第三章机械波 单元测试（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修一 第三章 机械波
一、单选题
1．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则（　　）
A．1cmB．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置
D．Q处的质点此时运动到P处
2．图甲中B超成像的基本原理就是通过探头向人体发送超声波信号，遇到人体组织会产生不同程度的反射，接收后经计算机的处理，形成B超图象。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图象，已知超声波的频率约为1.25105Hz，下列说法中不正确的是（　　）
A．此超声波在人体内传播速度约为1500m/s
B．图乙中质点A此时沿y轴正方向运动
C．图乙中质点A、B此时的速度不同
D．图乙中质点B从图示时刻开始经过s通过的路程为4cm
3．图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时的波形图，、是这列波上的两个质点，质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波长
B．这列波的传播速度
C．这列波沿轴正方向传播
D．在到内，质点通过的路程是
4．如图所示，图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点P从该时刻开始的振动图像。下列判断正确的是（　　）
A．该波沿x轴的正方向传播 B．该波的传播速度为10cm/s
C．质点Q的振动频率为2Hz D．在t=0.1s时刻，P点的加速度为零
5．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向由a向b传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为l，a、b之间只有一个波谷，则从该时刻开始计时，质点a第一次到达波谷所用的时间不可能是（　　）
A． B．
C． D．
6．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．教室内部的声音可以在教室外面听到
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
7．一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时的波形图如图甲所示，A、B为介质中的两质点。图乙为质点A的振动图像。以下判断正确的是（　　）
A．t＝0.15s时，A的加速度为零
B．t＝0.15s时，B的速度沿y轴正方向
C．从t＝0.1s到t＝0.25s，B的位移大小为10cm
D．从t＝0.1s到t＝0.25s，波沿x轴负方向传播了7.5m
8．一列沿x轴方向传播的简谐横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．此时x=4m处质点加速度最大
B．这列波的振幅是4cm
C．此时x=8m处质点沿y轴负方向运动
D．再经4s，x=6m处质点处于正向最大位移处
9．某飞手在操场中央操控无人机进行飞行表演，观众坐在看台观看。如图所示正在进行的是“刷锅”表演，无人机携带一个发声的蜂鸣器围绕飞手正上方的O点在水平面内做匀速圆周运动，则（　　）
A．飞手听到声音的音调变高
B．飞手听到声音的音调平稳不变
C．观众听到声音的音调平稳不变
D．飞手与观众听到声音的音调始终相同
10．一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形如图所示。a、b、c为介质中的三个质点，质点a此时向下运动。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿x轴负方向传播
B．质点b振动的周期比质点c振动的周期小
C．该时刻质点b向上运动，质点c向下运动
D．从该时刻起，质点b比质点c先到达平衡位置
11．某简谐波在时的图像如图甲所示，其中质点的振动图像如图乙所示，则（ ）
A．质点在0.6s内通过的路程为5m
B．波的传播速度为10m/s
C．波沿轴正方向传播
D．到内，质点的向左平移了7m
12．男女二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为、、和、、，它们之间的关系是 （　　）
A．，， B． ，，
C．，， D．以上说法都不正确
13．一列简谐横波沿x轴正方向传播，以质点P点开始振动时为计时起点，部分波的图像如图所示。质点P、Q的横坐标分别为、。若波速小于，下列说法正确的是（　　）
A．波的传播速度可能为
B．在到时间内，质点Q加速度逐渐增大
C．时刻，质点P可能第一次到达波谷
D．图示时刻波已经传到质点Q
14．某一列简谐横波中的质点a的振动图像如图甲所示，这列简谐波在时的波形图如图乙所示，则（ ）
A．s时刻，质点a经平衡位置向下运动
B．在0～1 s时间内，质点a的位移始终在增大
C．这列波沿x轴负方向传播，波速为
D．这列波沿x轴负方向传播，波速为
15．图（甲）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P、Q分别为波上的两个质点，图（乙）为Q点的振动图象，则（　　）
A．波沿+x方向传播
B．波的传播速度大小为0.4m/s
C．t=0.15s时，Q点的加速度达到正向最大
D．t=0.10s到0.25s的过程中，P点通过的路程为30cm
