3.2机械波的描述同步练习(Word版含答案)

3.2机械波的描述同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图是一长软细绳，用手握住其一端上下抖动形成的某一时刻的部分波形，绳上a、b两点位置如图所示，相距l。假设抖动频率不变，不考虑能量损失，根据上述信息能确定以下物理量值的是（　　）
A．波长 B．波速 C．周期 D．振幅
2．下列关于简谐运动和简谐机械波的说法正确的是（ ）
A．弹簧振子的周期与振幅有关
B．横波在介质中的传播速度与介质本身无关
C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D．单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
3．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
4．表中给出30℃时，声波在不同介质中的传播速度．显然当声波由空气进入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是（　　）
介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁
波速/（m/s） 332 1490 1531 30~50 480 3800 4900
A．频率增大，波长不变 B．频率不变，波长增大
C．频率和波长都不变 D．频率和波长都变大
5．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可以计算出1分钟内心脏跳动的次数（即心率），甲、乙两人在同一台心电图机上作出的心电图分别如图甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/分，则由图及甲的心率可知心电图机图纸移动的速度以及乙的心率为（　　）
A．25mm/s，48次/分 B．25mm/s，75次/分
C．25mm/min，75次/分 D．25mm/min，48次/分
6．下述关于机械波的说法中，正确的是 （ ）
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
C．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
7．两艘航模船甲、乙停在静止的湖面上，它们之间的距离为10m，向湖面上掷去一石块，石块激起的一列水波沿甲、乙连线的方向传播，每条航模船每分钟上下振荡了15次，而且当甲船在最低点时，乙船在最高点，两船之间还有两个水波的最高点。由此可以得到水波的波速是（　　）
A．1 B．2.5 C．3.75 D．5
8．如图，左边为竖直弹簧振动系统，振子连接一根水平很长的软绳，沿绳方向取x轴。振子从平衡位置O以某一初速度向A端开始运动，经t=1s，x=5m处的绳开始振动，若振子振动频率为10Hz，则下列说法正确的是（　　）
A．此绳波的周期为4s
B．绳上各质点都沿x轴方向运动，因此绳波为横波
C．绳上产生的波的传播速度决定于弹簧振子振动的频率
D．绳波波长为0.5m
9．声音由冰传到水中时（　　）
A．频率不变 B．波长不变
C．频率变小 D．波长变长
10．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．机械波的频率由传播机械波的介质决定
B．机械波在介质中传播的速度大小与介质有关
C．机械波中的质点在一个周期内运动的路程等于一个波长
D．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
11．一列简谐横波沿x轴正向传播，振幅为4cm，周期为T＝6s．已知在t＝0时刻，质点a坐标为(5cm，－2cm)，沿y轴正向运动，质点b坐标为(15cm，2cm)，沿y轴负向运动，如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．a、b两质点可以同时在波峰
B．该列简谐横波波长可能为10cm
C．在t＝0.5s时刻质点a的位移为0
D．当质点b在波谷时，质点a不一定在波峰
12．如图一列绳波，当手振动的频率增加时，它的传播速度及其波长（ ）
A．速度不变，波长减小 B．速度不变，波长增大
C．速度减小，波长变大 D．速度增大，波长不变
13．如图所示，S点为振源，其频率为100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播途中的两点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m．当S通过平衡位置向上运动时( )
A．P在波谷，Q在波峰
B．P、Q都在波峰
C．P在波峰，Q在波谷
D．P通过平衡位置向上运动，Q通过平衡位置向下运动
14．湖面上停着甲、乙两条小船，它们相距。一列水波正在湖面上沿甲、乙连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动25次。当甲船位于波峰时，乙船在波谷，两船之间还有两个波谷。则水波的波速为（　　）
A． B． C． D．
15．一根绳子的右端固定在墙壁上，其左端的P点沿竖直方向振动产生一列横波。P点振动的周期为T，横波的波长为λ，当波刚刚传播到Q点时的波形如图所示，则（ ）
A．P点起振方向向下
B．此刻P点向下运动
C．P、Q两点间距离等于
D．波从P点传到Q点经历
二、填空题（共4题）
16．如图所示为某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象，在t＝5 s时，两质点的振动方向_________（填“相同”或“相反”）．由于两质点的振动，在同一介质中形成了两列机械波，两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝_________．
17．一列简谐横波由质点A向质点B传播．已知A、B两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m．如图甲、乙分别表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象．则波的传播速度等于_________________．
18．如图所示，一列简谐波向右传播，波速为v，沿波的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，且此时P质点速度向下，P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次达到波谷。此波的可能最大波速为________________ 。
19．在日常生活中经常需要精确测量密闭容器内液体的体积，某研究小组做了如下研究：如图所示，实验使用的长方体容器内部的底面积为，高为。在容器顶部镶嵌一个利用超声波测距离的传感器，该传感器测量时，默认超声波在空气中的传播速度为。
(1)若传感器竖直向下发出超声波与接收到反射波的时间间隔为，可知容器内液面到顶部的距离为________，容器内液体的体积为_________；
(2)研究小组在实验中发现，传感器测量液面距顶部的高度与实际高度存在偏差，通过查资料发现超声波在空气中的传播速度与温度有关，并获得下表中的数据。
温度 5 20 35 50
超声波速度 324 333 342 351 360
根据表中的数据可以判断，在环境温度为时超声波速度_________，若传感器测得液面距顶部的高度为，则实际液面距顶部的高度为_________。（结果保留三位有效数字）
三、综合题（共3题）
20．振源处于x轴原点处，分别向x轴正向和负向形成两列简谐横波，在x轴上有两点P和Q ，它们的振动图像分别是图甲和图乙，它们间的距离为d =10m：
（i）如果它们都在x轴的正半轴，求这列波的最大速度；
（ii）如果P点在x轴的负半轴，坐标为（- E ，0），Q点在x轴的正半轴，求这列波的可能速度（E为已知量）。
21．如图所示，一列简谐横波在均匀介质中沿水平x轴正方向传播，O、P、Q为x轴上的三个质点，质点O与P平衡位置间的距离大于一倍波长小于二倍波长，质点P与Q平衡位置间的距离为120 cm．质点O是振源，由平衡位置开始向上振动，周期是4 s，振幅是10 cm，当波传到P时，质点O在波谷，再经过13 s，质点Q第一次在波谷．求：
① 质点O与P平衡位置间的距离；
② 从质点O开始振动到质点Q第一次在波谷，质点O通过的路程．
22．如图所示，实线和虚线分别是沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t1=0和t2=0.06s时刻的波形图。
（1）求该波的波长λ、可能的周期T和可能的速度v；
（2）若3T<0.06s<4T，求该波的波速大小v0。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．D
4．B
5．B
6．B
7．A
8．D
9．A
10．B
11．C
12．A
13．A
14．A
15．A
16． 相同 3:2
17．m/s或m/s
18．
19． 0.255 0.745 354 0.501
20．（i）50m/s；（ii）
21．（1）84 cm （2）200 cm
22．（1）， （n=0，1，2，…）， （n=0，1，2，…）；（2）
答案第1页，共2页