2022春物理人教版2019选择性必修第一册第3章：机械波习题（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2022春物理人教版2019选择性必修第一册第3章：机械波习题（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-22 12:04:48 | ||
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文档简介
2022春物理人教版2019选择性必修第一册第3章：机械波习题附答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为 s，②频率为104 Hz，③波长为10 m．它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( )
A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以
2、一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是( )
A．波中各个质点都在由西向东运动
B．波中的各个质点一定沿水平方向振动
C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动
D．以上说法都错误
3、(多选)一列简谐波在某时刻的波形如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．此列波的振幅是0.1 m
B．x＝15 m处质点的位移是0.1 m
C．若A质点的速度沿y轴正方向，则B质点的速度也沿y轴正方向
D．A质点的加速度沿y轴负方向，B、C两质点的加速度沿y轴正方向
4、一简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为λ。若在x=0处质点的振动图像如图所示,则该波在t=时刻的波形为( )
5、一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )
A．声波频率不变，波长变短 B．声波频率不变，波长变长
C．声波频率变小，波长变长 D．声波频率变大，波长不变
6、物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是( )
A．天线发出的两种无线电波必须一样强
B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
7、（双选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和－x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴．某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰．a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点．下列判断正确的是( )
A．质点a的振幅为2A
B．质点b始终静止不动
C．图示时刻质点c的位移为0
D．图示时刻质点d的振动方向沿－y轴
8、如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端，形成沿绳向右传播的一列机械波，则下列说法中错误的是( )
A．在图上速度最大的点是第3点与第7点
B．除第1点外，加速度最大的点是第5点
C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同
D．各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
9、(双选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2 s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是( )
A．波沿x轴负方向传播，且波速为10 m/s
B．若某时刻N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反
D．从图示位置开始计时，在3 s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y＝－10 cm
10、图甲为一简谐横波在t＝0时刻的波形图像，图乙为该横波中x＝3 m处质点A的振动图像，则下列说法正确的是( )
A．波的传播方向沿x轴正方向
B．波的传播速度大小为1 cm/s
C．在t＝2.0 s时刻，图甲中x＝4 m处质点B的振动加速度大小为0
D．若该波遇到尺寸大小为1 m的障碍物或孔时，该波会发生明显的衍射现象
11、（双选）站在火车站台上的旅客听到火车笛声的音调(频率)变化情况是( )
A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变低
B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变高
C．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变低
D．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变高
12、如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长．下列说法正确的是( )
A．波通过孔A，发生明显的衍射现象
B．波通过孔B，不发生衍射现象
C．波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D．波遇到障碍物D，不发生衍射现象
二、填空含实验题。
13、(1)如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图,a在正向最大位移处,b恰好处在平衡位置,经过Δt=的时间,关于a、b两个质点所通过的路程的关系,下列说法正确的是( )
A.sa=sb B.sasb D.以上三种情况都有可能
(2)一列横波在某时刻的波形图如图所示,质点a的运动方向向下,则波的传播方向向 ,在此时刻运动方向向上的质点有 ,加速度方向向下的质点有 。
14、如图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是________图．
三、简答题。
15、细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波．在细绳上选取15个点，图中甲为t＝0时刻各点所处的位置，乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)．在丙中画出t＝时刻的波形图。
四、解答类题。
16、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻开始计时，已知质点P振动周期为0.5 s.
(1)判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向；
(2)经过多长时间x＝11 m处的质点Q第二次到达波峰？
(3)若取质点Q开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点Q的振动图像．
17、（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.
