第三章 机械波同步题（word版含答案）

2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第3章 机械波同步题含答案
一、选择题。
1、（双选）日本近海地震引发海啸，造成了重大的人员伤亡，海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪，下列说法中正确的是(　　)
A．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止
B．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
C．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强
2、（双选）如图甲、乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．甲是振动图像，乙是波的图像
B．甲是波的图像，乙是振动图像
C．甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动
D．甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动
3、(多选)以下关于波的认识，哪些是正确的(　　)
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形的物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
4、(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　)
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
5、一列简谐波在t＝0时刻的图像如图所示，已知质点P将比质点Q晚回到平衡位置，则下列说法中正确的是(　　)
A．波一定沿x轴正方向传播
B．质点Q与质点R的运动方向相反
C．质点P的速度正在增大
D．质点R的加速度正在减小
6、如图所示：
横波1沿BP方向传播，B点的振动图像如图甲所示，横波2沿CP方向传播，C点的振动图像如图乙所示，P与B相距40 cm，P与C相距50 cm，波速都为20 cm/s，两横波在P处相遇，两横波振动方向相同，P点振幅为(　　)
A．70 cm　　B．50 cm C．10 cm D．35 cm
7、（双选）关于波的形成和特点，下列选项正确的是(　　)
A．随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
B．随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
C．传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力
D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点必沿竖直方向上下振动
8、（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T＞0.20 s。下列说法正确的是(　　)
A．波速为0.40 m/s
B．波长为0.08 m
C．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷
D．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m
9、（双选）某两列波相叠加形成了稳定的干涉图样，则(　　)
A．两列波的频率一定相同，但它们的相位差不恒定
B．振动加强的区域的各质点都在波峰上，振动减弱的区域的各质点都在波谷上
C．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱
D．振动加强的区域和振动减弱的区域不随时间的变化而变化
10、（双选）假如某一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率为400 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．当汽车向你驶来时，你听到的喇叭声音的频率可能等于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，你听到的喇叭声音的频率可能等于500 Hz
C．当汽车与你擦身而过后，你听到的喇叭声音的频率可能等于300 Hz
D．当汽车与你擦身而过后，你听到的喇叭声音的频率可能等于500 Hz
11、一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。t＝时(　　)
A．质点a的速度方向沿y轴负方向
B．质点b沿x轴正方向迁移了1 m
C．质点c的加速度为零
D．质点d的位移为－5 cm
12、如图所示，S是x轴上的上下振动的波源，振动频率为10 Hz，激起的横波沿x轴向左右传播，波速为20 m/s，质点a、b与S的距离分别为36.8 m和17.2 m。已知a和b已经振动。若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，则该时刻下列判断中正确的是(　　)
A．b位于x轴上方，运动方向向下
B．b位于x轴下方，运动方向向上
C．a位于x轴上方，运动方向向上
D．a位于x轴下方，运动方向向上
二、填空含实验题。
13、如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2=0.3s时刻波的图像，该波波速为20m/s，该波的周期为___________s；该简谐波沿x轴__________（选填“正向”或“负向”）传播。
14、弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8 cm的简谐运动，在t＝0.25 s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为________cm/s；在t＝________s时，位于x2＝45 cm处的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
三、计算类解答题。
15、（计算类综合题）一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05 s时刻波形如图中虚线所示。
(1)由波形图线读出这列波的振幅和波长。
(2)若周期大于(t2－t1)，则最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？
16、（计算题）平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正方向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm。当波传到P处时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：
(1)P、Q间的距离；
(2)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。
17、（计算类综合题）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.5 s时刻的波形图，2T＞(t2－t1)＞T。
(1)若波沿x轴正向传播，从t1＝0时刻开始，x＝5 m处的质点最少要经过多长时间到达平衡位置？
(2)若波速为v＝26 m/s，求t2＝0.5 s时刻，x＝8 m处的质点的振动方向。
2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第3章 机械波同步题含答案
一、选择题。
1、（双选）日本近海地震引发海啸，造成了重大的人员伤亡，海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪，下列说法中正确的是(　　)
A．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止
B．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
C．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警
D．地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强
【答案】BC　
2、（双选）如图甲、乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．甲是振动图像，乙是波的图像
B．甲是波的图像，乙是振动图像
C．甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动
D．甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动
【答案】BD　
3、(多选)以下关于波的认识，哪些是正确的(　　)
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形的物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
