第三章 机械波 单元测试(word版含答案)

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名称 第三章 机械波 单元测试(word版含答案)
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文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-27 07:43:31

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文档简介

第三章、机械波
一、选择题(共16题)
1.下列说法中正确的是(  )
A.振动就是波,波就是振动
B.有振动一定有波
C.空气中有声波传播时,就一定有空气分子在振动
D.声波在金属中传播时,金属颗粒没有振动
2.如图所示为某一时刻某简谐波的图像,波的传播方向沿x轴正方向,下列说法正确的是(  )
A.质点a的振幅大于质点b的振幅 B.该时刻质点b、e的速度相同
C.该时刻质点c、d的加速度为零 D.该时刻质点d正在向下运动
3.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示,介质中x=2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt) cm,关于这列简谐波,下列说法正确的是(  )
A.周期为4.0 s
B.振幅为20 cm
C.传播方向沿x轴正向
D.传播速度为1 m/s
4.图示是一列简谐波在t=0时刻的波形图,介质中x=4 m处质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=5sin4πt(cm).关于这列波,下列说法正确的是( )
A.波长为5 m
B.波速为8 m/s,再经过个周期,x=4 m处质点位于波谷
C.波沿x轴正方向传播
D.再经过半个周期,x=4 m处质点沿波的传播方向移动2 m
5.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处。在这段时间内波传播了0.5 m。则这列波
A.周期是0.2 s B.波长是0.5 m
C.波速是2 m/s D.经1.6 s传播了8 m
6.一列简谐波沿轴正方向传播,时波形如图所示。已知在末,点恰第四次(图中为第一次)出现在波峰,则下列说法正确的是(  )
A.波的周期是
B.波传播到点需要
C.点开始振动时速度方向是向上的
D.点在末第一次出现在波谷
7.一列简谐横波沿x轴负方向传播,周期为T,时的波形如图所示。则在时(  )
A.质点a速度为零
B.质点c的加速度为零
C.质点b沿x轴负方向迁移了3m
D.质点d的位移为-5cm
8.关于教材中插图所涉及的物理知识,描述正确的是(  )
A. 一列水波通过狭缝时的折射现象
B. 单摆做受迫振动的周期与摆球质量有关
C. 水下多普勒测速仪可测海水流速
D. 水波干涉时振动加强点位移一定比振动减弱点位移大
9.如图所示,曲线表示一列横波的传播,其中实线是t1=1s时的波形,虚线是t2=2.5s时的波形,且(t2-t1)小于一个周期,则可以判断(  )
A.这列波的波长为20cm
B.这列波一定是向x轴正方向传播
C.这列波的振幅为10cm
D.这列波的周期可能为6s,也可能为2s
10.如图所示,静止的雷达测速仪发射频率为的超声波,该超声波被迎面驶来的汽车反射后,又被接收到。则(  )
A.接收到的反射波频率等于
B.的发射波与的反射波相遇会发生干涉
C.反射波在空气中的传播速度与运动速度有关
D.根据接收到的反射波的频率可确定的速度
11.下列物理现象的描述,正确的是(  )
A.汽车倒车是利用红外线原理感知障碍物的存在和距离
B.法拉第利用“力线”形象地描述了电磁场,电磁场是模拟的,不是真实存在的
C.优质的话筒线有层金属网罩,这是利用金属网罩的屏蔽作用,防止其他电信号干扰
D.干燥季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,会被“电”一下,这是电磁感应现象
12.如图所示,甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像,乙图为参与波动的质点的振动图像,则下列判断正确的是(  )
A.质点振动的速度大小为
B.经过时间,质点的位移为
C.经过时间,质点沿波的传播方向向前传播
D.该波在传播过程中若遇到的障碍物,能发生明显衍射现象
13.一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=0和x2=1m处两质点a、b的振动图象如图a、b所示,该波的波长λ>1m,则下列说法中正确的是(  )
A.该波的频率为0.04Hz
B.该波的周期为4s
C.该波的波长一定为4m
D.该波的传播速度可能为100m/s
14.如图为一列简谐横波的波形图,其中虚线是t1=0.01s时的波形,实线是t2=0.02s时的波形,已知 .关于这列波,下列说法中正确的是
A.该波的传播速度可能是600m/s
B.从t1时刻开始,经0.1s质点P通过的路程为0.8m
C.若该波波源从O点沿x轴正向运动,则在x=200m处的观测者接收到的波的频率将大于25Hz
D.遇到宽约3m的障碍物时,该波能发生明显的衍射现象
15.如图为一列简谐横波在t=0时的波形图,波源位于坐标原点,已知当t=0.5 s时x=4 cm处的质点第一次位于波谷,下列说法正确的是(  )
A.此波的波速为5 cm/s
B.此波的频率为1.5 Hz
C.波源在t=0时运动速度沿y轴正方向
D.波源振动已经历0.6 s
E.x=10 cm的质点在t=1.5 s时处于波峰
16.沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,两质点M、N的横坐标分别为x1=1.5m和x2=2.5m,t=0时刻质点M的运动方向沿y轴的负方向.若从t=0时刻开始,经0.25s质点N第一次到达平衡位置,则_________(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对三个得5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.该列波沿x轴负方向传播
B.该列波的周期为1s
C.该列波的波速为2m/s
D.1s末,质点M的运动方向沿y轴的负方向
E.0-1s内,质点N的路程等于8cm
二、填空题
17.一列声波由空气传播到水中,声波在空气中的传播速度为340m/s,波长为1.7m.在水中的传播速度为1400m/s,则这列声波在水中传播时波长为_____m
18.如图所示是两个相干波源发出的水波,实线表示波峰,虚线表示波谷.已知两列波的振幅都为10cm,C点为AB连线的中点。图中A、B、C、D、E五个点中,振动减弱的点是___,A点的振幅为___cm。
19.如图甲所示,O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P点的振动图象,由图可知该波的频率为___________,波长为___________,波源O点开始振动的方向是___________。
20.某课外小组为了研究振动加强点设想一个探究情境:如图甲、乙两同学在相距7m的A、B两点各放置一个相同的铜锣,已知铜锣的固有频率为f0=200Hz,如果同时敲击一下铜锣后铜锣发出频率等于其固有频率的声波,声波可以向空间各个方向传播,声波在空气中的传播速度为v=340m/s,则丙同学在A、B的中点听时,感觉到的声音强度较__________(填“强”或“弱”),如果丙同学从A一直走到B,可以找到声波在A、B(A、B两点除外)间共有__________个振动加强点。
综合题
21.如图所示,实线为t=0时刻一列沿x轴传播的简谐横波的图像,虚线为t=0.2s时刻波的图像。求:
(1)若波沿x轴正方向传播,波的速度;
(2)若波沿x轴负方向传播,波的速度;
(3)若波的传播速度大小为22.5m/s,则波的传播方向。
22.如图所示,是一列沿x轴正方向传播的横波,其中实线是t1=2s时的波形,虚线是t2=2.5s时的波形。
(1)由图可知,该列波的波长和振幅是多大;
(2)若(t2-t1)小于一个周期,求波速大小;
(3)若(t2-t1)大于一个周期,求波速大小;
23.如图所示,置于均匀介质中x轴上P、Q两点处的两个波源S1、S2,它们做简谐运动的表达式均为y=Asin5πt,两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,已知PM=2m,MQ=3m,M点振动的振幅为2A,求:简谐横波在该均匀介质中的传播速度v.
试卷第1页,共3页
24.如图所示,细绳的一端在外力作用下从时刻开始做简谐运动,激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个等距点,图甲为时刻各点所处的位置,图乙为时刻的波形图(为波的周期)。请画出时刻的波形图。
参考答案:
1.C
【详解】
A.波是空间内一系列质点一个接一个的有顺序的振动,振动是对质点而言,不涉及空间,A错误;
B.有振动,但没有介质,振动无法传播,就不会产生波,B错误;
C.空气中有声波传播时,就一定有空气分子在振动,C正确;
D.有波就一定有介质质点在振动,D错误;
故选C。
2.D
【详解】
A.因为是简谐波,所有质点振幅相同,所以质点a、b的振幅相等,故A错误;
B.波的传播方向沿x轴正方向,利用“上下坡法”可知该时刻质点b向上振动,而e向下振动,质点b、e的速度方向相反,所以该时刻质点b、e的速度不相同,故B错误;
C.该时刻质点c在波谷,加速度最大,d在平衡位置,加速度为零,故C错误;
D.波的传播方向沿x轴正方向,利用“上下坡法”可知质点d正在向下运动,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】
