第三章 机械波 单元练习 （word版含答案）

2022春物理人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波练习含答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是(　　)
A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 m/s
2、一列横波在某时刻的波形图像如图所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是(　　)
A．波水平向右传播
B．质点H与质点F的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时刻质点C的加速度为零
3、简谐横波某时刻的波形如图所示．a为介质中的一个质点，由图像可知(　　)
A．质点a的加速度方向一定沿y轴负方向
B．质点a的速度方向一定沿y轴负方向
C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值
D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A
4、一列横波某时刻的图像如图甲所示,图乙表示介质中某质点从该时刻开始一段时间内的振动图像。则有(　　)
A.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为K质点的振动图像
B.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为M质点的振动图像
C.若图乙为L质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
D.若图乙为N质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
5、(双选)一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是(　　)
A．这列波的波速是 m/s
B．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m
C．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置
D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为21 m的障碍物不能发生明显的衍射现象
6、(双选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　)
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
7、（双选）一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播．处在x1＝1 m和x2＝2 m的两质点A、B的振动图像如图所示，由此可知(　　)
A．波长为 m
B．波速为1 m/s
C．3 s末A、B两质点的位移相同
D．1 s末A质点的振动速度小于B质点的振动速度
8、(多选)一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t＝0时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x＝3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa＝2.5 m，xb＝5.5 m，则以下说法中正确的是(　　)
A．波沿x轴负方向传播
B．当a质点处在波峰时，b质点在向上运动
C．t＝时，a质点正在向y轴负方向运动
D．t＝时，b质点正在向y轴负方向运动
9、（双选）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是(　　)
图(a)　　图(b)
A．质点Q的振动图像与图(b)相同
B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
10、(双选)以下说法中正确的是(　　)
A．波要发生衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射
D．只有波才有衍射现象
11、下列说法中不正确的是(　　)
A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变
B．要发生多普勒效应，波源和观察者之间必须有相对运动
C．只有声波会发生多普勒效应
D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应
12、雷声隆隆不绝，这是一种什么现象(　　)
A．声音的共鸣现象
B．声波在云层界面上发生多次反射的现象
C．声波绕过障碍物的衍射现象
D．声波在叠加时的干涉现象
二、填空含实验题。
13、如图所示，有一组学生做游戏来模拟波的传播．该游戏模拟的是________(选填“横波”或“纵波”)的传播，因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”)．
14、两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示．当t＝2.5 s时，M点的位移为 cm，N点的位移为 cm.
三、计算类题。
15、（计算题）天空有近似等高的浓云层．为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0 s．试估算云层下表面的高度．已知空气中的声速v＝ km/s.
16、利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，向选定的方向发射出频率f＝5.8×104 Hz的超声波后，经过时间t＝0.64 s收到从鱼群反射回来的反射波．已知这列超声波在水中的波长λ＝2.5 cm，求鱼群到渔船的距离是多少？
17、（计算类综合题）有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2.5 m/s，在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5 m处重合，如图所示．
(1)求两列波的周期Ta和Tb；
(2)求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置；
(3)辨析题：分析并判断在t＝0时是否存在两列波的波谷重合处．
某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在．只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置．
你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置；
若不正确，指出错误处并通过计算说明理由．
2022春物理人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波练习含答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是(　　)
A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 m/s
【答案】B
2、一列横波在某时刻的波形图像如图所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是(　　)
A．波水平向右传播
B．质点H与质点F的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时刻质点C的加速度为零
【答案】C
3、简谐横波某时刻的波形如图所示．a为介质中的一个质点，由图像可知(　　)
A．质点a的加速度方向一定沿y轴负方向
B．质点a的速度方向一定沿y轴负方向
C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值