二、填空题
16．一列简谐横波在时的波形图如图所示，介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，这列简谐波的周期为______s，简谐波的波速为______m/s
17．波的图象
（1）坐标轴：横轴表示各质点的___________，纵轴表示该时刻各质点的___________。
（2）意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开___________的位移。
18．波峰与波谷:在一列水波中,凸起的______叫作波峰;凹下的______叫作波谷。
三、解答题
19．如图所示，为一列沿-x方向传播的简谐横波在时刻的波形图，其中处于波谷的P点坐标为(2m，-5m)，M、N两点的坐标分别为(-2m，0)和(-7m，0)。已知时，M点第二次出现波峰。求
（1）这列波的传播速度；
（2）从时刻起，经过多长时间N点第一次出现波峰；
（3）当N点第一次出现波峰时，M点通过的路程。
20．如图甲所示，为某一列简谐波在t=t0时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像，试求：
（1）波的周期和波长；
（2）波的传播方向和波速大小；
（3）又经历0.9s，P质点的位移和此过程P质点运动的路程。
21．图甲为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为平衡位置在x=3.0m处的质点P的振动图像。
(1)求该列横波的波速大小v；
(2)说明该列横波的传播方向并在图丙中作出t=1s时的波形图（至少画一个波长）；
(3)写出质点P的振幅以及从0时刻开始计时的振动方程。
22．一列简谐横波沿x轴传播，在和处的两个质点M、N的振动图象如图所示。
（ⅰ）若简谐横波沿x轴正方向传播，且该波的波长大于0.5m，求这列波的波速；
（ⅱ）若简谐横波沿x轴负方向传播，且该波的波长小于0.5m，求这列波的波长。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
Q点振动状态传到P点时的图像如图虚线所示
A．此时1cmBC．Q处的质点位于波谷处，位移为负，则此时的加速度沿y轴的正方向，故B正确，C错误；
D．质点只上下振动，不随波迁移，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
A．根据图乙可得，图像的波长为12mm，由
A正确；
B．超声波沿x轴正方向传播，质点A此时沿y轴正方向运动，B正确；
C．质点A、B此时的y轴方向相反，故此时速度不同，C正确；
D．质点B振动的频率为
质点B从图示时刻开始经过s，即运动了四分之一个周期，因B 此刻不是在平衡点或波峰波谷的位置，故四分之一个周期的运动路程小于一个振幅（4cm），D错误。
本题选择不正确的，故选D。
3．C
【详解】
A．由题图甲可知，该简谐横波的波长为λ=6m，故A错误；
B．由题图乙可知，振动周期为T=0.4s，所以波速为
故B错误；
C．时P点向上振动，根据平移法可知，波沿轴正方向传播，故C正确；
D．在到内，经过，质点通过的路程是2cm，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．由乙图知时刻质点P向下振动，根据上下坡法可得该波沿x轴的负方向传播，故A错误；
BC．由两图像可得该波的波长为
周期为
所以波速为
频率为
故BC错误；
D．由图乙可知，在t=0.1s时刻，P点在平衡位置，速度最大，加速度为零，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
位于平衡位置的两质点a、b相距为l，a、b之间只存在一个波谷，又因为波沿x轴正方向由a到b传播，则a点的振动方向如图所示
所以质点a第一次到达波谷的时刻可能是
t1＝，t2＝
或
t3＝，t4＝
故ABD正确；C错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光速快，A错误；
B．教室内部的声音可以在教室外面听到是因为声波的波长较长，容易发生明显的衍射，B错误；
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡是利用穿透能力强，C错误；
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度是利用超声波的多普勒效应，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．由题图乙可知，t＝0.15s时，质点A处于波谷位置，则此时A的加速度最大，故A错误；
B．由题图乙可知在t＝0.1s时质点A处于平衡位置且向下振动，由同侧法结合题图甲可知，波沿x轴负方向传播，由题图乙可知，波的周期为0.20s，则从题图甲所示t＝0.1s时开始经过0.05s即个周期质点B处于平衡位置，速度方向沿y轴负方向，故B错误；
C．从t＝0.1s到t＝0.25s经历了个周期，质点B处于平衡位置，则B的位移为0，故C错误；
D．由题图甲可知，波长λ＝10m，由题图乙可知，波的周期为0.20s，则波速为
v＝＝m/s＝50m/s
从t＝0.1s到t＝0.25s，波沿x轴负方向传播了
s＝50×0.15m＝7.5m
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．由波形图可知，此时x=4m处质点恰好处于平衡位置，速度最大，加速度为零，A错误；
B．这列波的振幅是2cm，B错误；
