处，则下列说法正确的有（ ）
A．这两列波不会发生干涉现象
B．M点的振动总是加强
C．由图示时刻开始，再经过波周期，M点将位于波峰
D．M点将做振幅为30cm的简谐振动
10．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=10m/s，已知t=2.5s时波刚好传到x=25m处，此时部分波形图如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．波源开始振动的方向沿y轴正方向
B．P、R两点相比较在振动时的速度、位移、加速度方向始终相反
C．从t=2.5s时开始，质点P再经过0.125s到达平衡位置
D．从t=2.5s开始经2.5s，质点S运动的路程为0.50m
11．图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的传播速度为10m/s
C．从t=0到t=0.15s，Q通过的路程为30cm
D．从t=0到t=0.15s，P通过的路程为30cm
E．该波在传播过程中若遇到直径为3m的球，能发生明显衍射现象
三、解答题
12．一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的Ⅰ所示，经后，波形图像如图中的Ⅱ所示。求这列波的波速。
13．一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，A、B两点坐标分别为1m和5m，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为-1m和-9m，波传播方向由右向左，已知t=0.7s时，P点第二次出现波峰。试计算：
（1）这列波的传播速度多大
（2）从t=0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰
（3）当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
简谐横波沿x轴方向传播，质点P只沿竖直方向振动，不会向右移动．故A错误．由图，得到t=（n+）T，n=0，1，2……，则周期，因为n为整数，T不可能为s．故B错误．由上，频率，当n=0时，f=1.25Hz，故C正确．若波速v=20m/s，则在t=0.2s内波传播的路程x=vt=4m，根据波形图象，波向右传播的最短距离6m，向左传播的最短距离18m，所以波速不可能为20m/s．故D错误．故选C．
点睛：知道两个时刻的波形，根据波的周期性，得到的是波速和周期的通项．要知道介质中质点不“随波逐流”．
2．B
【解析】
【详解】
A．根据图象可知，波长
故A错误；
B．时刻，P位于平衡位置向下振动，再过到达波峰，即
则
则
故B正确；
C．当图中处质点的振动传到质点Q时，质点Q第一次到达波峰，根据
所以C错误；
D．质点Q与质点P相距，其振动情况相反，故质点Q到达波峰处时，质点P恰好到达波谷，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据同侧法，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图可知波长，可得
故B错误；
C．是两个周期，运动路程是八个振幅，即，故C错误；
D．振幅，周期，则
处的质点的振动函数表达式，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
A．由题知甲为简谐横波在t = 0时刻的波形图，而图乙为质点Q的振动图像，由乙图看出在t = 0s时Q质点向下振动，由带动法可知，是Q点右边的质点带动Q点振动，说明该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由甲图可知，质点M与质点Q的平衡位置相距半个波长，所以质点M与质点Q的振动方向总是相反的，故B错误；
C．由乙图可以看出T = 0.6s，。由甲图可看出，在时间内，质点P先向最大位移处移动，再从最大位移向平衡位置靠近，在这时间内的平均速度小于经过平衡位置前后的时间内的平均速度，所以路程小于一个振幅，该波的振幅为A = 10cm，所以在时间内，质点P通过的路程小于，故C错误；
D．，t=0时质点M处于平衡状态，振动方向向上，经过，质点M向上振动到波峰位置，速度为零，故 D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
A．摆钟偏慢时，说明周期偏大，若要周期变小，则可缩短摆长进行校准，故A错误；
B．火车鸣笛驶出站台时，间距变大，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片，以反射光发生干涉，减弱反射光的透射强度，故C正确；
D．肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象，故D错误；
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
在t=2s时，由x=3m处质点的振动图像（b）可知，波的周期为T=4s，质点在t=2s时从平衡位置向下振动，由波的传播方向可知，x=3m处质点可能处在处，则有
解得
（n=0、1、2、3…）
则波速可能是
（n=0、1、2、3…）
当n=0时
当n=1时
当n=2时