D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A
【答案】ACD
4、一列横波某时刻的图像如图甲所示,图乙表示介质中某质点从该时刻开始一段时间内的振动图像。则有(　　)
A.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为K质点的振动图像
B.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为M质点的振动图像
C.若图乙为L质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
D.若图乙为N质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
【答案】C　
5、(双选)一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是(　　)
A．这列波的波速是 m/s
B．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m
C．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置
D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为21 m的障碍物不能发生明显的衍射现象
【答案】AC
6、(双选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　)
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
【答案】AD
7、（双选）一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播．处在x1＝1 m和x2＝2 m的两质点A、B的振动图像如图所示，由此可知(　　)
A．波长为 m
B．波速为1 m/s
C．3 s末A、B两质点的位移相同
D．1 s末A质点的振动速度小于B质点的振动速度
【答案】AD
8、(多选)一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t＝0时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x＝3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa＝2.5 m，xb＝5.5 m，则以下说法中正确的是(　　)
A．波沿x轴负方向传播
B．当a质点处在波峰时，b质点在向上运动
C．t＝时，a质点正在向y轴负方向运动
D．t＝时，b质点正在向y轴负方向运动
【答案】ABD
9、（双选）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是(　　)
图(a)　　图(b)
A．质点Q的振动图像与图(b)相同
B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大
C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大
D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
【答案】CD
10、(双选)以下说法中正确的是(　　)
A．波要发生衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射
D．只有波才有衍射现象
【答案】CD
11、下列说法中不正确的是(　　)
A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变
B．要发生多普勒效应，波源和观察者之间必须有相对运动
C．只有声波会发生多普勒效应
D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应
【答案】C
12、雷声隆隆不绝，这是一种什么现象(　　)
A．声音的共鸣现象
B．声波在云层界面上发生多次反射的现象
C．声波绕过障碍物的衍射现象
D．声波在叠加时的干涉现象
【答案】B
二、填空含实验题。
13、如图所示，有一组学生做游戏来模拟波的传播．该游戏模拟的是________(选填“横波”或“纵波”)的传播，因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”)．
【答案】横波　垂直
14、两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4 m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示．当t＝2.5 s时，M点的位移为 cm，N点的位移为 cm.
【答案】2.0 0
【解析】在0～2.5 s内两列波分别向左和向右传播的距离均为Δx＝vΔt＝1 m，如图所示．对A波，M点的位移为0，对B波，M点的位移为2.0 cm.根据波的叠加原理，可知此时M点的位移为2.0 cm.同理，分别对A、B波，N点的位移均为0，故叠加后N点的位移为0.
三、计算类题。
15、（计算题）天空有近似等高的浓云层．为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0 s．试估算云层下表面的高度．已知空气中的声速v＝ km/s.
【答案】2.0×103 m
16、利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，向选定的方向发射出频率f＝5.8×104 Hz的超声波后，经过时间t＝0.64 s收到从鱼群反射回来的反射波．已知这列超声波在水中的波长λ＝2.5 cm，求鱼群到渔船的距离是多少？
【答案】464 m
【解析】所发射的超声波在水中的传播速度为：
v＝λf＝2.5×10－2×5.8×104 m/s＝1 450 m/s
超声波往返的路程为：x＝vt＝1 450×0.64 m＝928 m
渔船到鱼群的距离为x′＝＝464 m.
17、（计算类综合题）有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2.5 m/s，在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5 m处重合，如图所示．
(1)求两列波的周期Ta和Tb；
(2)求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置；
(3)辨析题：分析并判断在t＝0时是否存在两列波的波谷重合处．
某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在．只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置．
你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置；
若不正确，指出错误处并通过计算说明理由．
【答案】(1)1 s　1.6 s (2)x＝(2.5±20k) m，k＝0,1,2,3，… (3)见解析。
【解析】(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa＝2.5 m，λb＝4.0 m，因此它们的周期分别为
Ta＝＝ s＝1 s，Tb＝＝ s＝1.6 s.
(2)两列波波长的最小公倍数为S＝20 m，t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x＝(2.5±20k) m，k＝0,1,2,3，…
(3)该同学的分析不正确．要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的位置．设距离x＝2.5 m的L处两列波的波谷与波谷相遇，并设
L＝(2m－1)，L＝(2n－1)，式中m、n均为正整数．
只要找到相应的m、n即可．
将λa＝2.5 m，λb＝4.0 m代入并整理，得
＝＝＝.
由于上式中，m、n在整数范围内无解，所以不存在波谷与波谷重合处。