2022春物理粤教版(2019)选择性必修第一册第3章《机械波》练习含答案
一、选择题。
1、某雷达站正在跟踪一架飞机,此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲,经200 μs 后收到反射波。隔0.8 s后再发出一个脉冲,经198 μs收到反射波,已知无线电波传播的速度为c=3×108 m/s,远大于飞机的飞行速度v。则v应为( )
A.1 500 m/s B.750 m/s
C.375 m/s D.以上数据都不对
2、一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是( )
A.沿x轴负方向,60 m/s B.沿x轴正方向,60 m/s
C.沿x轴负方向,30 m/s D.沿x轴正方向,30 m/s
3、(双选)水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1,2,3,…使质点1沿竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,此时质点10的加速度( )
A.为零 B.为最大值 C.方向向上 D.方向向下
4、近年来我国的航空事业迅速发展,超音速飞行的战机已十分普遍。当战机在上空返航时,地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响,引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为飞机在返航加速过程中,当飞机的速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障,当飞机加速冲破音障时发出的巨大响声,称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( )
A.在音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱
B.敲响一只音叉,不远处的另一只音叉也发出声音
C.火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低
D.在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话
5、(双选)一列简谐横波沿x轴传播,它在t=0时刻的波的图像如图甲所示,下面的分析正确的是( )
A.如果这列波是沿+x方向传播的,则乙图可能是甲图中的a点的振动图像
B.如果这列波是沿+x方向传播的,则乙图可能是甲图中的b点的振动图像
C.如果这列波是沿-x方向传播的,则乙图可能是甲图中的c点的速度随时间变化的图像
D.如果这列波是沿-x方向传播的,则乙图可能是甲图中的d点的速度随时间变化的图像
6、如图所示,在坐标原点的波源S产生了一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=40 m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40 m处,在x=800 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A.波源S开始振动的方向为y轴正方向
B.该波的波长为25 m,周期为0.5 s
C.x=400 m处的质点在t=9.375 s时处于波谷位置
D.若波源S向x轴负方向运动,则接收器接收到的波的频率不等于2 Hz
7、(双选)一般高层建筑物在底层与岩石之间建有支柱,如图所示。地震时产生的纵波和横波是造成建筑物损坏的主要原因,为了避免建筑物在地震时损坏,可在建造时采取适当的措施,下列做法中比较合理的是( )
A.减小支柱的长度
B.增加建筑物的高度
C.在建筑物底层与支柱间嵌入高弹性橡胶块
D.在支柱和岩石间安置可在水平方向滑动的护垫
8、如图所示,位于x=0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,振动周期为T=1 s,该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v=4 m/s。关于x=5 m处的质点P,下列说法正确的是( )
A.质点P振动周期为1 s,速度的最大值为4 m/s
B.某时刻质点P到达波峰位置时,波源处于平衡位置且向下振动
C.质点P开始振动的方向沿y轴负方向
D.质点P沿x轴正方向随波移动
9、(双选)在同一地点有两个静止的声源,发出声波1和声波2。在同一空间的空气中沿同一方向传播,某时刻这两列波的图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.波1速度比波2速度大
B.这两列波的频率相同
C.在这两列波传播方向上,不会产生稳定的干涉现象
D.相对于同一障碍物,波1比波2发生衍射现象更明显
10、(双选)下列关于多普勒效应的说法,正确的是( )
A.医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应
B.不仅机械波会发生多普勒效应,电磁波也会
C.由地球上接收到的遥远天体发出的光波发生“红移”现象(各条谱线的波长均变长),可以判断遥远天体正靠近地球
D.静止的观察者听到某一频率声源发出的声音频率越来越高,说明声源正在远离观察者
11、(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时刻的波的图,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1.5 Hz
D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰
E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置
12、某时刻的两列简谐横波在同种介质中沿相同方向传播的波形图如图所示,此时质点P的运动方向为y轴负方向,已知质点P在a波上,质点Q在b波上,则下列说法错误的是( )
A.两列波具有相同的波速
B.此时质点Q正沿y轴正向运动