18、（计算题）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5 cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4 cm，质点A处于波峰位置；t＝ s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1 s时，质点A第一次回到平衡位置．求：
(1)简谐波的周期、波速和波长；
(2)质点O的位移随时间变化的关系式．
2022春物理人教版2019选择性必修第一册第3章：机械波习题附答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为 s，②频率为104 Hz，③波长为10 m．它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( )
A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以
【答案】C
2、一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是( )
A．波中各个质点都在由西向东运动
B．波中的各个质点一定沿水平方向振动
C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动
D．以上说法都错误
【答案】D
3、(多选)一列简谐波在某时刻的波形如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．此列波的振幅是0.1 m
B．x＝15 m处质点的位移是0.1 m
C．若A质点的速度沿y轴正方向，则B质点的速度也沿y轴正方向
D．A质点的加速度沿y轴负方向，B、C两质点的加速度沿y轴正方向
【答案】ACD
4、一简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为λ。若在x=0处质点的振动图像如图所示,则该波在t=时刻的波形为( )
【答案】A
5、一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )
A．声波频率不变，波长变短 B．声波频率不变，波长变长
C．声波频率变小，波长变长 D．声波频率变大，波长不变
【答案】B
6、物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是( )
A．天线发出的两种无线电波必须一样强
B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
【答案】C
7、（双选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和－x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴．某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰．a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点．下列判断正确的是( )
A．质点a的振幅为2A
B．质点b始终静止不动
C．图示时刻质点c的位移为0
D．图示时刻质点d的振动方向沿－y轴
【答案】CD
8、如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端，形成沿绳向右传播的一列机械波，则下列说法中错误的是( )
A．在图上速度最大的点是第3点与第7点
B．除第1点外，加速度最大的点是第5点
C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同
D．各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
【答案】C
9、(双选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2 s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是( )
A．波沿x轴负方向传播，且波速为10 m/s
B．若某时刻N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反
D．从图示位置开始计时，在3 s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y＝－10 cm
【答案】BD
10、图甲为一简谐横波在t＝0时刻的波形图像，图乙为该横波中x＝3 m处质点A的振动图像，则下列说法正确的是( )
A．波的传播方向沿x轴正方向
B．波的传播速度大小为1 cm/s
C．在t＝2.0 s时刻，图甲中x＝4 m处质点B的振动加速度大小为0
D．若该波遇到尺寸大小为1 m的障碍物或孔时，该波会发生明显的衍射现象
【答案】D
11、（双选）站在火车站台上的旅客听到火车笛声的音调(频率)变化情况是( )
A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变低
B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变高
C．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变低
D．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变高
【答案】AC
12、如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长．下列说法正确的是( )
A．波通过孔A，发生明显的衍射现象
B．波通过孔B，不发生衍射现象
C．波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D．波遇到障碍物D，不发生衍射现象
【答案】A
二、填空含实验题。
13、(1)如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图,a在正向最大位移处,b恰好处在平衡位置,经过Δt=的时间,关于a、b两个质点所通过的路程的关系,下列说法正确的是( )
A.sa=sb B.sasb D.以上三种情况都有可能
(2)一列横波在某时刻的波形图如图所示,质点a的运动方向向下,则波的传播方向向 ,在此时刻运动方向向上的质点有 ,加速度方向向下的质点有 。
【答案】(1)B (2)x轴负方向 c、d、e e
【解析】(1)根据波的形成和传播规律可知,图中时刻质点b正向上运动,在Δt=时间内,<,因此sa(2)由“带动法”或“微平移法”可知波沿x轴负方向传播;根据波的形成过程中质点的带动特点,可以判断a、b、c、d、e质点的运动方向分别是向下、向下、向上、向上、向上,所以,运动方向向上的质点是c、d、e;位移为正时,加速度为负,即加速度方向向下的质点是e。
14、如图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是________图．
【答案】干涉 C
【解析】题图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显．当孔缝的宽度相同，波长越大时越容易发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，由v＝λf知，C的频率最大．
三、简答题。
15、细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波．在细绳上选取15个点，图中甲为t＝0时刻各点所处的位置，乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)．在丙中画出t＝时刻的波形图。
【答案】机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在t＝时刻第4个质点才开始振动，则在t＝T时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了的时间回到了自己的平衡位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示．
四、解答类题。
16、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻开始计时，已知质点P振动周期为0.5 s.
(1)判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向；
(2)经过多长时间x＝11 m处的质点Q第二次到达波峰？
(3)若取质点Q开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点Q的振动图像．
【答案】(1)沿y轴正方向 沿y轴正方向 (2)1.875 s (3)见解析
【解析】(1)波沿x轴正方向传播，根据波动规律可知，质点P沿y轴正方向振动，加速度沿y轴正方向．
(2)波长λ＝4 m，周期T＝0.5 s，则波速v＝＝8 m/s，振动传播到Q点的时间为1 s，质点Q第二次到达波峰经历了1个周期为0.875 s，共1.875 s.
