粤教版（2019）选择性必修一3.2机械波的描述（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 3.2 机械波的描述
一、单选题
1．如图甲所示，时，一小船停在海面上的点，一块浮木漂在纵坐标的点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知（　　）
A．水波的振动向轴负方向传播
B．水波波速为
C．末，小船运动到点
D．末，浮木向下运动
2．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）
A．波长为2 m B．波速为6 m/s
C．频率为3 Hz D．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰
3．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为（　　）
A．221 m B．442 m C．374 m D．646 m
4．在波的传播方向上有相距2米的A、B两个质点，当A处于波峰位置时B刚好处于波谷位置，则这列波波长可能值为：（　　）
A．1米 B．2米 C．3米 D．4米
5．振源O起振方向沿﹣y方向，振幅为10cm，从振源O起振时开始计时，经t=0.7s，x轴上0至5m范围第一次出现如图所示的波形，则下列判断正确的是（　　）
A．在0.7s内，x轴上3m处的质点的运动路程为20cm
B．此波的周期可能是s
C．此列波的波速为m/s
D．此波的周期一定是0.4s
6．如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图像，已知t2＝t1＋s，振动周期为0.5s，则波的传播方向与传播距离是（　　）
A．沿x轴正方向，6 m
B．沿x轴正方向，2 m
C．沿x轴负方向，6 m
D．沿x轴负方向，2 m
7．如图所示，一根柔软的弹性绳右端固定在竖直墙壁上，左端自由，在绳上每隔0.25m标记一个点，分别记为A、B、C、D.......当用某一机械装置拉着绳子的端点A使其上下做简谐运动时，绳上便形成一列向右传播的简谐横波。若点A起振方向竖直向下，振幅为10cm，设竖直向上为正方向，经0.3s点A第一次达到正向最大位移处，此时点D恰好开始振动，忽略传播过程振幅的衰减，则关于这列波以下说法正确的是（　　）
A．波长为2m
B．传播速度为25m/s
C．从点A开始振动，经过0.8s点C只经历过一次波谷
D．从点A开始振动，经过0.9s点G通过的路程为30cm
8．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法不正确的是（　　）
A．0~1.25×10-7s内质点M运动的路程为2 mm
B．质点M第一次位移为0.2mm的时刻是×10-7s
C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
D．t=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷
9．如图所示为一列沿长绳传播的横波，当手抖动的频率变小时，横波的（ ）
A．速度不变，波长减小 B．速度不变，波长增大
C．速度减小，波长增大 D．速度增大，波长不变
10．如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图，其波速为10m/s。振源在x = 5m处。下列说法正确的是（ ）
A．振源的振动频率为4Hz
B．若观察者从x = 2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz
C．从t = 0时刻开始，经0.5s时间x = 3m处质点向x轴负方向迁移0.5m
D．从t = 0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
11．在某介质中，两列振幅和波长都相等的脉冲波相向传播，如图甲所示。在它们相遇的某一时刻出现两列波“消失”的现象，如图乙所示，该时刻（　　）
A．A、B两质点都向上运动
B．A、B两质点都向下运动
C．A质点向上运动，B质点向下运动
D．A质点向下运动，B质点向上运动
12．如图所示，O点为简谐横波的波源。振幅为5cm的波从O点分别沿x轴向正方向和负方向传播，Oa=3m，Ob=4m，Oc=6m。t=0时，波源O由平衡位置开始竖直向下振动；t=6s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动。则下列说法中不正确的是（　　）
A．该波的周期为4s
B．0~10s内，质点b走过的路程是0.3m
C．该波的波速为0.75m/s
D．t=6s时质点b经过平衡位置向上运动
13．一列声波由空气进入水中，声波的（　　）
A．频率变大，波长变长 B．频率不变，波长变长
C．速度变慢，波长变短 D．速度不变，波长变短
14．微风吹来，湖面泛起波纹，小船随波荡漾。若水面波的波速大小为1m/s，第1个波峰到第9个波峰通过小船处的时间间隔为16s，则该水面波的波长为（　　）
A．1m B．2m C．3m D．4m
15．动画片配音时，常用正常录音再快速播放的方法，把成年人的声音变成儿童的声音，在此过程中，播出声波与原来相比（　　）
A．频率不变，波速变大 B．频率不变，波速不变
C．频率变大，波速变大 D．频率变大，波速不变
二、填空题
16．有两列简谐横波a和b在同一均匀介质中传播，a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，a的振幅为5cm，b的振幅为10cm在t=0时刻两列波的图像如图所示。t=0时刻处质点沿y轴_________（填“正”或“负”）方向振动，若经过2.5s，处质点第2次出现波峰，则a波的波速v=_________m/s，a、b两列波的周期之比___________。
17．波长、频率与波速:如图邻近的两个______（或波谷）的距离叫作波长,波长用符号______来表示;波的频率是在1 s内有多少次______（或波谷）通过,频率用符号______来表示;波速是用来描述波传播______的物理量,波速用符号______来表示。
18．波长、周期、频率、波速是用来描述机械波的物理量，当一列机械波由一种介质传播到另一种介质时，发生变化的物理量有__________；保持不变的物理量有________。
