高二物理（粤教版2019）选择性必修一第三章《机械波》真题重组（含解析）

/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
第三章 机械波--真题重组卷卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，1~6题只有一项符合题目要求，每小题4分，7~12题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高二下·广东广州·期末）汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　）
A．抵消声波频率应为
B．抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
C．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
D．汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
2．（2024·天津·高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是时该波的波形图，图2是处质点的振动图像。则时该波的波形图为（　　）
A． B．
C． D．
3．（2024·广东·高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为，时的波形如图所示。时，处的质点相对平衡位置的位移为（　　）
A．0 B． C． D．
4．（23-24高二下·浙江金华·期末）“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（ ）
A．向左， B．向左，
C．向右， D．向右，
5．（2024·江西·高考真题）如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是（ ）
A．振动减弱； B．振动加强；
C．振动减弱； D．振动加强；
6．（2024·湖南·高考真题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距，时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（ ）
A．波长为 B．波速为
C．时刻，B点速度为0 D．时刻，A点速度为0
7．（23-24高二上·广东深圳·期末）渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则（　　）
A．该波的波速为
B．该波沿轴负方向传播
C．时间内，质点P沿轴运动了
D．1个周期的时间内，质点P运动的路程为
8．（23-24高二上·广东梅州·期末）如图甲所示，一列简谐横波在均匀介质中沿直线向右传播，选取平衡位置在同一直线上的7个质点，相邻两质点间的距离均为，时该波传播到质点1，且质点1向下运动，时刻该波第一次出现如图乙所示的波形，则下列说法正确的是（　　）
A．该波的波长为
B．时刻质点2向上运动
C．该波的波速为
D．时刻质点5的速度为0
9．（2024·重庆·高考真题）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（ ）
A．最小波长
B．频率
C．最大波速
D．从该时刻开始2s内该质点运动的路程为
10．（2024·海南·高考真题）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中的声速为340m/s，水中声速为1450m/s，歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是（　　）
A．在水中传播频率会改变
B．由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s
C．在空气中波长为0.85m
D．在水中的波长为5m
11．（23-24高二下·河南南阳·期末）一列沿x轴方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s。如图所示，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置。下列说法正确的是（　　）
A．从此时刻起经过0.4s，b点可能在波谷位置
B．从此时刻起经过0.4s，b点可能在波峰位置
C．从此时刻起经过0.5s，b点可能在平衡位置
D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置
12．（23-24高二下·广东广州·期末）绽放激情和力量，升腾希望与梦想。如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色，舞动的绸带可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则（　　）
A．该波沿x轴负方向传播
B．内，质点Q沿x轴方向运动3m
C．该波传播速度为3m/s
D．时，质点P的加速度最大
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
13．（10分）（22-23高二上·广东深圳·期末）一游乐场的造浪池中，水面波平稳地以的速率向岸边传播。某同学在原地漂浮时，发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为，不考虑波在传播过程中的能量损失。
（1）求该波的频率；
（2）求该波的波长；
（3）若波浪的最高点比静水平面高，该同学会随着波浪上下浮动（可视为如图示的简谐运动），从第1个波峰通过开始计时，写出其位移随时间变化的表达式。
14．（12分）（23-24高二上·山东潍坊·期末）彩带舞是一种民间舞蹈艺术，每逢节日，人们跳起彩带舞，营造一种欢乐祥和的氛围。若某次抖动彩带形成的彩带波可看成简谐横波，彩带上有a、b两质点，两质点平衡位置间的距离为1.2m，a、b两质点振动图像分别如图甲、乙所示。求：
（1）该简谐横波的波长；
（2）若该简谐横波的传播速度为6m/s，通过计算判断该波的传播方向。
15．（13分）（23-24高二上·山东烟台·期末）一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于8cm。P和M是介质中平衡位置分别位于x=0和x=4cm处的两个质点，如图所示。t=0时开始观测，此时质点P的位移为，质点M处于平衡位置，此时两质点均向y轴正方向振动；时，质点P第一次到达波峰位置，时，质点M第一次到达波峰位置。求：
（1）简谐波的周期、波速和波长；
（2）质点P的位移随时间变化的关系式。
16.（17分）（22-23高二下·山东济南·期末）一列简谐横波沿x轴正负方向传播，时刻振源O开始振动，时x正半轴上形成的波形如图所示。M为平衡位置位于处的质点，N为平衡位置位于处的质点。