(3)质点Q起振方向向下，振动图像如图所示：
17、（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
18、（计算题）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5 cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4 cm，质点A处于波峰位置；t＝ s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1 s时，质点A第一次回到平衡位置．求：
(1)简谐波的周期、波速和波长；
(2)质点O的位移随时间变化的关系式．
【答案】(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm
(2)y＝0.08cos(＋) m或y＝0.08sin(＋) m
【解析】(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知
T＝4 s ①
由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t＝ s时回到平衡位置，而A在t＝1 s时回到平衡位置，时间相差 s．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v＝7.5 cm/s ②
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长
λ＝30 cm. ③
(2)设质点O的位移随时间变化的关系为
y＝Acos ④
将①式及题给条件代入上式得⑤
解得φ0＝，A＝8 cm⑥
质点O的位移随时间变化的关系式为
y＝0.08cos m⑦
或y＝0.08sin m。
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为 s，②频率为104 Hz，③波长为10 m．它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( )
A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以
2、一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是( )
A．波中各个质点都在由西向东运动
B．波中的各个质点一定沿水平方向振动
C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动
D．以上说法都错误
3、(多选)一列简谐波在某时刻的波形如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．此列波的振幅是0.1 m
B．x＝15 m处质点的位移是0.1 m
C．若A质点的速度沿y轴正方向，则B质点的速度也沿y轴正方向
D．A质点的加速度沿y轴负方向，B、C两质点的加速度沿y轴正方向
4、一简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为λ。若在x=0处质点的振动图像如图所示,则该波在t=时刻的波形为( )
5、一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )
A．声波频率不变，波长变短 B．声波频率不变，波长变长
C．声波频率变小，波长变长 D．声波频率变大，波长不变
6、物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是( )
A．天线发出的两种无线电波必须一样强
B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
7、（双选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和－x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴．某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰．a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点．下列判断正确的是( )
A．质点a的振幅为2A
B．质点b始终静止不动
C．图示时刻质点c的位移为0
D．图示时刻质点d的振动方向沿－y轴
8、如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端，形成沿绳向右传播的一列机械波，则下列说法中错误的是( )
A．在图上速度最大的点是第3点与第7点
B．除第1点外，加速度最大的点是第5点
C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同
D．各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
9、(双选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2 s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是( )
A．波沿x轴负方向传播，且波速为10 m/s
B．若某时刻N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反
D．从图示位置开始计时，在3 s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y＝－10 cm
10、图甲为一简谐横波在t＝0时刻的波形图像，图乙为该横波中x＝3 m处质点A的振动图像，则下列说法正确的是( )
A．波的传播方向沿x轴正方向
B．波的传播速度大小为1 cm/s
C．在t＝2.0 s时刻，图甲中x＝4 m处质点B的振动加速度大小为0
D．若该波遇到尺寸大小为1 m的障碍物或孔时，该波会发生明显的衍射现象
11、（双选）站在火车站台上的旅客听到火车笛声的音调(频率)变化情况是( )
A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变低
B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变高
C．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变低
D．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变高
12、如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长．下列说法正确的是( )
A．波通过孔A，发生明显的衍射现象
B．波通过孔B，不发生衍射现象
C．波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D．波遇到障碍物D，不发生衍射现象
二、填空含实验题。
13、(1)如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图,a在正向最大位移处,b恰好处在平衡位置,经过Δt=的时间,关于a、b两个质点所通过的路程的关系,下列说法正确的是( )
A.sa=sb B.sa
(2)一列横波在某时刻的波形图如图所示,质点a的运动方向向下,则波的传播方向向 ,在此时刻运动方向向上的质点有 ,加速度方向向下的质点有 。
14、如图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是________图．
三、简答题。
15、细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波．在细绳上选取15个点，图中甲为t＝0时刻各点所处的位置，乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)．在丙中画出t＝时刻的波形图。
四、解答类题。
16、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻开始计时，已知质点P振动周期为0.5 s.
(1)判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向；
(2)经过多长时间x＝11 m处的质点Q第二次到达波峰？
(3)若取质点Q开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点Q的振动图像．
17、（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.
18、（计算题）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5 cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4 cm，质点A处于波峰位置；t＝ s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1 s时，质点A第一次回到平衡位置．求：
(1)简谐波的周期、波速和波长；
(2)质点O的位移随时间变化的关系式．
2022春物理人教版2019选择性必修第一册第3章：机械波习题附答案
人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波
一、选择题。
1、已知空气中的声速为340 m/s.现有几种声波：①周期为 s，②频率为104 Hz，③波长为10 m．它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是( )
A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以
【答案】C
2、一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是( )
A．波中各个质点都在由西向东运动
B．波中的各个质点一定沿水平方向振动
C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动
D．以上说法都错误
【答案】D
3、(多选)一列简谐波在某时刻的波形如图所示，则下列说法中正确的是( )
A．此列波的振幅是0.1 m
B．x＝15 m处质点的位移是0.1 m
C．若A质点的速度沿y轴正方向，则B质点的速度也沿y轴正方向
D．A质点的加速度沿y轴负方向，B、C两质点的加速度沿y轴正方向
【答案】ACD
4、一简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为λ。若在x=0处质点的振动图像如图所示,则该波在t=时刻的波形为( )
【答案】A
5、一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )
A．声波频率不变，波长变短 B．声波频率不变，波长变长
C．声波频率变小，波长变长 D．声波频率变大，波长不变
【答案】B
6、物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是( )
A．天线发出的两种无线电波必须一样强
B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉
C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定
D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
【答案】C
7、（双选）两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和－x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴．某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰．a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点．下列判断正确的是( )
A．质点a的振幅为2A
B．质点b始终静止不动
C．图示时刻质点c的位移为0
D．图示时刻质点d的振动方向沿－y轴
【答案】CD
8、如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端，形成沿绳向右传播的一列机械波，则下列说法中错误的是( )
A．在图上速度最大的点是第3点与第7点
B．除第1点外，加速度最大的点是第5点
C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同
D．各个点振动的周期都与振源振动的周期一样
【答案】C
9、(双选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2 s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是( )
A．波沿x轴负方向传播，且波速为10 m/s
B．若某时刻N质点到达波谷处，则Q质点一定到达波峰处
C．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反
D．从图示位置开始计时，在3 s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y＝－10 cm
【答案】BD
10、图甲为一简谐横波在t＝0时刻的波形图像，图乙为该横波中x＝3 m处质点A的振动图像，则下列说法正确的是( )
A．波的传播方向沿x轴正方向
B．波的传播速度大小为1 cm/s
C．在t＝2.0 s时刻，图甲中x＝4 m处质点B的振动加速度大小为0
D．若该波遇到尺寸大小为1 m的障碍物或孔时，该波会发生明显的衍射现象
【答案】D
11、（双选）站在火车站台上的旅客听到火车笛声的音调(频率)变化情况是( )
A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变低
B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调逐渐变高
C．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变低
D．当火车加速离站时，鸣笛声的音调逐渐变高
【答案】AC
12、如图所示为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长．下列说法正确的是( )
A．波通过孔A，发生明显的衍射现象
B．波通过孔B，不发生衍射现象
C．波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D．波遇到障碍物D，不发生衍射现象
【答案】A
二、填空含实验题。
13、(1)如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图,a在正向最大位移处,b恰好处在平衡位置,经过Δt=的时间,关于a、b两个质点所通过的路程的关系,下列说法正确的是( )
A.sa=sb B.sa
(2)一列横波在某时刻的波形图如图所示,质点a的运动方向向下,则波的传播方向向 ,在此时刻运动方向向上的质点有 ,加速度方向向下的质点有 。
【答案】(1)B (2)x轴负方向 c、d、e e
【解析】(1)根据波的形成和传播规律可知,图中时刻质点b正向上运动,在Δt=时间内,<,因此sa
14、如图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是________图．
【答案】干涉 C
【解析】题图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显．当孔缝的宽度相同，波长越大时越容易发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，由v＝λf知，C的频率最大．
三、简答题。
15、细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波．在细绳上选取15个点，图中甲为t＝0时刻各点所处的位置，乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)．在丙中画出t＝时刻的波形图。
【答案】机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在t＝时刻第4个质点才开始振动，则在t＝T时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了的时间回到了自己的平衡位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示．
四、解答类题。
16、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻开始计时，已知质点P振动周期为0.5 s.
(1)判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向；
(2)经过多长时间x＝11 m处的质点Q第二次到达波峰？
(3)若取质点Q开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点Q的振动图像．
【答案】(1)沿y轴正方向 沿y轴正方向 (2)1.875 s (3)见解析
【解析】(1)波沿x轴正方向传播，根据波动规律可知，质点P沿y轴正方向振动，加速度沿y轴正方向．
(2)波长λ＝4 m，周期T＝0.5 s，则波速v＝＝8 m/s，振动传播到Q点的时间为1 s，质点Q第二次到达波峰经历了1个周期为0.875 s，共1.875 s.
(3)质点Q起振方向向下，振动图像如图所示：
17、（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
18、（计算题）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5 cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4 cm，质点A处于波峰位置；t＝ s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1 s时，质点A第一次回到平衡位置．求：
(1)简谐波的周期、波速和波长；
(2)质点O的位移随时间变化的关系式．
【答案】(1)4 s 7.5 cm/s 30 cm
(2)y＝0.08cos(＋) m或y＝0.08sin(＋) m
【解析】(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知
T＝4 s ①
由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t＝ s时回到平衡位置，而A在t＝1 s时回到平衡位置，时间相差 s．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v＝7.5 cm/s ②
利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长
λ＝30 cm. ③
(2)设质点O的位移随时间变化的关系为
y＝Acos ④
将①式及题给条件代入上式得⑤
解得φ0＝，A＝8 cm⑥
质点O的位移随时间变化的关系式为
y＝0.08cos m⑦
或y＝0.08sin m。