【答案】ABD　
4、(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　)
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
【答案】ABD　
5、一列简谐波在t＝0时刻的图像如图所示，已知质点P将比质点Q晚回到平衡位置，则下列说法中正确的是(　　)
A．波一定沿x轴正方向传播
B．质点Q与质点R的运动方向相反
C．质点P的速度正在增大
D．质点R的加速度正在减小
【答案】A　
6、如图所示：
横波1沿BP方向传播，B点的振动图像如图甲所示，横波2沿CP方向传播，C点的振动图像如图乙所示，P与B相距40 cm，P与C相距50 cm，波速都为20 cm/s，两横波在P处相遇，两横波振动方向相同，P点振幅为(　　)
A．70 cm　　B．50 cm C．10 cm D．35 cm
【答案】A　
7、（双选）关于波的形成和特点，下列选项正确的是(　　)
A．随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
B．随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
C．传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力
D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点必沿竖直方向上下振动
【答案】AC　
8、（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T＞0.20 s。下列说法正确的是(　　)
A．波速为0.40 m/s
B．波长为0.08 m
C．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷
D．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m
【答案】ACD　
9、（双选）某两列波相叠加形成了稳定的干涉图样，则(　　)
A．两列波的频率一定相同，但它们的相位差不恒定
B．振动加强的区域的各质点都在波峰上，振动减弱的区域的各质点都在波谷上
C．振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱
D．振动加强的区域和振动减弱的区域不随时间的变化而变化
【答案】CD　
10、（双选）假如某一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率为400 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法中正确的是(　　)
A．当汽车向你驶来时，你听到的喇叭声音的频率可能等于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，你听到的喇叭声音的频率可能等于500 Hz
C．当汽车与你擦身而过后，你听到的喇叭声音的频率可能等于300 Hz
D．当汽车与你擦身而过后，你听到的喇叭声音的频率可能等于500 Hz
【答案】BC　
11、一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。t＝时(　　)
A．质点a的速度方向沿y轴负方向
B．质点b沿x轴正方向迁移了1 m
C．质点c的加速度为零
D．质点d的位移为－5 cm
【答案】C　
12、如图所示，S是x轴上的上下振动的波源，振动频率为10 Hz，激起的横波沿x轴向左右传播，波速为20 m/s，质点a、b与S的距离分别为36.8 m和17.2 m。已知a和b已经振动。若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，则该时刻下列判断中正确的是(　　)
A．b位于x轴上方，运动方向向下
B．b位于x轴下方，运动方向向上
C．a位于x轴上方，运动方向向上
D．a位于x轴下方，运动方向向上
【答案】A　
二、填空含实验题。
13、如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2=0.3s时刻波的图像，该波波速为20m/s，该波的周期为___________s；该简谐波沿x轴__________（选填“正向”或“负向”）传播。
【答案】0.4 负向
14、弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8 cm的简谐运动，在t＝0.25 s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为________cm/s；在t＝________s时，位于x2＝45 cm处的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
【答案】20　2.75
【解析】由题图可知，A＝8 cm，T＝4t＝1 s，λ＝20 cm，所以波速v＝＝ cm/s＝20 cm/s，绳上的每个质点刚开始振动的方向都是沿y轴负方向，波传到N点所用的时间为t1＝＝ s＝2.25 s，所以质点N第一次沿y轴正向通过平衡位置时，t＝t1＋＝2.75 s。
三、计算类解答题。
15、（计算类综合题）一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05 s时刻波形如图中虚线所示。
(1)由波形图线读出这列波的振幅和波长。
(2)若周期大于(t2－t1)，则最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？
【答案】(1)0.2 m　8 m
(2)40 m/s　方向沿x轴正方向　280 m/s　方向沿x轴负方向
【解析】(1)A＝0.2 m；λ＝8 m。
(2)由于T>(t2－t1)，即Δt<2T。
当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为：
Δt＝nT＋，且n＝0或1。
当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为：
Δt＝nT＋，且n＝0或1。
由波速公式v＝可知，当速度v最小时，周期T最大。分析上面两类情况可知，当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在Δt＝nT＋中，取n＝0，即Δt＝，则T大＝0.2 s。最小速度v小＝＝40 m/s，方向为沿x轴正方向。
当速度v最大时，周期T最小。分析上面两类情况可知，当周期最小时，波沿x轴负方向传播，且在Δt＝nT＋中，取n＝1，即Δt＝T＋，则T小＝ s。
最大速度v大＝＝280 m/s，方向为沿x轴负方向。
16、（计算题）平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正方向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm。当波传到P处时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求：
(1)P、Q间的距离；
(2)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。
【答案】(1)133 cm　 (2)125 cm
【解析】(1)由题意，O、P两点间的距离与波长λ之间满足lOP＝λ　①
波速v与波长的关系为v＝　②
在t′＝5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt′。由题意有vt′＝lPQ＋　③
式中lPQ为P、Q间的距离。
由①②③式和题给数据，得lPQ＝133 cm。
(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t1＝t′＋T
波源从平衡位置开始运动，每经过波源运动的路程为A，由题给条件得t1＝25×
故t1时间内，波源运动的路程为s＝25A＝125 cm。
17、（计算类综合题）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.5 s时刻的波形图，2T＞(t2－t1)＞T。
(1)若波沿x轴正向传播，从t1＝0时刻开始，x＝5 m处的质点最少要经过多长时间到达平衡位置？
(2)若波速为v＝26 m/s，求t2＝0.5 s时刻，x＝8 m处的质点的振动方向。
【答案】(1) s　 (2)沿y轴正方向运动
【解析】(1)由题图可知该波的波长λ＝8 m
若波沿x轴正方向传播，则在Δt＝t2－t1时间内波传播的距离满足Δx＝λ＋nλ
Δt＝t2－t1＝T＋nT(n＝1,2,3，…)
由于2T＞(t2－t1)＞T
因此，n＝1；
解得波传播的周期T＝ s。
由题图可知，t2＝0.5 s时刻x＝5 m处的质点刚好在平衡位置，故从t1＝0时刻开始x＝5 m处的质点要到达平衡位置最少要经过的时间t＝T＝ s。
(2)若波速为v＝26 m/s, 则波在0.5 s内传播的距离x＝vΔt＝13 m
由于x＝λ＋5 m
结合题可知，波沿x轴负方向传播；
根据波动与振动的关系可知：
在t2＝0.5 s时刻，x＝8 m处的质点沿y轴正方向运动。