人教版选择性必修第一册第三章本章综合练（word版含答案）

人教版选择性必修第一册 第三章 本章综合练
一、单选题
1．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，已知波的周期为T，在时，下列说法正确的是
A．x＝2cm处质点的位移最大
B．x＝4cm处质点的速度最大
C．x＝6cm处的质点沿x轴正方向运动到x＝12cm处
D．x＝8cm处的质点的加速度最大
2．如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A，B两物块，，，弹簧伸长15cm。若剪断A，B间的细绳，A做简谐振动，g取，则下列说法不正确的是（　　）
A．A的振幅为12.5cm
B．A处于平衡位置时弹簧伸长2cm
C．A的最大加速度为
D．A在最高点时，弹簧的弹力大小为4N
3．以下对机械波的认识正确的是（　　）
A．形成机械波一定要有振源和介质
B．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
C．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
4．一列横波在某一时刻的波形图如图所示，已知波向左传播，则下列叙述正确的是（　　）
A．经过一定时间，E点将运动到C点处
B．M点和P点的振动情况相同
C．P点比M点先到达最低位置
D．B、D两点的加速度相同
5．描述机械波传播快慢的物理最是（　　）
A．波长 B．周期 C．频率 D．波速
6．有一个正在摆动的秒摆（周期为2s），在t=0时正通过平衡位置向右运动，当t=1.7s时，摆球的运动是（ ）
A．正向左作减速运动，加速度大小在增加
B．正向左作加速运动，加速度大小在减少
C．正向右作减速运动，加速度大小在增加
D．正向右作加速运动，加速度大小在减少
7．火车的鸣笛声由空气传到铁轨中，则关于其频率和波长的变化情况，描述正确的是
A．频率不变，波长变短 B．频率不变，波长变长
C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变短
8．有一列机械波沿直线传播，A、B为传播路径上的两点，相距3m．某时刻当A经过平衡位置时，B刚好处于正向最大位移处．则该机械波的波长不可能是（ ）
A．4m
B．2.4m
C．1m
D．0.8m
二、多选题
9．如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向振动，虚线为0.02s(小于1个周期)时的波形图。则下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴正方向传播
B．波速为3.5m/s
C．t=0.02s时，x=8cm处质点向y轴负方向振动
D．t=0至t=0.08s，质点P通过的路程为0.04m
E．该波的频率为6.25Hz
10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图中实线所示，t＝0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xP＝2.5 m处的一个质点。则以下说法正确的是（ ）
A．质点P的振幅为0.1m
B．波的频率可能为7.5Hz
C．波的传播速度可能为50m/s
D．在t＝0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿x轴正方向运动
11．如图甲所示，B、C和P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿BP方向传播，P与B相距40cm，B点的振动图象如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ在同一介质中沿CP方向传播，P与C相距50cm，C点的振动图象如图丙所示．在t=0时刻，两列波同时分别经过B、C两点，两列波的波速都为20cm/s，两列波在P点相遇，则以下说法正确的是（　　）
A．两列波的波长均为20 cm
B．P点的振幅为10 cm
C．在t=4.5s时, P点的位移为-70cm
D．在t=4.5s时, P点正通过平衡位置，且沿y轴的负方向运动
12．一简谐横波在x轴上传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2-t1=1.0s．由图判断下列波速可能的是 （ ）
A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．10m/s
13．如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知质点F此时刻运动方向向下，则
A．该波向左传播
B．质点B和质点D的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时质点F与质点H的加速度相同
14．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=11m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．波沿x轴负方向传播
B．t=0.15s时，质点Q的加速度达到负向最大
C．t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向
D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm
E．Q的振动方程为
15．下列关于单摆的认识说法正确的是（　　）
A．摆球运动到平衡位置时，合力为零
B．将摆钟由广州移至哈尔滨，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调短
C．在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当作摆长代入周期公式会导致计算结果偏小
D．将单摆的摆角从5 改为3 ，单摆的周期不变
