第3章：机械波练习含答案 （word版含答案）

2021—2022学年物理粤教版（2019）选择性必修第一册第3章：机械波练习含答案
粤教版（2019）选择性必修第一册第3章 机械波
一、选择题。
1、（双选）如图所示，一列向右传播的简谐横波在t＝0时刻恰好传到A点，波速大小v＝0.6 m/s，P质点的横坐标为x＝1.26 m，则下列说法正确的是(　　)
A．该列波的振幅是20 cm，波长是0.24 m
B．质点A的振动方程为y＝－10sin 5πt(cm)
C．再过一个周期，质点A向右传播的路程为40 cm
D．质点P第一次到达波峰的时间是2 s
2、如图所示：
一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(　　)
A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.15 m
3、(多选)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－1.0 m和x＝5.0 m处，两列波的速率均为v＝2 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm。图示为t＝0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝1.0 m和x＝3.0 m的M、N两质点刚开始振动，质点P、Q的平衡位置分别处于x＝2.0 m和x＝2.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是(　　)
A．质点Q的起振方向沿y轴正方向
B．t＝1.25 s时刻，质点M的位移为－4 cm
C．两列波能发生干涉，发生干涉后质点P为振动减弱点
D．两列波能发生干涉，发生干涉后质点Q为振动加强点
4、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制(ACC)，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去，其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的波的频率为f′，则(　　)
A．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同
B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态
C．当f′>f时，表明前车在加速行驶
D．当f′5、（双选）一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，自右向左传播，已知在t1＝0.7 s时，P点出现第二次波峰(0.7 s内P点出现两次波峰)，Q点的坐标是(－5,0)，则以下判断正确的是(　　)
A．质点A和质点B在t＝0时刻的位移是相同的
B．在t＝0时刻，质点C向上运动
C．在0.7 s末，Q点第一次出现波峰
D．在0.9 s末，Q点第一次出现波峰
6、(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间的距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，从波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经质点1开始振动，则下列关于质点的振动和介质中的波的说法中正确的是(　　)
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚
B．图中所画出的质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后
D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次全振动，则质点9发生的就是第98次全振动
7、如图所示，1,2,3,4，…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点。开始时绳处于水平方向，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2,3,4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期，质点9开始运动。则在二分之一周期时，下列说法正确的是(　　)
A．质点3向上运动　　 B．质点5所受回复力为零
C．质点6的加速度向下 D．质点9的振幅为零
8、关于机械波，下列说法正确的是（　　）
A．波传播时各质点随着波的传播而迁移
B．机械波的传播需要介质
C．机械波的波速由波源决定
D．机械波的传播过程中，各质点的运动方向一定和波传播方向垂直
9、关于波的折射现象，下列说法正确的是(　　)
A．一切波都能发生折射现象
B．发生折射时，波的传播方向一定会发生改变
C．不是所有的波都能发生折射
D．波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化
10、医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速，这一技术主要利用了(　　)
A．波的干涉　　B．多普勒效应
C．波的叠加 D．波的衍射
11、关于公式，下列说法正确的是（ ）
A．只适用于横波
B．对于机械波，由可知，若f增大，则波速v也增大
C．由可知，波长为5m的声音比波长为10m的声音传播速度小
D．、、f三个量中，同一列波经过不同介质时保持不变的只有f
12、一块小石子投入河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，障碍物是(　　)
A．静止在河面的渔船　　 B．静止在河面的货船
C．竖立在河中的竹竿 D．竖立在河中的桥墩
二、填空含实验题。
13、沿轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻（）的波形图如图所示，其波速。从图示时刻起，质点比质点_______（选填“先”或“后”）到达平衡位置；该波的周期________；内，质点通过的路程______。
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、计算类题。
15、（计算题）如图是t = 0时刻沿x轴传播的一列简谐横波的图象，质点P、Q相对平衡位置的位移相同．此后P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s，Q质点回到平衡位置的最短时间为0.3s，求：
（1）该简谐波的传播速度大小和方向；
（2）质点P经过平衡位置的时刻．
16、（计算类综合题）一列简谐波在t1＝0时刻的图像如图所示，此时波中质点M的运动方向沿y轴正方向，且t2＝0.45 s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求：
(1)此波向什么方向传播；(回答“向左”或“向右”)
(2)波速是多大；
(3)从t1＝0至t3＝1.1 s时间内波中质点N运动的路程和t3时刻的位移分别是多少。
17、（计算题）如图所示，S1、S2是两个同向的相干波源，相距4 m，激起两列相干波的波长为λ＝2 m，则在以S1、S2连线为半径、S2为圆心的圆周上共有几处振动最弱的点？
2021—2022学年物理粤教版（2019）选择性必修第一册第3章：机械波练习含答案
粤教版（2019）选择性必修第一册第3章 机械波
一、选择题。
1、（双选）如图所示，一列向右传播的简谐横波在t＝0时刻恰好传到A点，波速大小v＝0.6 m/s，P质点的横坐标为x＝1.26 m，则下列说法正确的是(　　)
A．该列波的振幅是20 cm，波长是0.24 m
B．质点A的振动方程为y＝－10sin 5πt(cm)
C．再过一个周期，质点A向右传播的路程为40 cm
D．质点P第一次到达波峰的时间是2 s
【答案】BD　
2、如图所示：
一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(　　)
A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.15 m