A.由质点P的振动方程
可得
则周期为
故A错误;
BD.由波的图象得振幅,波长,所以波速为
故BD错误;
C.根据振动方程和振幅图象得知质点P在t=0时振动方向为正y方向,故波向正x方向传播,故C正确。
故选C。
4.B
【详解】
由图读出波长为 λ=4m,故A错误.由x=4m处质点沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=5sin4πt cm,可知ω=4πrad/s,则周期为:,则波速为:. 由表达式y=5sin4πt cm,可知t=0时刻x=4m处质点沿y轴正方向运动,则根据波形的平移法可知,波沿x轴负方向传播,则再经过个周期的时间,x=4m处质点位于波谷,故B正确.C错误.简谐波传播过程中,介质中质点不向前移动,只在自己平衡位置附近振动.故D错误.故选B.
5.D
【详解】
A.由于在平衡位置的质点经0.1 s第一次到达最大位移处,故周期
T=0.1×4 s=0.4 s
选项A错误;
C.波的传播速度
故C错误;
B.波长
λ=v·T=5×0.4 m=2 m
故B错误;
D.经1.6 s波传播的距离为
x=v·Δt=5×1.6 m=8 m
故D正确。
故选D。
6.D
【详解】
A.因为在0.6s末时,A点恰第四次(图中为第一次)出现在波峰,可以得出A点做了三个完整的周期,可知
故A错误;
B.由图示位置到P点的距离s为3cm,而该列简谐波的波速为
所以传到P点需要的时间为
故B错误;
C.由波动图像可知,质点开始振动时速度方向是向下的,故C错误;
D.由于波传到P点所需要的时间为0.3s,所以P点在0.35s末时处在波谷,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】
A.经过,质点a回到平衡位置,加速度为零,速度最大沿着y轴负方向,故A错误;
B.经过,质点c到平衡位置,加速度为零,速度最大沿着y轴正方向,故B正确;
C.质点不会随波移动,只能在平衡位置附近振动,故C错误;
D.由同侧法可知,质点d在时振动方向向下,经过,质点d到达最大振幅处,在x轴上方,位移为5cm,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】
A.一列水波通过狭缝时的衍射现象,所以A错误;
B.根据单摆的周期公式
可知,单摆做受迫振动的周期与摆球质量无关,所以B错误;
C.水下多普勒测速仪可测海水流速,所以C正确;
D.水波干涉时振动加强点位移不一定比振动减弱点位移大,因为不管是加强点还是减弱点都在各自的平衡位置做周期性的振动,所以减弱点的位移可能大于加强点的位移,则D错误;
故选C。
9.D
【详解】
A.由图可知,这列波的波长是40cm,A错误;
B.由波形的平移得知,波不一定向x轴正方向传播,也可能向x轴负方向传播,B错误;
C.振幅是指偏离平衡位置的最大距离,由图可知,振幅为5cm,C错误;
D.若波向x轴正方向传播时,(t2 t1)小于一个周期,由波形的平移可知
解得周期为
T=4(t2 t1)=4×1.5s=6s
若波向x轴负方向传播时
解得周期为
T=2s
这列波的周期可能为6s,也可能为2s,D正确。
故选D。
10.D
【详解】
AB.多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化;若声源和观察者靠近时,频率会变大,所以接收到的反射波频率大于,由于频率发生变化,的发射波与的反射波相遇不会发生干涉,故AB错误;
C.同一介质中波的传播速度相等,故C错误;
D.设接收到的反射波的频率为,a发射的波的频率为f0,波在空气中的速度为v,车的速度为,由
可知根据接收到的反射波的频率可确定的速度,故D正确。
故选D。
11.C
【详解】
A.倒车雷达是利用超声波传递信息来确定障碍物的远近,A错误;
B.法拉第利用“力线”形象地描述了电磁场,电磁场是模拟的,但是电磁场是真实存在的,B错误;
C.优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网,起到静电屏蔽作用, C正确;
D.在天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被“电”一下,这是静电现象,D错误。
故选C。
12.D
【详解】
A.点做简谐振动,其速度随时间变化,无法判断质点振动的速度大小,故A错误;
B.在乙图上读出时刻质点的位移为零,故B错误;
C.简谐横波沿轴传播,质点只在自己的平衡位置附近上下振动,并不沿波的传播方向向前传播,故C错误;
D.由于该波的波长为,所以该波在传播过程中若遇到的障碍物,能发生明显的衍射现象,故D正确。
故选D。
13.D
【详解】
AB.由题图知,该波的周期为
T=0.04s
则频率为
故AB错误;
C.a、b相距
Δx=x2-x1=1m
若波沿x正方向传播,由图知:t=0时刻质点a位于波峰,质点b经过平衡位置向下,结合波形可知
,(n=0,1,2,…)

