第三章《机械波》单元检测题-2020-2021学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册word版含答案

第三章《机械波》单元检测题
一、单选题(共15小题)
1.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．
如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B．
物体作机械振动，一定产生机械波
C．
波的传播速度即波源的振动速度
D．
波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定
2.2011年3月11日，日本发生9.0级大地震，并引发了海啸，造成了重大人员伤亡．此次地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4
km/s和9
km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示，在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5
s开始振动，则(　　)
A．P先开始振动，震源距地震仪约36
km
B．P先开始振动，震源距地震仪约25
km
C．H先开始振动，震源距地震仪约36
km
D．H先开始振动，震源距地震仪约25
km
3.声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中的传播速度，则当声音由空气传到钢轨中时(　　)
A．
频率变小，波长变大
B．
波长变小，频率变大
C．
频率不变，波长变大
D．
频率不变，波长变小
4.医生诊病时用一种俗称“B超”的仪器探测人体内脏的位置，发现可能的病变，这种仪器通过它的探头不断向人体发出短促的超声波(频率很高，人耳听不到的声波)脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界面时会反射回来，又被探头接收，这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，医生分析这些影像，做出医学诊断，这样的仪器使用超声波而不用普通的声波的原因是(　　)
A．
因为超声波波长更小，不容易发生衍射
B．
因为超声波波长更小，更容易发生衍射
C．
因为超声波波长更大，不容易发生衍射
D．
因为超声波波长更大，更容易发生衍射
5.如图所示，横波1沿BP方向传播，B点的振动图象如图甲所示，横波2沿CP方向传播，C点的振动图象如图乙所示，P与B相距40
cm，P与C相距50
cm，波速都为20
cm/s，两横波在P处相遇，两横波振动方向相同，P点振幅为(　　)
A．
70
cm
B．
50
cm
C．
10
cm
D．
35cm
6.公路上的雷达测速仪的工作原理是利用(　　)
A．
波的反射和多普勒效应
B．
波的干涉和多普勒效应
C．
波的干涉和波的反射
D．
波的反射和共振
7.如图所示，实线为简谐波在时刻t的图象，虚线为简谐波经Δt时间后的图象，则下列说法中正确的是(　　)
A．
这列简谐波一定沿x轴正向传播
B．
这列简谐波一定沿x轴负向传播
C．
实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a1位置
D．
实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a2的位置
8.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，下列关于所标质点的振动方向的描述正确的是(　　)
A．
质点a向上运动
B．
质点b向上运动
C．
质点c向上运动
D．
质点d向下运动
9.如图所示，在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝的宽度为0.5
cm，所用水波的波长为5
cm
，则下列衍射图样中正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
10.一列波遇到障碍物，发生反射，反射后它的(　　)
A．
只有波长不变
B．
只有波速不变
C．
只有频率不变
D．
波长、波速、频率均不发生变化
11.利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则(　　)
A．
图甲、乙均显示了波的干涉现象
B．
图甲、乙均显示了波的衍射现象
C．
图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象
D．
图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象
12.如图所示，甲图为一列简谐横波在t＝0
s时刻的波动图象，乙图为这列波上质点P的振动图象，则该波(　　)
A．
沿x轴负方传播，波速为0.8
m/s
B．
沿x轴正方传播，波速为0.8
m/s
C．
沿x轴负方传播，波速为5
m/s
D．
沿x轴正方传播，波速为5
m/s
13.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象，下列说法中正确的是(　　)
A．
该时刻a点和d点处的质点位移相同，加速度方向相反
B．
该时刻b点和c点处的质点位移相同，速度方向也相同
C．
质点b比质点c先回到平衡位置
D．
质点a比质点d先回到平衡位置
14.声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时(　　)
A．
频率变小，波长变大
B．
波长变小，频率变大
C．
频率不变，波长变大
D．
频率不变，波长变小
15.两列水波，S1、S2是相干波源，波峰用实线表示，波谷用虚线表示(如图所示)，以下说法正确的是(　　)
A．
振动加强的点是b、c
B．
振动加强的点是a、d
C．
振动加强的点是a、b、c、d
D．
经过一半周期，振动加强的点是b、c
二、填空题(共3小题)
16.(1)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比________
A．波速变大
B．波速不变
C．频率变高
D．频率不变