16．图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，图乙为参与波动的质点M的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该简谐波的传播速度为4m/s
B．这列波的传播方向沿x轴正方向
C．t=2.0s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度
D．t=2.0s时P点的位移为0.2cm
E．从t=0时刻开始P点的振动方程为
17．如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻波传播到处的质点．在时刻，处的质点第一次运动到负方向最大位移处，则（ ）
A．质点开始振动时的运动方向沿轴负方向
B．该简谐横波的波速等于
C．在时间内，质点通过的路程为
D．在时刻，这列波刚好传播到位于处的质点
18．如图所示，实线与虚线分布表示振幅（A）、频率（f）均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波谷相遇点，下列说法正确的是_________
A．P、N两质点始终处在平衡位置
B．该时刻质点O正处在平衡位置
C．随着时间的推移，质点M将向O点处移动
D．从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，此时位移为零E.OM连线中点时振动加强点，其振幅为2A
19．一列简谐横波沿轴传播， 时的波形如图所示，质点与质点 相距1m，点速度沿 轴正方向；时，质点 第一次到达正向最大位移处，由此可知（　　）
A．此波沿轴负方向传播
B．此波的传播速度为25m/s
C．从时起，经过0.04s，质点 沿波传播方向迁移了1m
D．在时，质点处在平衡位置，速度沿轴正方向
E．能与该波发生干涉的横波的频率一定为25Hz
20．一列简谐横波在t=0.6s时刻的图象如图甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是（　　）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速为m/s
C．从t=0.6s开始，质点P比质点Q晚0.4s回到平衡位置
D．从t=0.6s开始，紧接着的Δt=0.6s时间内，A质点通过的路程为4m
E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，不能发生明显衍射现象
21．如图甲所示为一水平弹性细绳，O点为振源，OP=s，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t=0时刻开始描绘的质点P的振动图象。下列判断中正确的是(　　)
A．该波的频率为f=
B．这列波的波长为
C．t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向
D．t=t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向
22．下列几种运动中属于机械振动的是(　　)
A．乒乓球在地面上的上下运动
B．弹簧振子在竖直方向的上下运动
C．秋千在空中来回的运动
D．竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动
三、填空题
23．假设某实验室恰好位于震源的正上方，该实验室中悬挂着一个静止的弹簧振子和一个静止的单摆，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上．某次有感地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为5.0km和2.5km，频率为2.0Hz．则可观察到_________先开始振动（或摆动），若它开始振动（或摆动）3.0s后，另一装置才开始振动（或摆动），则震源离实验室的距离为________．
24．如图所示，挡板上有两条狭缝S1和S2 ，它们到光屏上P1点的路程差为1.5×10 -6 m，S1、S2连线的中垂线与光屏的交点为O，P1与 P2点关于O点对称． 用波长为 600 nm的单色光照射狭缝 S1和 S2，则 P1点为___________（选填 “亮条纹” 或“暗条纹”），点 P1与 P2 之间共有___________条亮条纹．
四、解答题
25．如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当时刻时质点a在波峰位置，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置，试求：
（1）该波的周期；
（2）t=0.5s时质点b的位置。
26．如图所示，数字式声波发生装置可经调整发出特定频率的声波，现有固有频率为的音叉，发声装置发出的声波，音叉明显振动，已知此时声波速度。若音叉放置较远距离仍可以保证效果，按照前述调整发出该频率的声波，从声源振动开始计时，经过，音叉某点发生了16次全振动，则声源到该点距离为多少？此声波的波长多少？
27．x=0的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t1=0.14s时刻波的图像如图所示，质点A刚好开始振动。

(1)求波在介质中的传播速度；
(2)求x=4m的质点在0.14s内运动的路程。
28．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为8cm。P、Q两点的坐标分别为（-1，0）和（-9，0），已知t=1s时，P点第一次出现波谷。
(1)这列波的传播速度多大？
(2)从t=0时刻起，经过多长时间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．D
【解析】
【详解】
在时，x＝2cm处质点处在平衡位置向上振动，位移为零，选项A错误；x＝4cm处质点处在波谷位置，速度为零，选项B错误；机械波传播的过程中，质点不随波迁移，选项C错误；x＝8cm处的质点处在波峰位置，此时的加速度最大，选项D正确；故选D.