C.一个周期内,质点Q沿x轴前进的距离是质点P的1.5倍
D.在质点P完成30次全振动的时间内质点Q可完成20次全振动
二、填空含实验题。
13、某物体发出的声音在空气中的波长为,波速为,在海水中的波长为。
(ⅰ)该波的频率为___________,在海水中的波速为___________。
(ⅱ)若物体在海面上发出的声音经听到回声,则海水深为___________m。
14、21世纪初某年的5月12日14时28分,在四川省汶川地区发生了8.0级地震。已知地震波分三种:横波(S波),波速vS=4.5 km/s;纵波(P波),波速vP=9.9 km/s;面波(L波),vL<vS。面波在浅源地震中破坏力最大。
(1)位于震源上方的某中学地震测报组有单摆A与竖直弹簧振子B(如图甲所示),地震发生时最先明显振动的是________(选填“A”或“B”)。
(2)地震观测台记录到的地震曲线如图乙所示,由图可知三种波形各对应的地震波类型:a为________波,b为________波,c为________波。(均填“S”“P”或“L”)
(3)若在地震曲线图上测得P波与S波的时间差为7.6 s,则地震台距震源约为________km。
三、计算类习题。
15、一列简谐横波的波形如图所示,实线表示t1=0时刻的波形图,虚线表示t2=0.05 s时刻的波形图。
(1)求该简谐横波的振幅与波长;
(2)若2T>t2-t1>T,波速可能为多大?(T为周期)
16、(计算类综合题)一列机械波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如图所示。已知图中M点此时的运动方向沿y轴负方向。波传播的波速为v=1cm/s。
(1)确定波传播的方向;
(2)求M点振动的振幅;
(3)求此后M点回到平衡位置的时刻。
17、(计算类综合题)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的完整波形图,质点P位于x轴上x=5m处。已知该简谐横波的传播速度大小v=1m/s。求:
(1)请写出位于坐标原点的质点的位移y与时间t的关系式;
(2)从t=0开始,到质点P的位移所经历的最短时间。
2022春物理粤教版(2019)选择性必修第一册第3章《机械波》练习含答案
一、选择题。
1、某雷达站正在跟踪一架飞机,此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发出一个无线电脉冲,经200 μs 后收到反射波。隔0.8 s后再发出一个脉冲,经198 μs收到反射波,已知无线电波传播的速度为c=3×108 m/s,远大于飞机的飞行速度v。则v应为( )
A.1 500 m/s B.750 m/s
C.375 m/s D.以上数据都不对
【答案】C
2、一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是( )
A.沿x轴负方向,60 m/s B.沿x轴正方向,60 m/s
C.沿x轴负方向,30 m/s D.沿x轴正方向,30 m/s
【答案】A
3、(双选)水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1,2,3,…使质点1沿竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,此时质点10的加速度( )
A.为零 B.为最大值 C.方向向上 D.方向向下
【答案】BD
4、近年来我国的航空事业迅速发展,超音速飞行的战机已十分普遍。当战机在上空返航时,地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响,引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为飞机在返航加速过程中,当飞机的速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障,当飞机加速冲破音障时发出的巨大响声,称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( )
A.在音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱
B.敲响一只音叉,不远处的另一只音叉也发出声音
C.火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低
D.在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话
【答案】C
5、(双选)一列简谐横波沿x轴传播,它在t=0时刻的波的图像如图甲所示,下面的分析正确的是( )
A.如果这列波是沿+x方向传播的,则乙图可能是甲图中的a点的振动图像
B.如果这列波是沿+x方向传播的,则乙图可能是甲图中的b点的振动图像
C.如果这列波是沿-x方向传播的,则乙图可能是甲图中的c点的速度随时间变化的图像
D.如果这列波是沿-x方向传播的,则乙图可能是甲图中的d点的速度随时间变化的图像
【答案】BD
6、如图所示,在坐标原点的波源S产生了一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=40 m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40 m处,在x=800 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A.波源S开始振动的方向为y轴正方向
B.该波的波长为25 m,周期为0.5 s
C.x=400 m处的质点在t=9.375 s时处于波谷位置
D.若波源S向x轴负方向运动,则接收器接收到的波的频率不等于2 Hz
【答案】D
7、(双选)一般高层建筑物在底层与岩石之间建有支柱,如图所示。地震时产生的纵波和横波是造成建筑物损坏的主要原因,为了避免建筑物在地震时损坏,可在建造时采取适当的措施,下列做法中比较合理的是( )
A.减小支柱的长度
B.增加建筑物的高度
C.在建筑物底层与支柱间嵌入高弹性橡胶块
D.在支柱和岩石间安置可在水平方向滑动的护垫
【答案】CD