由于
λ>1m
则n取0,得
若波沿x负方向传播,则有
x2-x1=(n+)λ,(n=0,1,2,…)

由于
λ>1m
则n取0,得
λ=4m
故C错误;
D.当λ=4m时,波速为
故D正确。
故选D。
14.CD
【详解】
A.由图读出这列波的波长为λ=8m,周期
T=(0.02-0.01)×4=0.04s
所以波速为
故A错误;
B.由图读出这列波的振幅A=10cm,t=0.1s=2.5T,所以P通过的路程为
s=4A×2.5=1m
故B错误;
C.该波的频率为
f==25Hz
若该波波源从O点沿x轴正向运动,则在x=200m处接收到的波的频率将增大,即频率大于25Hz,故C正确.
D.该波的波长为8m,若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象。故D正确。
故选CD。
15.ADE
【详解】
A.平衡位置为1.5 cm质点处于波谷,若x=4 cm处的质点第一次位于波谷,则有
故A项正确;
B.根据
那么频率
f==2.5 Hz
故B项错误;
C.由波的传播方向沿着x轴正方向,依据上下坡法,则波源在t=0时,运动速度沿y轴负方向,故C项错误;
D.由图可知,正好是波长的一个半,而周期为0.4 s,因此此时波源振动已经历0.6 s,故D项正确;
E.当t=0时,x=2.5 cm处的质点处于波峰,而波峰传播x=10 cm的质点的时间为
故E项正确;
故选ADE。
16.ACE
【详解】
t=0时刻质点M的运动方向沿y轴的负方向,依据波的平移法,可知,该列波沿x轴负方向传播,故A正确;该列波沿x轴负方向传播,则N点振动的方向向上,从t=0时刻开始,经0.25s质点N第一次到达平衡位置,可知该波在0.25s内传播的距离:x=3-2.5=0.5m
所以波速:;由图可知,该波的波长为4m,则:.故B错误,C正确;1s的时间等于半个周期,则M点在半个周期后运动的方向与开始时相反,为沿y轴正方向.故D错误;由图可知,该波的振幅A=4cm,质点在半个周期为的路程等于2倍的振幅,所以0~1s内,质点N的路程等于8cm.故E正确.故选ACE.
17.7
【详解】
试题分析:波从一种介质进入另一种介质时,频率f不变.由波速公式v=λf,得:,解得
18. DE 20
【详解】
振动减弱的点为波峰和波谷相遇,由图象知振动减弱的点是D、E;
A点是波峰和波峰相遇,经过半个周期后是波谷和波谷相遇,所以位移为 20cm,A点的振幅为20 cm;
19. 向上
【详解】
由图乙可知振动周期
T=t2-t1
所以频率
则波的频率为
由题意和图像可知波从波源经过时间t1传播到P点,所以波速为
带入可得
波源O点开始振动的方向是P点起振方向,由乙图知向上。
20. 强 9
【详解】
O点到A、B两波源的距离相等,所以波程差为零,则O点一定是振动加强点,所以感觉到的声音强度较强。
铜锣发出的声波在空气中传播的波长为
设距离A点x的位置为振动加强点,则有

解得

丙同学从A一直走到B,可以找到声波在A、B(A、B两点除外)间共有9个振动加强点。
21.(1) (n=0、1、2、3……);(2)(n=0、1、2、3……);(3)沿x轴负方向传播
【详解】
(1)若波沿x轴正方向传播,则有
波长
由波速
解得
(n=0、1、2、3……)
(2)若波沿x轴负方向传播,则有
由波速
解得
(n=0、1、2、3……)
(3)当
解得
则此时波沿x轴负方向传播
22.(1)λ=0.4m;A=5cm;(2)0.2m/s;(3)
【详解】
(1)根据图像,波长为
λ=0.4m
根据图像,振幅为
A=5cm
(2)若(t2-t1)小于一个周期,且向x轴正方向传播,波速为
(3)若(t2-t1)大于一个周期,且沿x轴正方向传播
解得

23.
【详解】
波的周期为
可知
(k=1,2,3,….)
根据
解得
(k=1,2,3,….)
24.
【详解】
根据机械波的形成特点可知,在时刻1号点运动到波峰,且此时振动传到10号点,7号点在波谷,如答图所示。
答案第1页,共2页