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由两物块静止时的平衡条件，得
解得
剪断间细线后，A物块静止悬挂时的弹簧的伸长量为
即弹簧伸长量为2.5cm时A物块所在的位置就是简谐运动中的平衡位置，悬挂B物块后又剪断细线，相当于用手把A物块下拉后又突然释放，平衡位置到A物块被下拉的最低位置的距离就是振幅，即
A不符合题意，B符合题意；
CD．振动过程中物块A的最大加速度为
物块A在最高点时具有最大加速度，加速度方向向下，重力和弹力一起提供加速度，由牛顿第二定律得：
解得
方向竖直向下，CD不符合题意。
故选B。
3．A
【解析】
【详解】
A．形成机械波一定要有振源和介质，故A正确；
B．质点只在平衡位置附近振动，不沿波的传播方向迁移，故B错误；
C．振源做简谐运动形成的波中，各质点振动步调不一致，故C错误；
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点晚一些振动，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A、波传播质点不会随着迁移，故A错误；
B、M点和P点只是目前偏离平衡位置的距离一致，他们间距不是波长的整数倍，振动情况不一样，故B错误；
C、波向左传播，因此P点运动方向为y轴负方向，M点运动方向为y轴正方向，故P点比M点先到最低位置，故C正确；
D、回复力始终指向平衡位置，B、D两点的加速度大小相等方向相反，故D错误；
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
机械波的波速反映了振动在介质中传播的快慢，由介质的性质决定，与波源无关，机械波传播过程中质点不迁移，所以D正确；ABC错误；
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
由题，单摆的周期是2s，一个周期分成四个1/4周期，从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t=1.7秒时，单摆是由最大位移处向平衡位置向右运动，所以速度向右在增加，加速度在减小．故ABC错误，D正确．故选D．
点睛：解决本题的关键熟悉简谐运动的规律，如从平衡位置向最大位移处做加速度增大的减速运动，由最大位移处向平衡位置做加速度减小的加速运动．
7．B
【解析】
【详解】
波的频率是由波源决定的，所以波从一种介质进入另一种介质时，频率不变．则声波由空气进入铁轨中，波速变大，频率不变，由波速公式v=λf得知，声波的波长变长．故B正确，ACD错误．故选B
8．C
【解析】
【详解】
题中给出，每当A点经过平衡位置时，B点正好到达上方最大位移处，AB间距离可能为
或者，
则
或，其中n=0,1,2,3,…..
可知4m、2.4m和0.8m 都是表达式中的值，而1m不是表达式中的值，故ABD错误，C正确；
故选C。
9．ACE
【解析】
【详解】
A．由题，此时P质点向y轴负方向运动，根据波形平移法判断得知该波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．已知虚线为经过0.02s时第一次出现的波形图，则波传播的距离不到一个波长，由波形平移法可知波在s时间内传播的距离为cm=0.01m，则波速为
m/s=0.5m/s
故B错误；
C．由图可知在t=0.02s时，由“上下坡法”可知x=8cm处质点向y轴负方向振动，故C正确；
D．由图可知波长为m，则周期
s=0.16s
故经过s，故质点P通过的路程为
2A=2cm=0.02m
故D错误；
E．该波的频率
Hz
故E正确。
故选ACE。
【点睛】
由题此时P质点向y轴负方向运动，判断出波传播方向．根据波形的平移法得到波传播的距离，由公式求波速，根据图象读出波长，根据求出周期，根据求出频率。
10．AC
【解析】
【详解】
A．由题图可知质点P的振幅为0.1m，故A正确；
B．设波的周期为T，根据波动的周期性可知
（n=0，1，2，3，…）
即
（n=0，1，2，3，…）
则频率为
（n=0，1，2，3，…）
无论n取何整数值，f都不可能为7.5Hz，故B错误；
C．该简谐横波的波速为
（n=0，1，2，3，…）
当n=1时有v=50m，故C正确；
D．波传播方向上的质点只在y轴方向振动，不随波沿x轴正方向运动，故D错误。
故选AC。
11．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图知，两列波的周期都是，由
得，波长
A正确；
B．因为
而时刻两波的振动方向相反，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为70cm，B错误；
CD．波从C传到P的时间为