（1）在答题纸上画出时x负半轴上形成的波形；
（2）求从时刻开始，质点M在2s内运动的路程；
（3）求质点N第一次到达波谷的时刻。
答案和解析
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B C A D AD ABC BD BC
题号 11 12
答案 BD AC
1．C
【详解】A．抵消声波频率应为
故A错误；
BD．汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，频率需相同，故BD错误；
C．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故C正确；
故选C。
2．C
【详解】波的周期T=4s，因时，即在t=1s后再经过10s=2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。
故选C。
3．B
【详解】由图可知简谐波的波长为，所以周期为
当t=1s时，x=1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处，故相对平衡位置的位移为0.1m。
故选B。
4．C
【详解】由图可见向右圆的半径变小，根据最先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，所以蜻蜓向右飞行。由图可知相邻两圆的圆心距大于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度。
故选C。
5．A
【详解】根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
解得
两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
故选A。
6．D
【详解】A．如图根据题意可知
解得
故A错误；
B．波源的振动频率为
故波速为
故B错误；
C．质点的振动周期为，因为，故B点在运动到平衡位置，位移为0，速度最大，故C错误；
D．，故A点在运动到波峰，位移最大，速度为0，故D正确。
故选D。
7．AD
【详解】A．由图1和图2可知波长和周期分别为
，
则该波的波速为
故A正确；
B．由图2可知时质点P沿轴正方向振动，由图1根据波形平移法可知，该波沿轴正方向传播，故B错误；
C．质点P只会在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故C错误；
D．1个周期的时间内，质点P运动的路程为
故D正确。
故选AD。
8．ABC
【详解】A．由图乙可知
解得
故A正确；
B．由图乙，根据同侧法可知，时刻质点2向上运动，故B正确；
C．由图乙可知，时质点1振动，则有
解得
该波的波速为
故C正确；
D．由图乙可知，时刻质点5在平衡位置向下运动，速度最大，故D错误。
故选ABC。
9．BD
【详解】B．根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为3m米的质点的振动方程
y = sin（ωt＋φ）
带入点（0，）和（2，0）解得
，
可得
T = 2.4s，
故B正确；
A．在题图甲中标出位移为的质点
若波沿x轴正方向传播则为Q点，沿x轴负方向传播则为P点，则波长可能为
，即λ = 18m
或，即λ′ = 9m
故A错误；
C．根据，可得
v = 7.5m/s，v′ = 3.75m/s
故C错误；
D．根据题图乙计算该质点在2s内运动的路程为
故D正确。
故选BD。
10．BC
【详解】A．频率只与波源有关，故在水中传播频率不会改变，故A错误；
B．由空气传到湖对岸的时间为
由水传到湖对岸的时间为
故由空气和水传到湖对岸的时间差约为
故B正确；
C．在空气中的波长为
故C正确；
D．在水中的波长为
故D错误。
故选BC。
11．BD
【详解】第一种情况，如图所示
根据图像得
解得
再经0.4s，波移动的距离为
波向左传播时，波形向左移动0.8m，波峰在0.4m处，此时b点在波峰处；
波向右传播时，波形向右移动0.8m，波峰在0.8m处，此时b点在波谷与平衡位置之间；
再经0.5s，波移动的距离为
波向左传播时，波形向左移动1m，波峰在0.2m处，此时b点在波峰与平衡位置之间；
波向右传播时，波形向右移动1m，波峰在1m处，此时b点在波谷处；
第二种情况，如图所示
根据图像得
解得
再经0.4s，波移动的距离为
波向左传播时，波形向左移动0.2m，波峰在0.4m处，此时b点在波峰处；
波向右传播时，波形向右移动0.2m，波峰在0.2m处，此时b点在波谷与平衡位置之间；
再经0.5s，波向右移动的距离为
波向左传播时，波形向左移动0.4m，波峰在0.2m处，此时b点在波谷与平衡位置之间；
波向右传播时，波形向右移动0.4m，波峰在0.4m处，此时b点在波峰处；
波形向右移动0.4m，波峰在0.4m处，即b点在波峰处，
故选BD。
12．AC
【详解】A．从图并可看出时，质点P的振动方向沿轴负方向，根据“同侧法”由图乙可判断该波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．质点只能在平衡位置附近振动，不能随波移动，故B错误；
C．由图乙可知波长为，由图丙可知，周期为，则该波传播速度为
故C正确；
D．从图乙可看出，时，质点P在平衡位置，加速度为0，故D错误。
故选AC。
13．（1）；（2）3m；（3）或
【详解】（1）从第一个波峰到第十个波峰经历9个周期，时间间隔为，其振动周期为
则波的频率为
（2）该波的波长为
（3）根据简谐振动表达式
由题目条件得
，
从第1个波峰通过开始计时，其位移随时间变化的表达式为
或
14．（1）若波从a向b传播，则；若波从b向a传播，则（2）波由b向a传播
【详解】（1）若波从a向b传播，则在t=0时刻a向下振动，b在波谷，则
解得
若波从b向a传播，则在t=0时刻a向下振动，b在波谷，则
解得
（2）若该简谐横波的传播速度为6m/s，则波长
由
可知n=0，则波由b向a传播。
15．（1）T=3s，v=0.08m/s，λ=0.24m；（2）
【详解】（1）设振动周期为T。由于质点M在0到内由平衡位置第一次到达最大位移处，得
由此可知
T=3s
根据题意，波沿轴正向传播，且PM之间的距离小于半个波长，则波峰由P传播到M所用时间为
波速为
波长为
（2）设质点P的振动位移随时间的变化关系式为
又
把t=0，，，y=A代入上式可得
，A=10cm
所以
16．（1）；（2）300cm；（3）1.3s
【详解】（1）时x负半轴上形成的波形如下图所示

（2）由图可知
得
波的速度为
波传到M点的时间为
即
点M开始向上起振，在2s内振动经历的时间为1.5s，即为，质点M在2s内运动的路程为
（3）波传到N点的时间为
即
点M开始向上起振，第一次到达波谷还需时间为
则质点N第一次到达波谷的时刻为
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)