(2)用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2
250
m/s和1
500
m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的______倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时________(选填“容易”或者“不容易”)发生衍射．
17.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点a的起振时刻比质点b延迟了0.5
s，b和c之间的距离是5
m，下列说法正确的是________．
A．此列波的频率为1
Hz
B．此列波的波速为5
m/s
C．此时刻a、b质点之间的距离是2.5
m
D．从此时刻起，经过1.5
s质点c到达质点a位置
E．此列波的传播方向为沿x轴负方向传播
18.如图所示是沿绳向右传播的一列横波．
(1)说出B、D两质点的速度方向．
(2)______点正处于波峰，它此时具有最______(填“大”或“小”)的位移，最______(填“大”或“小”)的加速度，最______(填“大”或“小”)的速度．
(3)再经______，A第一次回到平衡位置．
三、简答题(共3小题)
19.如图所示为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由O点从左向右传播的图象，屏上每一小格长度为1
cm.在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示．因为显示屏的局部故障，造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)．此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t＝5.5
s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，则：
(1)此波的振幅为________cm，波长为________cm，波的周期为________s；
(2)t＝5.5
s时，质点C的位移；
(3)试画出振动刚传到C点时的波动图象．
20.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图所示，已知波的传播速率是16
m/s.
(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少；
(2)画出再经过0.125
s时的波形图象．
21.公路巡警开车在高速公路上以100
km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，警车接收到的电磁波的频率比发出时低．
(1)此现象属于________．
A．波的衍射
B．波的干涉
C．多普勒效应
D．波的反射
(2)若轿车以20
m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？
四、计算题(共3小题)
22.某物体发出的声音在空气中的波长为1
m，波速为340
m/s，在海水中的波长为4.5
m，此物体在海面上发出的声音经0.5
s听到回声，则海水深为多少米？
23.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的图象，图乙为平衡位置在1
m处的质点P从该时刻开始计时的振动图象，则
(1)波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播．
(2)求波速．
24.一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经过0.6
s，N点开始振动，
(1)则该波的波速等于多少？
(2)在此0.6
s内P点运动的路程是多少？
答案解析
1.【答案】D
【解析】振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，故A错误．
物体作机械振动，不一定产生机械波，还需要传播振动的介质，故B错误．
波在均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的，所以波的速度与振源的振动速度不同．波的传播速度与波源的振动速度无关，故C错误．
波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定，故D正确．
2.【答案】A
3.【答案】C
4.【答案】A
【解析】频率很高，超声波波长更小，不容易发生衍射，故A正确，B、C、D错误．
5.【答案】A
【解析】周期T＝1
s，波速为v＝0.2
m/s，故波长λ＝vT＝0.2
m/s×1
s＝0.2
m；PC－PB＝50
cm－40
cm＝10
cm＝0.1
m＝0.5λ，而t＝0时刻两波的振动方向相反，两横波振动方向相同，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为70
cm.
6.【答案】A
【解析】公路上的雷达测速仪的工作原理是利用波的反射和多普勒效应，A对．
7.【答案】D
【解析】经Δt时间后的波形可能是t时刻的波形向右平移(向右传播)得到的，也可能是向左平移(向左传播)得到的，根据题意无法判断，A、B错误；波上质点在平衡位置上下两侧振动，并不随波迁移，故C错误，D正确．
8.【答案】C
【解析】由波的传播方向知，波源在左侧，找a左侧邻近的a′点，由题图可知a′点在a点的下方，则a点向下运动，同理得b点的运动方向向下，c点、d点的运动方向都向上，故只有C正确．
9.【答案】C
【解析】因为d＝0.5
cm＜λ＝5
cm，会发生明显衍射．
10.【答案】D
【解析】波在发生反射时，入射波和反射波都在同一种介质中传播，所以入射波和反射波的波速相等，由惠更斯原理可知子波源的频率与波源的频率是相等的，故入射波和反射波的频率相等，从而二者的波长也是相等的．
11.【答案】D
【解析】由图可以看出，图甲是水波通过小孔的情况，属于波的衍射现象，图乙是两列波在传播过程中叠加形成的干涉图样，属于波的干涉现象，选项D正确．
12.【答案】D
【解析】t＝0时刻，质点向下振动，所以波沿x轴正方传播．波长2
m，周期0.4
s，波速为5
m/s.