8、如图所示,位于x=0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,振动周期为T=1 s,该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v=4 m/s。关于x=5 m处的质点P,下列说法正确的是( )
A.质点P振动周期为1 s,速度的最大值为4 m/s
B.某时刻质点P到达波峰位置时,波源处于平衡位置且向下振动
C.质点P开始振动的方向沿y轴负方向
D.质点P沿x轴正方向随波移动
【答案】B
9、(双选)在同一地点有两个静止的声源,发出声波1和声波2。在同一空间的空气中沿同一方向传播,某时刻这两列波的图像如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.波1速度比波2速度大
B.这两列波的频率相同
C.在这两列波传播方向上,不会产生稳定的干涉现象
D.相对于同一障碍物,波1比波2发生衍射现象更明显
【答案】CD
10、(双选)下列关于多普勒效应的说法,正确的是( )
A.医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应
B.不仅机械波会发生多普勒效应,电磁波也会
C.由地球上接收到的遥远天体发出的光波发生“红移”现象(各条谱线的波长均变长),可以判断遥远天体正靠近地球
D.静止的观察者听到某一频率声源发出的声音频率越来越高,说明声源正在远离观察者
【答案】AB
11、(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时刻的波的图,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1.5 Hz
D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰
E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置
【答案】BCE
12、某时刻的两列简谐横波在同种介质中沿相同方向传播的波形图如图所示,此时质点P的运动方向为y轴负方向,已知质点P在a波上,质点Q在b波上,则下列说法错误的是( )
A.两列波具有相同的波速
B.此时质点Q正沿y轴正向运动
C.一个周期内,质点Q沿x轴前进的距离是质点P的1.5倍
D.在质点P完成30次全振动的时间内质点Q可完成20次全振动
【答案】C
二、填空含实验题。
13、某物体发出的声音在空气中的波长为,波速为,在海水中的波长为。
(ⅰ)该波的频率为___________,在海水中的波速为___________。
(ⅱ)若物体在海面上发出的声音经听到回声,则海水深为___________m。
【答案】340 1530 382.5
14、21世纪初某年的5月12日14时28分,在四川省汶川地区发生了8.0级地震。已知地震波分三种:横波(S波),波速vS=4.5 km/s;纵波(P波),波速vP=9.9 km/s;面波(L波),vL<vS。面波在浅源地震中破坏力最大。
(1)位于震源上方的某中学地震测报组有单摆A与竖直弹簧振子B(如图甲所示),地震发生时最先明显振动的是________(选填“A”或“B”)。
(2)地震观测台记录到的地震曲线如图乙所示,由图可知三种波形各对应的地震波类型:a为________波,b为________波,c为________波。(均填“S”“P”或“L”)
(3)若在地震曲线图上测得P波与S波的时间差为7.6 s,则地震台距震源约为________km。
【答案】(1)B (2)P S L (3)62.7
【解析】(1)因为纵波的传播速度最大,而B摆反映的是纵波,故B摆最先振动。
(2)因为纵波的传播速度最大,所以先记录的a是纵波(P波)。同理,b是横波(S波),c是面波(L波)。
(3)设地震台距震源的距离为x,则-=t,
解得x=,
代入数值解得x=62.7 km。
三、计算类习题。
15、一列简谐横波的波形如图所示,实线表示t1=0时刻的波形图,虚线表示t2=0.05 s时刻的波形图。
(1)求该简谐横波的振幅与波长;
(2)若2T>t2-t1>T,波速可能为多大?(T为周期)
【答案】(1)5 cm 8 m (2)见解析。
【解析】(1)根据题图可以求出,振幅A=5 cm,波长λ=8 m。
(2)若波向右传播,从t1=0到t2=0.05 s,有t2-t1=T+nT,
解得周期T= s,因2T>t2-t1>T,所以n=1,T= s=0.04 s,
波速v==200 m/s;
若波向左传播,从t1=0到t2=0.05 s,
有t2-t1=T+nT,
解得周期T= s,因为2T>t2-t1>T,
所以n=1,T= s= s,
波速v==280 m/s。
16、(计算类综合题)一列机械波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如图所示。已知图中M点此时的运动方向沿y轴负方向。波传播的波速为v=1cm/s。
(1)确定波传播的方向;
(2)求M点振动的振幅;
(3)求此后M点回到平衡位置的时刻。
【答案】(1)x轴正方向;(2)10cm;(3)
【详解】(1)由题图可知M点在t=0时刻应位于波传播反向的上坡上,所以波沿x轴正方向传播。
(2)由题图可知M点的振幅为10cm。
(3)由题图可知波长为λ=20cm,则M点振动的周期为
此后M点回到平衡位置的时刻为
17、(计算类综合题)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的完整波形图,质点P位于x轴上x=5m处。已知该简谐横波的传播速度大小v=1m/s。求:
(1)请写出位于坐标原点的质点的位移y与时间t的关系式;
(2)从t=0开始,到质点P的位移所经历的最短时间。
【答案】(1); (2)4.25s
【详解】(1)由图可知波的波长为,所以周期为:
位于坐标原点的质点振动的圆频率为:
t=0时刻,位于坐标原点的质点在波传播方向的上坡上,所以沿y轴负方向运动,则其振动方程为:
(2)波从x=2m传播到P点所用时间为:
质点P起振方向沿y轴负方向,所以P从起振到第一次位移为所用时间为:
从t=0开始,到质点P的位移所经历的最短时间为: