2022春物理人教版2019选择性第一册第3章：机械波练习题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2022春物理人教版2019选择性第一册第3章：机械波练习题（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 489.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-05 12:18:51 | ||
图片预览
文档简介
2022春物理人教版2019选择性第一册第3章：机械波练习题含答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图甲所示．振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图乙所示．则该波的周期T、波速v分别是( )
A.， B.t， C．t， D.t，
2、(双选)一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知( )
A．该波沿x轴正方向传播
B．c正向上运动
C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置
D．该时刻以后，b比c先到达距离平衡位置最远处
3、(双选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1 m/s.则这段时间可能是( )
A．1 s B．2 s C．3 s D．4 s
4、(双选)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动,t0时刻,向右传播的波形如图所示,向左传播的波形未画出。下列说法正确的是( )
A.t0时刻,x=1 m处的质点运动方向向上
B.t0时刻,x=-2 m处的质点运动方向向上
C.t0+0.175 s时刻,x=-1 m处的质点处在波谷位置
D.t0-0.025 s时刻,x=1 m处的质点处在波峰位置
5、(双选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( )
A．增大小孔尺寸 B．减小小孔尺寸
C．增大水波频率 D．减小水波频率
6、1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化，并且做出了解释．人们把这种现象叫作多普勒效应．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用．装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方，向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上．下列说法正确的是( )
A．当车辆驶向监视器时，监视器发射的超声波频率变大
B．当车辆驶向监视器时，监视器接收到的超声波频率比发射出时小
C．车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多
D．超声波能发生多普勒效应，光波也能发生多普勒效应
7、如图中坐标原点处的质点O为一简谐横波波源，当t＝0时，质点O开始从平衡位置振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1～2 m之间，Q质点的平衡位置在2～3 m之间．t1＝2 s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则( )
A．波源的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向下
B．当t2＝5 s时刻，－4 m和4 m两处的质点会分别沿波的传播方向传到－0.3 m和0.3 m的位置
C．t＝2.5 s时刻，P、Q两质点的位移、加速度、速度、振幅一定相同
D．如果此波是从密度小的介质中传到密度大的介质中，则波的频率将变大
8、(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
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．图中所有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的时间总是比质点7通过相同位置时落后
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，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
9、下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是( )
10、如图所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( )
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述选项均不对
11、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，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为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回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，接收到的回波的频率为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′12、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2 m和xb＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像．下列说法正确的是( )
A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s
B．质点a经4 s振动的路程为4 m
C．此时刻质点a的速度沿＋y方向
D．质点a在t＝2 s时速度为零
二、简答题。
13、如图所示是一列横波t0时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：
(1)该时刻加速度最大的质点有哪些？
(2)速度最大的质点有哪些？
(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？
(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？
三、填空题。
14、生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．测速雷达向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差(f接收－f发出)就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间的关系为f接收＝f发出，式中c是真空中的光速，若f发出＝2×109 Hz，f接收－f发出＝400 Hz，可知被测车辆的速度大小为 m/s。
四、计算类题。
15、（计算类综合题）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
16、（计算题）如图所示为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷．设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者在1 s内接收到多少个完整波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒至少要运动多少米？
17、（计算类综合题）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5 Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10 m/s.求：
(1)质点P、O开始振动的时刻之差；
(2)再经过半个周期后，两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标．
2022春物理人教版2019选择性第一册第3章：机械波练习题含答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图甲所示．振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图乙所示．则该波的周期T、波速v分别是( )
A.， B.t， C．t， D.t，
【答案】A
2、(双选)一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知( )
A．该波沿x轴正方向传播
B．c正向上运动
C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置
D．该时刻以后，b比c先到达距离平衡位置最远处
【答案】AC
3、(双选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1 m/s.则这段时间可能是( )
A．1 s B．2 s C．3 s D．4 s
【答案】AC
4、(双选)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动,t0时刻,向右传播的波形如图所示,向左传播的波形未画出。下列说法正确的是( )
A.t0时刻,x=1 m处的质点运动方向向上
B.t0时刻,x=-2 m处的质点运动方向向上
C.t0+0.175 s时刻,x=-1 m处的质点处在波谷位置
D.t0-0.025 s时刻,x=1 m处的质点处在波峰位置
【答案】AC
5、(双选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( )
A．增大小孔尺寸 B．减小小孔尺寸
C．增大水波频率 D．减小水波频率
【答案】BD
6、1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化，并且做出了解释．人们把这种现象叫作多普勒效应．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用．装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方，向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上．下列说法正确的是( )
A．当车辆驶向监视器时，监视器发射的超声波频率变大
B．当车辆驶向监视器时，监视器接收到的超声波频率比发射出时小
C．车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多
D．超声波能发生多普勒效应，光波也能发生多普勒效应
【答案】D
7、如图中坐标原点处的质点O为一简谐横波波源，当t＝0时，质点O开始从平衡位置振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1～2 m之间，Q质点的平衡位置在2～3 m之间．t1＝2 s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则( )
A．波源的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向下
B．当t2＝5 s时刻，－4 m和4 m两处的质点会分别沿波的传播方向传到－0.3 m和0.3 m的位置
C．t＝2.5 s时刻，P、Q两质点的位移、加速度、速度、振幅一定相同
D．如果此波是从密度小的介质中传到密度大的介质中，则波的频率将变大
【答案】A
8、(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
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．图中所有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的时间总是比质点7通过相同位置时落后
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，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
【答案】ACD
9、下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是( )
【答案】C
10、如图所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( )
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述选项均不对
【答案】B
11、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，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为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回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，接收到的回波的频率为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
12、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2 m和xb＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像．下列说法正确的是( )
A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s
B．质点a经4 s振动的路程为4 m
C．此时刻质点a的速度沿＋y方向
D．质点a在t＝2 s时速度为零
【答案】D
二、简答题。
13、如图所示是一列横波t0时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：
(1)该时刻加速度最大的质点有哪些？
(2)速度最大的质点有哪些？
(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？
(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？
【答案】(1)加速度最大的质点一定是位移最大的质点，所以该时刻质点2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同．
(2)该波是简谐波，质点做简谐运动，因此处在平衡位置的质点速度最大，分别是质点0、4、8、12、16.
(3)该时刻具有相同振动方向的质点是0、1、7、8、9、15、16.与上述质点振动方向相反的质点是3、4、5、11、12、13.其规律：从波形图上看相同增减性的单调区间上各质点的振动方向相同，相邻的单调区间上质点的振动方向相反．
(4)如果该波沿x轴负方向传播，则质点3的速度方向向下．因为位移方向是y轴正方向，其加速度方向沿y轴负方向，由牛顿第二定律知，质点3受到周围质点作用的合外力沿y轴负方向．
三、填空题。
14、生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．测速雷达向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差(f接收－f发出)就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间的关系为f接收＝f发出，式中c是真空中的光速，若f发出＝2×109 Hz，f接收－f发出＝400 Hz，可知被测车辆的速度大小为 m/s。
【答案】30
四、计算类题。
15、（计算类综合题）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
【答案】(1)见解析 (2)3 000 m
【解析】(1)如图所示：
(2)由波形图读出波长λ＝15×10－3 m，
由波速公式得v＝fλ， ①
鱼群与渔船的距离为x＝vt， ②
联立①②式，代入数据得x＝3 000 m。
16、（计算题）如图所示为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷．设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者在1 s内接收到多少个完整波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒至少要运动多少米？
【答案】19个 340 m
解析：观察者在单位时间内接收到的完整波的个数就等于观察者接收到的频率．如果观察者不动，则1 s内观察者接收的完整波的个数应为20个．然而在观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完整波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完整波．要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰或波谷一起运动并远离波源．由s＝vt得s＝340×1 m＝340 m，即观察者每秒至少要远离波源运动340 m。
17、（计算类综合题）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5 Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10 m/s.求：
(1)质点P、O开始振动的时刻之差；
(2)再经过半个周期后，两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标．
【答案】(1)0.05 s (2)两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：1 m、2 m、3 m、4 m、5 m．合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m。
【解析】(1)该波的周期为T＝＝ s＝0.2 s，
由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为Δt＝＝0.05 s；
(2)该波的波长为λ＝vT＝10×0.2 m＝2 m，根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：1 m、2 m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m。
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图甲所示．振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图乙所示．则该波的周期T、波速v分别是( )
A.， B.t， C．t， D.t，
2、(双选)一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知( )
A．该波沿x轴正方向传播
B．c正向上运动
C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置
D．该时刻以后，b比c先到达距离平衡位置最远处
3、(双选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1 m/s.则这段时间可能是( )
A．1 s B．2 s C．3 s D．4 s
4、(双选)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动,t0时刻,向右传播的波形如图所示,向左传播的波形未画出。下列说法正确的是( )
A.t0时刻,x=1 m处的质点运动方向向上
B.t0时刻,x=-2 m处的质点运动方向向上
C.t0+0.175 s时刻,x=-1 m处的质点处在波谷位置
D.t0-0.025 s时刻,x=1 m处的质点处在波峰位置
5、(双选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( )
A．增大小孔尺寸 B．减小小孔尺寸
C．增大水波频率 D．减小水波频率
6、1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化，并且做出了解释．人们把这种现象叫作多普勒效应．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用．装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方，向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上．下列说法正确的是( )
A．当车辆驶向监视器时，监视器发射的超声波频率变大
B．当车辆驶向监视器时，监视器接收到的超声波频率比发射出时小
C．车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多
D．超声波能发生多普勒效应，光波也能发生多普勒效应
7、如图中坐标原点处的质点O为一简谐横波波源，当t＝0时，质点O开始从平衡位置振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1～2 m之间，Q质点的平衡位置在2～3 m之间．t1＝2 s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则( )
A．波源的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向下
B．当t2＝5 s时刻，－4 m和4 m两处的质点会分别沿波的传播方向传到－0.3 m和0.3 m的位置
C．t＝2.5 s时刻，P、Q两质点的位移、加速度、速度、振幅一定相同
D．如果此波是从密度小的介质中传到密度大的介质中，则波的频率将变大
8、(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
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．图中所有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的时间总是比质点7通过相同位置时落后
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，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
9、下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是( )
10、如图所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( )
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述选项均不对
11、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，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为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回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，接收到的回波的频率为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′
A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s
B．质点a经4 s振动的路程为4 m
C．此时刻质点a的速度沿＋y方向
D．质点a在t＝2 s时速度为零
二、简答题。
13、如图所示是一列横波t0时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：
(1)该时刻加速度最大的质点有哪些？
(2)速度最大的质点有哪些？
(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？
(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？
三、填空题。
14、生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．测速雷达向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差(f接收－f发出)就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间的关系为f接收＝f发出，式中c是真空中的光速，若f发出＝2×109 Hz，f接收－f发出＝400 Hz，可知被测车辆的速度大小为 m/s。
四、计算类题。
15、（计算类综合题）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
16、（计算题）如图所示为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷．设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者在1 s内接收到多少个完整波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒至少要运动多少米？
17、（计算类综合题）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5 Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10 m/s.求：
(1)质点P、O开始振动的时刻之差；
(2)再经过半个周期后，两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标．
2022春物理人教版2019选择性第一册第3章：机械波练习题含答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图甲所示．振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图乙所示．则该波的周期T、波速v分别是( )
A.， B.t， C．t， D.t，
【答案】A
2、(双选)一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知( )
A．该波沿x轴正方向传播
B．c正向上运动
C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置
D．该时刻以后，b比c先到达距离平衡位置最远处
【答案】AC
3、(双选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1 m/s.则这段时间可能是( )
A．1 s B．2 s C．3 s D．4 s
【答案】AC
4、(双选)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动,t0时刻,向右传播的波形如图所示,向左传播的波形未画出。下列说法正确的是( )
A.t0时刻,x=1 m处的质点运动方向向上
B.t0时刻,x=-2 m处的质点运动方向向上
C.t0+0.175 s时刻,x=-1 m处的质点处在波谷位置