【答案】B　
3、(多选)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－1.0 m和x＝5.0 m处，两列波的速率均为v＝2 m/s，两波源的振幅均为A＝2 cm。图示为t＝0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝1.0 m和x＝3.0 m的M、N两质点刚开始振动，质点P、Q的平衡位置分别处于x＝2.0 m和x＝2.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是(　　)
A．质点Q的起振方向沿y轴正方向
B．t＝1.25 s时刻，质点M的位移为－4 cm
C．两列波能发生干涉，发生干涉后质点P为振动减弱点
D．两列波能发生干涉，发生干涉后质点Q为振动加强点
【答案】ACD　
4、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制(ACC)，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去，其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的波的频率为f′，则(　　)
A．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同
B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态
C．当f′>f时，表明前车在加速行驶
D．当f′【答案】A　
5、（双选）一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，自右向左传播，已知在t1＝0.7 s时，P点出现第二次波峰(0.7 s内P点出现两次波峰)，Q点的坐标是(－5,0)，则以下判断正确的是(　　)
A．质点A和质点B在t＝0时刻的位移是相同的
B．在t＝0时刻，质点C向上运动
C．在0.7 s末，Q点第一次出现波峰
D．在0.9 s末，Q点第一次出现波峰
【答案】BC　
6、(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间的距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，从波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经质点1开始振动，则下列关于质点的振动和介质中的波的说法中正确的是(　　)
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚
B．图中所画出的质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后
D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次全振动，则质点9发生的就是第98次全振动
【答案】ACD　
7、如图所示，1,2,3,4，…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点。开始时绳处于水平方向，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2,3,4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期，质点9开始运动。则在二分之一周期时，下列说法正确的是(　　)
A．质点3向上运动　　 B．质点5所受回复力为零
C．质点6的加速度向下 D．质点9的振幅为零
【答案】A　
8、关于机械波，下列说法正确的是（　　）
A．波传播时各质点随着波的传播而迁移
B．机械波的传播需要介质
C．机械波的波速由波源决定
D．机械波的传播过程中，各质点的运动方向一定和波传播方向垂直
【答案】B
9、关于波的折射现象，下列说法正确的是(　　)
A．一切波都能发生折射现象
B．发生折射时，波的传播方向一定会发生改变
C．不是所有的波都能发生折射
D．波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化
【答案】A　
10、医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速，这一技术主要利用了(　　)
A．波的干涉　　B．多普勒效应
C．波的叠加 D．波的衍射
【答案】B　
11、关于公式，下列说法正确的是（ ）
A．只适用于横波
B．对于机械波，由可知，若f增大，则波速v也增大
C．由可知，波长为5m的声音比波长为10m的声音传播速度小
D．、、f三个量中，同一列波经过不同介质时保持不变的只有f
【答案】D
12、一块小石子投入河水中激起一列水波，遇到障碍物后能发生明显衍射现象，障碍物是(　　)
A．静止在河面的渔船　　 B．静止在河面的货船
C．竖立在河中的竹竿 D．竖立在河中的桥墩
【答案】C　
二、填空含实验题。
13、沿轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻（）的波形图如图所示，其波速。从图示时刻起，质点比质点_______（选填“先”或“后”）到达平衡位置；该波的周期________；内，质点通过的路程______。
【答案】先 0.1 8
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、计算类题。
15、（计算题）如图是t = 0时刻沿x轴传播的一列简谐横波的图象，质点P、Q相对平衡位置的位移相同．此后P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s，Q质点回到平衡位置的最短时间为0.3s，求：
（1）该简谐波的传播速度大小和方向；
（2）质点P经过平衡位置的时刻．
【答案】（1）0.1m/s；沿x轴正方向传播； （2）t=0.4n+0.1(s) n=0,1,2,3
【详解】（1）由题意可得T＝0.8s
沿x轴正方向传播
λ= 8cm
根据v=
可得： v=0.1m/s
（2）t=0.1s时，P质点正经过平衡位置，由周期性可知：
t=0.4n+0.1(s)（n=0，1，2，3……）
16、（计算类综合题）一列简谐波在t1＝0时刻的图像如图所示，此时波中质点M的运动方向沿y轴正方向，且t2＝0.45 s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求：
(1)此波向什么方向传播；(回答“向左”或“向右”)
(2)波速是多大；
(3)从t1＝0至t3＝1.1 s时间内波中质点N运动的路程和t3时刻的位移分别是多少。
【答案】(1)向右　 (2)2 m/s 　(3)110 cm　－2.5 cm
【解析】(1)分析题图，M点的运动方向沿y轴正方向。根据波动规律可知，波源振动，带动临近质点振动，先振动的质点带动后振动的质点，后振动的质点重复先振动的质点的运动情况，可知此波向右传播。
(2)在t2＝0.45 s时，质点M恰好第3次到达正向最大位移处。
根据时间关系可知，T＝0.45 s
解得周期T＝0.2 s
分析题图可知，波长λ＝0.4 m
根据波长、周期和波速的关系可知，
波速v＝＝2 m/s。
(3)在t1＝0至t3＝1.1 s这段时间内，质点N经过了5个周期
走过的路程s＝22×5 cm＝110 cm
t3时刻的位移为－2.5 cm。
17、（计算题）如图所示，S1、S2是两个同向的相干波源，相距4 m，激起两列相干波的波长为λ＝2 m，则在以S1、S2连线为半径、S2为圆心的圆周上共有几处振动最弱的点？
【解析】两列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象，其振动加强或减弱由两列波源到该点的距离差及波长决定。
当距离差Δx＝nλ(n＝0,1,2，…)时，振动增强。设圆周上某点P振动最弱。如图所示：
由干涉条件得
|S1P－S2P|＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)
而λ＝2 m，S2P＝4 m，S1P：0～8 m，分别代入后可得共有8处振动最弱的点。(注意是整个圆周上)。
【答案】8