19．波的周期性
（1）质点振动nT（n=0，1，2，3，…）时，波形___________。
（2）在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ（n=1，2，3，…）时，它们的振动步调总___________；当两质点平衡位置间的距离为（2n＋1）（n=0，1，2，3，…）时，它们的振动步调总 ___________。
三、解答题
20．我国科学家首创的超声消融术是一种超声波聚焦病灶部位进行照射治疗的先进技术。如图（a）所示，一列超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。图（b）为t=0时刻，介质1中A质点附近的波形图。此时，波恰好传播至介质2中的B点，图（c）为B点的振动图像。已知B、C质点间的距离为△x=0.75cm，波在介质1、2中的传播速度分别为v1、v2求：
(1)该波在介质1中传播的速度v1大小；
(2)v2=1.0×103m/s，质点C经过多长时间第一次到达波峰？
21．如图所示，甲为某一列波在t＝1.0 s时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象。
（1）求该波波速v；
（2）在甲图中画出再经过3.5 s时的波形图；
（3）求再经过3.5 s和5s时P质点的路程s和位移。
22．一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标为-1 m和-9 m，波传播方向由右向左，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰。试估算：
（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？
23．一列简谐横波在轴上传播，、是轴上相距的两质点，时，点正好到达最高点，且点到轴的距离为，而此时点恰好经过平衡位置向上运动．已知这列波的频率为．
（1）求经过时间质点运动的路程；
（2）若、在轴上的距离大于一个波长，求该波的波速．
24．有人用下列方法测量声音的传播速率。如图所示，两只船相距14km，一只船上的实验员向水里放一口钟，当她敲钟时，船上的火药同时发光；另一只船上的实验员向水里放一个听音器，他看到火药发光后10s，听到了水下的钟声。请根据这些数据计算水中的声速。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．由题图乙可知，t=0时刻小船沿y轴正方向起振，则此时小船应位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向x轴正方向传播，故A错误；
B．由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为λ=4m、T=1.2s，所以水波波速为
故B错误；
C．小船只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误；
D．t=0时刻浮木正位于波传播方向的上坡上，所以此时浮木沿y轴负方向运动，
因为
且t=0时刻浮木位于平衡位置上方，所以1.5s末，浮木向下运动，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可以读出，波长为4 m，A错误；
B．由于周期大于0.5 s，所以周期
波速
B正确；
C．频率
f＝＝1.5 Hz
C错误；
D．t＝1 s时，经过了1.5个周期，x＝1 m处质点处于波谷，D错误。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=1.9 s。山谷的宽度
s=v（t1＋t2）=×340×2.2 m=374 m
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据题意可知，A处于波峰位置时，B刚好处于波谷位置，则AB间距离与波长的关系为：
， (n=0，1，2，3…)
A．如果波长为1m，则n没有对应的整数，故A错误；
B．如果波长为2m，则n没有对应的整数，故B错误；
C．如果波长为3m，则n没有对应的整数，故C错误；
D．如果波长为4m，则n=0，故D正确；
故选D。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．此时此刻3m处的质点的运动方向向下，而每一个质点的起振方向向下，所以3m处的质点振动了一个周期，即路程为40cm，A错误。
B．对于5m处的质点，此时此刻的振动方向向上，所以波此时应该是刚好传播到7m处，根据公式
可知，周期为0.4s，B错误。
C．根据公式
可知波速为10m/s，C错误。
D．对于5m处的质点，此时此刻的振动方向向上，所以波此时应该是刚好传播到7m处，根据公式
可知，周期为0.4s，D正确。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
若波沿x轴正方向传播，则
①
解得
②
因为T=0.5s，所以②式有解，此时波的传播距离为2m。
若波沿x轴负方向传播，则
③
解得
④
因为T=0.5s，所以④式无解。
综上所述可知B正确。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题意可知，经0.3s点A第一次达到正向最大位移处，且点A起振方向竖直向下，故有
则周期为
又因此时点D恰好开始振动，可得波速为
AB错误；
C．从点A开始振动，波传到C点所需时间为
因为周期为0.4s，且开始振动的方向为竖直向下，所以，经过0.8s点C会经历两次波谷，C错误；
D．从点A开始振动，波传到点G需要的时间为
所以，点G振动的时间为0.3s，又因为周期为0.4s,则有点G运动的路程为3A，即
D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题可知，质点M运动的路程为
A正确，不符合题意；
BC．超声波在血管中的传播速度为
根据传播方向可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向。当坐标为 的质点的振动形式传到M点时，质点M第一次位移为0.2mm，此时波向前传播
所用时间
B错误，符合题意；C正确，不符合题意；