波从B传到P的时间为
在时刻，横波Ⅱ与横波Ⅰ两波叠加，质点P经过平衡向下运动，在时刻，经过了两个周期，质点经过平衡向下运动，位移为0，C错误D正确。
故选AD。
12．AC
【解析】
【详解】
要由实线形成虚线，根据波形的平移法可知，波可能沿x轴正方向传播，也可能沿x轴负方向传播．
若波沿x轴正方向传播，则有：
得：
由图读出波长，则波速为：，
若，则；若，则，若，；
若波沿x轴负方向传播，则有：，得：
由图读出波长，则波速为
若，则，若，则，若，则，故AC正确，BD错误．
13．ACD
【解析】
【详解】
A．根据题意，此时刻质点F的运动方向向下，根据波形的平移法可知，该波向左传播，故A正确；
B．根据波形平移法判断得知，质点B向上运动，而质点D向下运动，两者的运动方向相反，故B错误；
C．因为质点B向上振动，故质点C比质点B先回到平衡位置，故C正确；
D．此时质点F和H的位移相同，简谐运动的特点：F=–kx可知，此时质点F和H的回复力相同，加速度相同，故D正确．
故选ACD
【点睛】
根据质点的振动方向判断出波的传播方向，所用的方法可以用“波形平移法”或者“同侧法”等，知道同一波峰或波谷两侧附近的各点振动方向相反．根据F=-kx，判断加速度的关系．
14．ACE
【解析】
【详解】
由图乙可知Q点在0.10s时向下运动，故波沿x轴负方向传播，A正确；由图乙可知Q点在 t=0.15s时，运动到负向最大位移处，故加速度为正向最大，B错误；由图乙可知波的周期为0.2s，故在t=0.15s时，质点振动了个周期，故质点P位移为正，向平衡位置运动，故运动方向为沿y轴负方向，故C正确；从t=0．10s到t=0.25s，质点P振动了个周期，质点P从图甲位置开始沿正向最大位移处振动，故质点P通过的路程小于30cm，D错误；图乙为质点Q的振动图象，故其曲线方程即Q的振动方程，所以Q的振动方程为，E正确．
15．CD
【解析】
【详解】
A．摆球运动到平衡位置时，回复力为零，但合力指向圆心做为圆周运动的向心力，故A错误；
B．由于哈尔滨的重力加速度大于广州的重力加速度，因此将摆钟由广州移至哈尔滨，重力加速度变大，为保证摆钟的准确，需要将钟摆摆长调长，故B错误；
C．摆长应为线长与球的半径之和，根据单摆的振动周期公式
如果周期测量准确，而摆长代入值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故C正确；
D．单摆的振动周期与振幅无关，因此将单摆的摆角从5 改为3 ，单摆的周期不变，故D正确。
故选CD。
16．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．由甲图可得
λ=4m
由乙图中可得
T=1s
所以该简谐横波的传播速度为
故A正确；
B．由图乙知，t=0.5s时刻质点M正通过平衡位置向上运动，由波形平移法知波的传播方向沿x轴正方向，故B正确；
C．t=2.0s=2T时，M质点正通过平衡位置，速度最大，而质点Q不在平衡位置，所以t=2.0s时M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，故C错误；
D．t=2.0s=2T，则从此时刻起，经过1.5s=1.5T时间，P质点到达波谷，位移为 0.2cm，故D错误；
E．t=0时刻，质点P在波谷，因此它的振动方程为
故E正确。
故选ABE。
17．BC
【解析】
【详解】
试题分析：简谐横波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”判断质点C开始振动时的运动方向．根据时刻质点B的振动方向和它第一次运动到负方向最大位移处的时间求得周期，读出波长，即可求得波速．根据时间与周期的关系求在时间内质点B通过的路程．由求波传播的距离判断波传播到的位置．
简谐横波沿轴正方向传播，由“上下坡法”知，质点开始振动时的运动方向沿轴正方向，A错误；在时刻，质点正向下运动，根据在时刻，质点第一次运动到负方向最大位移处，有得，由图知波长，所以波速为，B正确；因为，所以在时间内，质点通过的路程为一个振幅，为，C正确；在时间内波传播的距离，所以在时刻，这列波刚好传播到、的中点，D错误．
18．ADE
【解析】
【详解】
试题分析：PN两点处两列波的振动步调正好相反，所以合振动在平衡位置，故A正确；O处是波谷与波谷相遇，故O点的质点处于波谷处，B错误；波上的质点只在波的平衡位置上下振动，不随波迁移，C错误；在此刻M点是波谷遇见波谷，该处的质点处于波谷处，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，位移为零，D正确；OM两点都是振动加强点，所以连线中点是振动加强点，其振幅为2A，E正确
考点：考查了波的叠加