C．由于波传播的过程是前面质点的振动带动后面质点的振动，此时x=8m处质点沿y轴负方向运动，C正确；
D．根据
由图可知波长
可得周期
T=2s
因此再经4s，x=6m处质点仍处于负向最大位移处，D错误。
故选C。
9．B
【详解】
根据多普勒效应，无人机携带的蜂鸣器与飞手的距离保持不变，故飞手接收的频率与蜂鸣器发出的频率相同，所以飞手听到声音的音调平稳不变。但是观众与无人机携带的蜂鸣器距离会不断变化，当蜂鸣器与观众距离变远时，观众接收的频率变小，当蜂鸣器与观众距离变近时，观众接收的频率变大。故ACD错误，B正确。
故选B。
10．A
【详解】
A．质点a此时向下运动，根据“同侧法”可知该波沿x轴负方向传播，选项A正确；
B．机械波传播过程中，各个质点在波源带动下做受迫振动，则各个质点的振动周期相同，选项B错误；
CD．根据“同侧法”可知，该时刻质点b向下运动，质点c向上运动，从该时刻起，质点b比质点c晚到达平衡位置，选项CD错误；
故选A。
11．B
【详解】
A．由图乙知，T=0.4s，所以0.6s内通过的路程为
故A错误；
B．由
故B正确；
C．由乙可知，t=0之后，P点先向y轴正方向振动，可知波向x轴负方向传播，故C错误；
D．质点P上下振动，并不左右移动，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
由于女高音和男中音在同一介质中传播，因而波速相同；音调高即频率高，故；再由，因相同，所以。即
，，
故选C。
13．B
【详解】
由图可知，该波的波长为
时，P点又回到平衡位置，且沿轴负方向振动，由于不知道P点的起振方向，故
则该波的周期为
A．波的传播速度为
根据题意可知，波速小于，可知，取1、2时，满足题意，当取1时，波速为，当取2时，波速为，故A错误；
BCD．当取1时，该波的周期为，则P点的起振方向为沿y轴正方向，则时，P点第一次达到波峰，该波由P点传到Q点所用时间为
则图示时刻波未传到质点Q，在到时间内，质点Q从平衡位置向波峰振动，则加速度逐渐增大，当取2时，该波的周期为，则P点的起振方向为沿y轴负方向，则时，P点第一次回到平衡位置，该波由P点传到Q点所用时间为
则图示时刻波已经传到质点Q，在到时间内，质点Q从平衡位置向波谷振动，则加速度逐渐增大，故CD错误B正确；
故选B。
14．C
【详解】
A．由质点a的振动图可知，s时刻，质点a经平衡位置向上运动，A错误；
B．由质点a的振动图可知，在0～1 s时间内，质点a的位移先增大，后减小，B错误；
CD．由质点a的振动图可知，s时刻，质点a经平衡位置向下运动，结合简谐波在时的波形图，由“同侧法”可以判断波的传播方向，如图所示
由此可知该简谐波沿x轴负方向传播，结合图像可知，简谐波的波长和波源的振动周期分别为
则简谐波的波速为
C正确，D错误。
故选C。
15．C
【详解】
A. 根据Q点的振动图象可知，在t=0.10s时刻，质点Q向下振动，结合波形图可知，波沿-x方向传播，A错误；
B. 波的传播速度大小为
B错误；
C. t=0.15s时，Q点处在波谷位置，则此时加速度达到正向最大，C正确；
D. 因波的周期为T=0.2s，则t=0.10s到0.25s的过程中经历了，因为P点在t=0.10s时刻不是在波峰波谷位置，也不是在平衡位置，则通过的路程不等于3A=30cm，D错误。
故选C。
16． 0.4 10
【详解】
[1]由简谐运动的表达式得
所以这列简谐波的周期为
[2]由波形图知
故波速为
17． 平衡位置 位移 平衡位置
【详解】
（1）[1][2]波的图象坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移；
（2）[3] 意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。
18． 最高处 最低处
【详解】
[1][2]波峰与波谷:在一列水波中,凸起的最高处叫作波峰;凹下的最低处叫作波谷。
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）已知时，M点第二次出现波峰，即第二个波峰传到M点，第二个波峰到M点的距离为
这列波的传播速度为
（2）第一个波峰到N点的距离为
从时刻起，N点第一次出现波峰的时间为
（3）波的周期为
波传到M点的时间为
M点的振动时间为
当N点第一次出现波峰的时，M点通过的路程为
20．（1），；（2）波的传播方向为x轴负方向，波的传播速度为20m/s；（3）P质点的位移为-0.1m， P质点运动的路程0.9m。
【详解】
（1）由乙图知波的周期为
由甲图知波的波长为
（2）在t=t0时刻由乙图知P质点沿y轴负向振动，根据同侧法可知波的传播方向为x轴负方向，根据公式可得波的传播速度为
（3）又经历0.9s，则
可知P质点振动到波谷，所以P质点的位移
P质点运动的路程
21．(1)1m/s；(2)向右传播，；(3)8cm，
【详解】
(1)由题图可得，T=4s，则
(2)t=0时，P点向上振动，则横波向右传播。
由于，t=1s时的波形图相当于把甲图向右平移1m，如图所示
(3)质点P的振幅A=8cm。
角速度为
则从0时刻开始计时的振动方程为
22．（ⅰ）；（ⅱ）
【详解】
（ⅰ）从图象可知，周期为，由于M、N的距离为0.5m，且该波的波长大于0.5m，所以波从M传到N的传播时间小于质点的振动周期。由图象可知，波从M传到N的传播时间为
波速为
（ⅱ）从图象可知，周期为，由于M、N的距离为0.5m，且该波的波长小于0.5m，所以波从M传到N的传播时间大于质点的振动周期。由图象可知，波从N传到M的传播时间为
波速为
波长为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页