D．质点N第一次到达波谷的时间为
D正确，不符合题意。
故选B。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
波速由介质决定，所以波速是不变的。又由波长、波速、频率的关系λ = 可知随着频率的变小，波长增大。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
A．由波速、波长、周期和频率的关系有
，
得
T = 0.4s，f = 2.5Hz
A错误；
B．波源不动，观察者沿x轴负方向运动，与波的传播方向相同，所以他接收到波的频率可能小于波的频率，B正确；
C．质点在平衡位置往复运动，不随波移动，C错误；
D．t = 0时刻，质点a回到平衡位置，由波的平移法可知需要将2m处的振动形式传递过来，距离为，同理b回到平衡位置传递的距离为，因，因此a先回到平衡位置，D错误。
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
根据波形图可知，两列波相遇时，A质点位于沿着两列波传播方向上波形的“下坡”处，而B质点位于沿着两列波传播方向上波形的“上坡”处，根据“上下坡法”可知A质点向上运动，B质点向下运动，故C正确。
故选C。
【点睛】
“上下坡法”可以简记为如下口诀：沿着传播方向看，上坡质点往下“跑”，下坡质点往上“钻”。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．质点a首先由平衡位置开始竖直向下振动。根据t=6s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动。说明质点a振动了3s=，解得T=4s，故A正确，不符合题意；
BC．波速
v==1m/s
经4s质点b开始振动，10s时，振动了1.5个周期，质点b走过的路程是6A=6×0.05m=0.3m，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．质点b开始振动时，从平衡位置向下振动，t=6s时质点b振动了0.5个周期，所以t=6s时质点b经过平衡位置向上运动，故D正确，不符合题意。
故选C。
13．B
【解析】
【分析】
【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。
则声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式
得知，声波的波长变大。
故选B。
14．B
【解析】
【详解】
小船振动的周期
该水面波的波长
故B正确，ACD错误。
故选B。
15．D
【解析】
【详解】
快速播放时，扬声器振动的频率增大，从而使声音的音调变高，让人感觉是童声。波速由介质决定，所以快速播放时波速不变。
故选D。
16． 正 2.0 2∶3
【解析】
【分析】
【详解】
[1] a的振幅为5cm，b的振幅为10cm，则左侧的是a波。a沿x轴正方向传播，根据“走坡法”可知，t=0时刻处质点沿y轴正方向振动。
[2]若经过2.5s，处质点第2次出现波峰，相当于a波处的图象平移到处，则波速
[3]由图可知，，根据可得可知
17． 波峰 λ 波峰 f 快慢 c
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4][5][6]波长、频率与波速:如图邻近的两个波峰（或波谷）的距离叫作波长,波长用符号λ来表示;波的频率是在1 s内有多少次波峰（或波谷）通过,频率用符号f来表示;波速是用来描述波传播快慢的物理量,波速用符号c来表示。
18． 波长、波速 周期、频率
【解析】
【详解】
[1] [2] 周期和频率由波源决定，与介质无关，所以当机械波从一种介质进入另一种介质时，周期和频率保持不变；机械波传递速度与介质有关，波速发生变化，因而波长也发生变化。
19． 不变 相同 相反
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 质点振动nT（n=0，1，2，3，…）时，波形不变；
（2）[2][3] 波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ（n=1，2，3，…）时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为（2n＋1）（n=0，1，2，3，…）时，它们的振动步调总相反。
20．(1)1.5×103m/s；(2)1.0×10-5s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)超声波在介质2中传播时
在两种介质中传播时周期不变，则在介质1中传播时
解得
v1=1.5×103m/s
(2)超声波从B传到C的时间为
波传到C点时开始起振的方向向上，则到达波峰时还需要
则质点C第一次到达波峰的最短时间为
21．（1）4m/s；（2）；（3）2.8m，0，4m，0
【解析】
【详解】
（1）由题图可知该波的波长为λ=4m，周期为T=1s，所以波速为
（2）由题图乙可知t=1.0s时P质点沿y轴负方向运动，则此时P质点应位于波传播方向的上坡上，所以该波沿x轴负方向传播，因为
所以将图甲中波形图向左平移0.5个波长即可得到再经过3.5 s时的波形图，如图所示。
（3）再经过3.5s时，P质点的路程为
此时P质点正位于平衡位置，所以位移为0。
再经过5s时，P质点的路程为
此时P质点仍位于平衡位置，所以位移为0。
22．（1）10 m/s；（2）1.1 s；（3）0.9 m
【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
23．（1）；（2）或
【解析】
【分析】
【详解】
（1）质点一个周期运动的路程
内的周期数是
内运动的路程
（2）若波的传播方向为由传向，则
波速为
若波的传播方向为由传向，则
波速为
24．1.4km/s
【解析】
【详解】
由于光速远大于声速，所以可忽略火药发出的光到另一条船的传播时间，则声音在水中的传播时间为t=10s，而声音在中的传播距离为s=14 km，可得水中的声速为
【点睛】
本题所涉及的物理情景可以与“通过看到闪电与听到雷声的时间差来估算闪电到观察者的距离”进行类比。
答案第1页，共2页
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