D.t0-0.025 s时刻,x=1 m处的质点处在波峰位置
【答案】AC
5、(双选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是( )
A．增大小孔尺寸 B．减小小孔尺寸
C．增大水波频率 D．减小水波频率
【答案】BD
6、1842年，奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化，并且做出了解释．人们把这种现象叫作多普勒效应．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用．装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方，向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上．下列说法正确的是( )
A．当车辆驶向监视器时，监视器发射的超声波频率变大
B．当车辆驶向监视器时，监视器接收到的超声波频率比发射出时小
C．车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多
D．超声波能发生多普勒效应，光波也能发生多普勒效应
【答案】D
7、如图中坐标原点处的质点O为一简谐横波波源，当t＝0时，质点O开始从平衡位置振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1～2 m之间，Q质点的平衡位置在2～3 m之间．t1＝2 s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则( )
A．波源的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向下
B．当t2＝5 s时刻，－4 m和4 m两处的质点会分别沿波的传播方向传到－0.3 m和0.3 m的位置
C．t＝2.5 s时刻，P、Q两质点的位移、加速度、速度、振幅一定相同
D．如果此波是从密度小的介质中传到密度大的介质中，则波的频率将变大
【答案】A
8、(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
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．图中所有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的时间总是比质点7通过相同位置时落后
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，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
【答案】ACD
9、下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是( )
【答案】C
10、如图所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于( )
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．上述选项均不对
【答案】B
11、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，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为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回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，接收到的回波的频率为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′
12、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2 m和xb＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像．下列说法正确的是( )
A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s
B．质点a经4 s振动的路程为4 m
C．此时刻质点a的速度沿＋y方向
D．质点a在t＝2 s时速度为零
【答案】D
二、简答题。
13、如图所示是一列横波t0时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：
(1)该时刻加速度最大的质点有哪些？
(2)速度最大的质点有哪些？
(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？
(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？
【答案】(1)加速度最大的质点一定是位移最大的质点，所以该时刻质点2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同．
(2)该波是简谐波，质点做简谐运动，因此处在平衡位置的质点速度最大，分别是质点0、4、8、12、16.
(3)该时刻具有相同振动方向的质点是0、1、7、8、9、15、16.与上述质点振动方向相反的质点是3、4、5、11、12、13.其规律：从波形图上看相同增减性的单调区间上各质点的振动方向相同，相邻的单调区间上质点的振动方向相反．
(4)如果该波沿x轴负方向传播，则质点3的速度方向向下．因为位移方向是y轴正方向，其加速度方向沿y轴负方向，由牛顿第二定律知，质点3受到周围质点作用的合外力沿y轴负方向．
三、填空题。
14、生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．测速雷达向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差(f接收－f发出)就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间的关系为f接收＝f发出，式中c是真空中的光速，若f发出＝2×109 Hz，f接收－f发出＝400 Hz，可知被测车辆的速度大小为 m/s。
【答案】30
四、计算类题。
15、（计算类综合题）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
【答案】(1)见解析 (2)3 000 m
【解析】(1)如图所示：
(2)由波形图读出波长λ＝15×10－3 m，
由波速公式得v＝fλ， ①
鱼群与渔船的距离为x＝vt， ②
联立①②式，代入数据得x＝3 000 m。
16、（计算题）如图所示为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷．设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者在1 s内接收到多少个完整波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒至少要运动多少米？
【答案】19个 340 m
解析：观察者在单位时间内接收到的完整波的个数就等于观察者接收到的频率．如果观察者不动，则1 s内观察者接收的完整波的个数应为20个．然而在观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完整波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完整波．要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰或波谷一起运动并远离波源．由s＝vt得s＝340×1 m＝340 m，即观察者每秒至少要远离波源运动340 m。
17、（计算类综合题）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5 Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10 m/s.求：
(1)质点P、O开始振动的时刻之差；
(2)再经过半个周期后，两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标．
【答案】(1)0.05 s (2)两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：1 m、2 m、3 m、4 m、5 m．合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m。
【解析】(1)该波的周期为T＝＝ s＝0.2 s，
由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为Δt＝＝0.05 s；
(2)该波的波长为λ＝vT＝10×0.2 m＝2 m，根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x＝1 m和x＝5 m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：1 m、2 m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m。