【名师点睛】做本题的关键是知道介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰．在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和，另外在波传播过程中波上的质点不会随波迁移，只在平衡位置附近上下振动
19．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于A质点向上振动，可知此波沿x轴负方向传播，选项A正确；
B．因为0.02s质点A第一次到达正向最大位移处,故周期为T=0.08s，可知波长λ=2m，则波速
选项B正确；
C．由波的规律可知，质点不随波迁移，选项C错误；
D．因为t=0时刻，B质点向下振动，故在时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向，选项D正确；
E．此波的频率为
可知能与该波发生干涉的横波的频率一定为12.5Hz，选项E误；
故选ABD。
20．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由乙图可知A点下一时刻将向波谷运动，由甲图可知A点现在处于平衡位置，故A点左侧的点将先于A点到达波峰位置，即A点的运动形式是从左侧传递过来的，这列波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．由甲图可知波长为20m，由乙图可知周期为1.2s，由
（m/s）
故B正确；
C．图示时刻质点P沿y轴正方向运动，质点Q沿y轴负方向运动，所以质点P比质点Q早回到平衡位置，故C错误；
D．从t=0.6s开始，紧接着的Δt=0.6s时间内，A质点通过的路程为两个振幅的长度，即2×2=4m，故D正确；
E．当障碍物的尺寸跟波长差不多或小于波长时，可以观察到明显的衍射现象，该波波长为20m大于障碍物的尺寸，可以观察到明显的衍射现象，故E错误。
故选ABD。
21．BC
【解析】
【详解】
AB．由甲、乙可知，振动从O传到P，用时t1，传播距离为s，故波速为
从乙图可知该波的周期为
故该波的频率为
波长
故A错误，B正确；
C．由乙图可知P点先沿y轴正向运动，则振源O在t=0时刻沿y轴正向运动，故C正确；
D．由乙图可知，t2时刻P点振动方向沿y轴正向，故D错误。
故选BC。
22．BCD
【解析】
【详解】
机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动，故A错误，BCD正确．
23． 弹簧振子 30km
【解析】
【详解】
根据可知，纵波的传播速度较横波大，可知纵波先传到实验室，即弹簧振子先振动；
纵波的速度；横波的速度：；则，解得x=30km.
24． 暗条纹 5
【解析】
【详解】
单色光的波长为：λ=600nm=6.0×10-7m，△x=1.5×10-6m=2.5λ=5×
可知A点到双缝的距离之差是半波长的奇数倍，该点出现暗条纹．
令2.5λ=（2k-1），可得k=3，这是第3条暗条纹；那么P1与 P2点之间共有5条亮条纹．
【点睛】
解决本题的关键掌握双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，路程之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，注意最后答案不是3．
25．（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
波的振动图像可能如甲乙两图所示：
（1）对应甲图：a、b之间有相差
则a、b之间距离
故周期为
对应乙图：a、b之间有相差
则a、b之间距离
故周期为
（2）若是甲图情况
b点在波谷
若是乙图情况
b点在波峰
26．
【解析】
【详解】
根据公式得声波波长
根据得
16次全振动时间
声源到该点距离
27．(1)50m/s；(2)0.15m
【解析】
【详解】
(1)传播速度
(2)由波形图可知，在0.14s内，x=4m的质点从平衡位置开始振动了个周期，该质点运动的路程
28．(1)5m/s；(2)2.2s；(3)0.72m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题意可知该波的波长为
P点第一次出现波谷的时间
解得
T=0.8s
所以
=5m/s
(2)Q点与最近波峰的水平距离为11m，故Q点第一次出现波峰的时间为
=2.2s
(3)Q点第一次出现波峰时质点P振动了t2，则
质点每振动经过的路程为8cm，当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程
x′=0.72m
答案第1页，共2页
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