因此由题意可知A正确，BCD错误。
故选A。
7．BCE
【解析】
【详解】
A．根据图可知，质点M的振动周期，波传播周期与振动周期相同，A错误；
B．当时，该波才传播到M点，这列波的传播速度
B正确；
C．质点的起振方向与波源质点的起振方向一致，在时，M点的起振方向沿y轴正方向，t=0时刻波源O振动的方向也是沿y轴正方向，C正确；
D．在0~9s时间内，这列波的传播距离
D错误；
E．由图可知振幅，在0~9s时间内，质点M运动时间只有4s，即2T，质点M的路程
E正确。
故选BCE。
【点睛】
波在同一均匀介质中是匀速传播的，可以根据公式求解波速，要知道质点的起振方向与波源的起振方向是相同的。
8．BCD
【解析】
【详解】
A．由波动图象可知，波长为：λ=12cm=0.12m，故A错误；
B．波速为：v=1.8m/s，则波的传播周期为
频率为
f==15Hz
故B正确；
C．，则波沿x轴正方向传播，故C正确；
D．t=0时刻，x=6cm处的质点，沿y轴负方向振动，经过0.75T达到波峰，时间为
△t=0.75T=0.05s
故D正确；
E．波传播过程中，质点不随波迁移，故E错误。
故选BCD。
9．BD
【解析】
【详解】
A．两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相同，由图可知两列波的波长相等，由
可知，频率相等，所以两列波能产生干涉。故A错误；
BD．质点M处是两列波的波峰和波峰相遇处，振动总是加强，振幅为
则M点做振幅为30cm的简谐运动。故BD正确；
C．从图示时刻开始，在时间内，两列波的波谷在M点相遇，所以M点到达波谷。故C错误。
故选BD。
10．BD
【解析】
【详解】
A.波沿x轴正方向传播，波速v=10m/s，由t=2.5s时的波形图可知波长=10m，波的周期T==1s，t=2.5s时波源的振动方向沿y轴正方向，则t=0时波源开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；
B.P、R两点间距离为，是振动相反的点，所以P、R两点相比较在振动时的速度、位移、加速度方向始终相反，故B正确；
C.从t=2.5s时开始，质点P再经过=s到达平衡位置，故C错误；
D.从t=2.5s开始经2.5s，质点S完成2次全振动到达y=2.5cm处，所以运动的路程为100.05m=0.50m，故D正确．
11．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播，故A正确；
B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为
v20m/s
故B错误；
CD．从t=0到t=0.15s，质点Q振动了个周期，通过的路程为
x=3A=30cm
质点P没有在平衡位置和最大位移处，通过的路程不等于30cm，故C正确，D错误；
E．障碍物与波长相比，相差不大甚至比波长小，能够发生明显的衍射，故E正确。
故选ACE。
12．(4n+10)m/s（n=0，1，2，3……）
【解析】
【详解】
由波形图可知，波长=8m，波沿x轴正方向传播，t=0.2 s内波沿传播方向传播的距离（n=0，1，2，3……），则
（n=0，1，2，3……）
13．（1）10m/s；（2）1.1s；（3）0.9m
【解析】
【详解】
（1）由题图知：这列波的波长λ＝4 m
又
得
T＝0.4 s
由波速公式得
（2）第一个波峰传到Q点的距离为x＝11 m，所需时间
（3）振动传到P点需个周期，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了
则P点通过的路程为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0．2s时刻的波形如图中的虚线所示，则下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母）（ ）
A．质点P的运动方向向右
B．波的周期可能为s
C．波的频率可能为1．25Hz
D．波的传播速度可能为20m/s
2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时波形如图所示。已知质点P再经过0.3s第一次到达波峰处，下列说法正确的是（ ）
A．这列简谐横波的波长是5m
B．这列简谐横波的波速是10m/s
C．质点Q要再经过0.2s才能第一次到达波峰处
D．质点Q到达波峰处时质点P也恰好到达波峰处
3．如图所示是一列简谐横波在时刻的波形图。若该波的传播速度，处的质点沿y轴负方向运动。则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的周期是
C．在内，处质点的运动路程为
D．处的质点的振动函数表达式
4．如图所示，甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P点是平衡位置在处的质点，Q点是平衡位置在处的质点，M点是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x正方向传播
B．质点M与质点Q的振动方向总是相同
C．在时间内，质点P通过的路程为
D．，质点M的速度为0
5．下列说法正确的是（ ）
A．摆钟偏慢时可增加摆长进行校准