13.【答案】D
【解析】题图时刻a、d两点位移相同，加速度相同，A错；根据“上坡下、下坡上”可以判断a、b两点向上运动，c、d两点向下运动，所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，C错，D对．
14.【答案】D
【解析】波在不同介质中传播时，频率保持不变．由v＝λf可知，若v减小，λ则减小，D正确．
15.【答案】B
【解析】a是波峰与波峰叠加，振动加强，d是波谷与波谷相遇，振动加强，而b、c均为波峰与波谷相遇，叠加消弱，为振动减弱的点，选项B正确，A、C均错误；随着时间的推移，加强点、减弱点的性质永远不变(加强的永远加强、减弱的永远减弱)，选项D错误．
16.【答案】(1)BC　(2)1.5　不容易
17.【答案】ABE
【解析】振动从b点传到a点，经历时间为0.5
s，则波沿x轴负向传播，b、c间距水平距离为5
m，则波长为5
m，a、b间水平距离为2.5
m，波速为v＝＝5
m/s，周期为1
s，选项A、B、E正确；此时刻，a、b的水平距离为2.5
m，C选项错误；质点不随波沿传播方向迁移，D选项错误．
18.【答案】(1)B点向下，D点向上　(2)C　大　大　小　(3)
19.【答案】(1)
5　　12　　2　
(2)5
cm　(3)
【解析】(1)由图象可以看出，此波的振幅为5
cm，波长为12
cm.由t＝0时刻的图象分析，t＝0时刻波只可能传到x＝18
cm处，因为OB间相差1.5λ，此时O点在平衡位置，如果传到了B，则B一定在平衡位置，而从露出的B点的情况看，B点还没有开始振动．A点振动传到B点用时T，由经2T＝5.5
s，B处恰好第三次出现波谷知，周期T＝2
s.
(2)再经t＝5.5
s，B处恰好第三次出现波谷，质点C位于波峰处，此时C的位移为5
cm.
(3)AC间距离为1λ，所以波传到C点时质点A处于波谷，波动图象如图所示．
20.【答案】(1)10
cm　
(2)
【解析】(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移大小是10
cm，因此振幅是10
cm.(2)再经0.125
s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125
m＝2
m，所以再经过0.125
s后的波形图象如图中的虚线所示．
21.【答案】C　偏高
【解析】(1)巡警车接收到的电磁波的频率比发出时低，此现象为多普勒效应．(2)若该轿车以20
m/s的速度行进，警车的速度为100
km/h，大于20
m/s，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应偏高．
22.【答案】382.5
m
【解析】本题是波的反射现象与v＝λf的综合应用，知道不同介质中同一列波的频率是定值为解决本题的关键，波的频率f＝，频率不变，解得f＝340
Hz，声音在海水中的传播速度为v水＝λ水f＝4.5×340＝1
530
m/s，海水的深度h＝v水·0.25
m＝1
530×0.25
m＝382.5
m.
23.【答案】(1)负　(2)10
m/s.
【解析】(1)由乙图知，t＝0时刻质点P振动方向向下；
在甲图上，由波形平移法可知，沿x轴的负方向传播；
(2)由甲、乙图分别读出，λ＝4
m，T＝0.4
s，则波速v＝＝10
m/s
24.【答案】(1)10
m/s　(2)2
m
【解析】(1)通过波传播的距离除以传播的时间求出波速．质点在一个周期内振动的路程为4A.波速v＝＝10
m/s.
(2)该波的波长λ＝4
m，则周期T＝＝0.4
s，一个周期内振动的路程为4A，波传播到P的时间t1＝＝0.2
s，所以在0.6内质点P振动的时间为0.4
s，即一个周期T，振动的路程为4A＝2
m.