B．火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度
D．肥皂膜看上去呈现彩色，是因为光的色散
6．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=3m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）
A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s
二、多选题
7．如图所示，t=0时刻，与M点间的距离为10m的波源O点由平衡位置开始上下振动，形成一列沿直线OM传播的简谐横波。图为质点M的振动图像。下列判断正确的是( )
A．波源O的振动周期为3s
B．这列波的传播速度为2m/s
C．t=0时刻，波源O振动的方向沿y轴正方向
D．在0~9s时间内，这列波的传播距离为12m
E．在0~9s时间内，质点M的路程为8cm
8．如图所示，虚线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，实线是这列波在t=s时刻的波形图。已知该波的波速是1.8m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是14cm
B．这列波的频率是15Hz
C．这列波一定沿x轴正方向传播的
D．从t=0时刻开始，x=6cm处的质点经0.05s振动到波峰
E．每经过s介质中的质点就沿x轴移动12cm
9．如图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于处，则下列说法正确的有（ ）
A．这两列波不会发生干涉现象
B．M点的振动总是加强
C．由图示时刻开始，再经过波周期，M点将位于波峰
D．M点将做振幅为30cm的简谐振动
10．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=10m/s，已知t=2.5s时波刚好传到x=25m处，此时部分波形图如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．波源开始振动的方向沿y轴正方向
B．P、R两点相比较在振动时的速度、位移、加速度方向始终相反
C．从t=2.5s时开始，质点P再经过0.125s到达平衡位置
D．从t=2.5s开始经2.5s，质点S运动的路程为0.50m
11．图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的传播速度为10m/s
C．从t=0到t=0.15s，Q通过的路程为30cm
D．从t=0到t=0.15s，P通过的路程为30cm
E．该波在传播过程中若遇到直径为3m的球，能发生明显衍射现象
三、解答题
12．一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的Ⅰ所示，经后，波形图像如图中的Ⅱ所示。求这列波的波速。
13．一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，A、B两点坐标分别为1m和5m，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为-1m和-9m，波传播方向由右向左，已知t=0.7s时，P点第二次出现波峰。试计算：
（1）这列波的传播速度多大
（2）从t=0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰
（3）当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
简谐横波沿x轴方向传播，质点P只沿竖直方向振动，不会向右移动．故A错误．由图，得到t=（n+）T，n=0，1，2……，则周期，因为n为整数，T不可能为s．故B错误．由上，频率，当n=0时，f=1.25Hz，故C正确．若波速v=20m/s，则在t=0.2s内波传播的路程x=vt=4m，根据波形图象，波向右传播的最短距离6m，向左传播的最短距离18m，所以波速不可能为20m/s．故D错误．故选C．
点睛：知道两个时刻的波形，根据波的周期性，得到的是波速和周期的通项．要知道介质中质点不“随波逐流”．
2．B
【解析】
【详解】
A．根据图象可知，波长
故A错误；
B．时刻，P位于平衡位置向下振动，再过到达波峰，即
则
则
故B正确；
C．当图中处质点的振动传到质点Q时，质点Q第一次到达波峰，根据
所以C错误；
D．质点Q与质点P相距，其振动情况相反，故质点Q到达波峰处时，质点P恰好到达波谷，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据同侧法，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图可知波长，可得
故B错误；
C．是两个周期，运动路程是八个振幅，即，故C错误；
D．振幅，周期，则
处的质点的振动函数表达式，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
A．由题知甲为简谐横波在t = 0时刻的波形图，而图乙为质点Q的振动图像，由乙图看出在t = 0s时Q质点向下振动，由带动法可知，是Q点右边的质点带动Q点振动，说明该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由甲图可知，质点M与质点Q的平衡位置相距半个波长，所以质点M与质点Q的振动方向总是相反的，故B错误；
C．由乙图可以看出T = 0.6s，。由甲图可看出，在时间内，质点P先向最大位移处移动，再从最大位移向平衡位置靠近，在这时间内的平均速度小于经过平衡位置前后的时间内的平均速度，所以路程小于一个振幅，该波的振幅为A = 10cm，所以在时间内，质点P通过的路程小于，故C错误；
D．，t=0时质点M处于平衡状态，振动方向向上，经过，质点M向上振动到波峰位置，速度为零，故 D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
A．摆钟偏慢时，说明周期偏大，若要周期变小，则可缩短摆长进行校准，故A错误；
B．火车鸣笛驶出站台时，间距变大，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片，以反射光发生干涉，减弱反射光的透射强度，故C正确；
D．肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象，故D错误；
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
在t=2s时，由x=3m处质点的振动图像（b）可知，波的周期为T=4s，质点在t=2s时从平衡位置向下振动，由波的传播方向可知，x=3m处质点可能处在处，则有
解得
（n=0、1、2、3…）
则波速可能是
（n=0、1、2、3…）
当n=0时
当n=1时
当n=2时
因此由题意可知A正确，BCD错误。
故选A。
7．BCE
【解析】
【详解】
A．根据图可知，质点M的振动周期，波传播周期与振动周期相同，A错误；
B．当时，该波才传播到M点，这列波的传播速度
B正确；
C．质点的起振方向与波源质点的起振方向一致，在时，M点的起振方向沿y轴正方向，t=0时刻波源O振动的方向也是沿y轴正方向，C正确；
D．在0~9s时间内，这列波的传播距离
D错误；
E．由图可知振幅，在0~9s时间内，质点M运动时间只有4s，即2T，质点M的路程
E正确。
故选BCE。
【点睛】
波在同一均匀介质中是匀速传播的，可以根据公式求解波速，要知道质点的起振方向与波源的起振方向是相同的。
8．BCD
【解析】
【详解】
A．由波动图象可知，波长为：λ=12cm=0.12m，故A错误；
B．波速为：v=1.8m/s，则波的传播周期为
频率为
f==15Hz
故B正确；
C．，则波沿x轴正方向传播，故C正确；
D．t=0时刻，x=6cm处的质点，沿y轴负方向振动，经过0.75T达到波峰，时间为
△t=0.75T=0.05s
故D正确；
E．波传播过程中，质点不随波迁移，故E错误。
故选BCD。
9．BD
【解析】
【详解】
A．两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相同，由图可知两列波的波长相等，由
可知，频率相等，所以两列波能产生干涉。故A错误；
BD．质点M处是两列波的波峰和波峰相遇处，振动总是加强，振幅为
则M点做振幅为30cm的简谐运动。故BD正确；
C．从图示时刻开始，在时间内，两列波的波谷在M点相遇，所以M点到达波谷。故C错误。
故选BD。
10．BD
【解析】
【详解】
A.波沿x轴正方向传播，波速v=10m/s，由t=2.5s时的波形图可知波长=10m，波的周期T==1s，t=2.5s时波源的振动方向沿y轴正方向，则t=0时波源开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；
B.P、R两点间距离为，是振动相反的点，所以P、R两点相比较在振动时的速度、位移、加速度方向始终相反，故B正确；
C.从t=2.5s时开始，质点P再经过=s到达平衡位置，故C错误；
D.从t=2.5s开始经2.5s，质点S完成2次全振动到达y=2.5cm处，所以运动的路程为100.05m=0.50m，故D正确．
11．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播，故A正确；
B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为
v20m/s
故B错误；
CD．从t=0到t=0.15s，质点Q振动了个周期，通过的路程为
x=3A=30cm
质点P没有在平衡位置和最大位移处，通过的路程不等于30cm，故C正确，D错误；
E．障碍物与波长相比，相差不大甚至比波长小，能够发生明显的衍射，故E正确。
故选ACE。
12．(4n+10)m/s（n=0，1，2，3……）
【解析】
【详解】
由波形图可知，波长=8m，波沿x轴正方向传播，t=0.2 s内波沿传播方向传播的距离（n=0，1，2，3……），则
（n=0，1，2，3……）
13．（1）10m/s；（2）1.1s；（3）0.9m
【解析】
【详解】
（1）由题图知：这列波的波长λ＝4 m
又
得
T＝0.4 s
由波速公式得
（2）第一个波峰传到Q点的距离为x＝11 m，所需时间
（3）振动传到P点需个周期，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了
则P点通过的路程为
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