第3章《机械波》单元测试卷-2021-2022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3章《机械波》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示，水平方向上有一列从A向B传播的简谐横波，波速为v，A、B是平衡位置相距为x(小于一个波长)的两个质点，在t＝0时，A质点通过其平衡位置竖直向上运动，B质点位于平衡位置下方最大位移处，则(　　)
A．
该波的频率可能为
B．
在t＝时，A质点的速度可能为2v
C．
从t＝0至t＝过程中，B质点向右移动了5x
D．
从t＝至t＝过程中，A质点的速度逐渐减小
2.一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6
m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为(　　)
A．
4
m、6
m和8
m
B．
6
m、8
m和12
m
C．
4
m、6
m和12
m
D．
4
m、8
m和12
m
3.人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是因为(　　)
A．
室内空气不流动
B．
室内声音多次被反射
C．
室内声音发生折射
D．
室内物体会吸收声音
4.如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若此时质点P正处于加速运动过程中，则此时(　　)
A．
质点Q和质点N均处于加速运动过程中
B．
质点Q和质点N均处于减速运动过程中
C．
质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中
D．
质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中
5.如图所示为一种常见的身高体重测量仪．测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔．质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为(　　)
A．v(t0－t)，U
B．v(t0－t)，U
C．v(t0－t)，(U－U0)
D．v(t0－t)，(U－U0)
6.关于波的衍射现象，下列说法中正确的是(　　)
A．
某些波在一定条件下才有衍射现象
B．
不是所有的波在任何情况下都有衍射现象
C．
一切波在一定条件下才有衍射现象
D．
一切波在任何情况下都有衍射现象
7.图(a)为一列简谐横波在t＝0.10
s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0
m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0
m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，下列说法正确的是(　　)
A．
在t＝0.10
s时，质点Q向y轴正方向运动
B．
在t＝0.25
s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相反
C．
从t＝0.10
s到t＝0.25
s，该波沿x轴负方向传播了6
m
D．
从t＝0.10
s到t＝0.25
s，质点P通过的路程为30
cm
8.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104Hz；(3)波长为10
m．它们传播时若遇到宽度约为13
m的障碍物，发生明显衍射现象的是(　　)
A．
(1)和(2)
B．
(2)和(3)
C．
(1)和(3)
D．
都可以
9.一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为x＝0.当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x＝2
m的质点所处位置及运动情况是(　　)
A．
在其平衡位置下方且向上运动
B．
在其平衡位置下方且向下运动
C．
在其平衡位置上方且向上运动
D．
在其平衡位置上方且向下运动
10.一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(　　)
A．
沿x轴负方向，60
m/s
B．
沿x轴正方向，60
m/s
C．
沿x轴负方向，30
m/s
D．
沿x轴正方向，30
m/s
11.如图，某时刻振幅、频率均相同的两列波相遇，实线表示波峰，虚线表示波谷．则再过半个周期，在波谷的质点是(　　)
A．O质点
B．P质点
C．N质点
D．M质点
12.周期为
2.0
s
的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(　　)
A．
沿x轴正方向传播，波速v＝
20
m/s
B．
沿x轴正方向传播，波速v＝10
m/s
C．
沿x轴负方向传播，波速v＝
20
m/s
D．
沿x轴负方向传播，波速v＝10
m/s
13.如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，关于图中标明的四个质点，速度为正、加速度为负的质点是(　　
)
A．M
B．N
C．P
D．Q
14.图甲为一列简谐横波在t＝0.10
s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1.0
m处的质点，Q是平衡位置为x＝4.0
m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则(　　)
A．t＝0.15
s时，质点Q的加速度达到负向最大
B．
质点Q简谐运动的表达式为x＝10sint(cm)
C．
从t＝0.10
s到t＝0.25
s，该波沿x轴负方向传播了6
m
D．
从t＝0.10
s到t＝0.25
s，质点P通过的路程为30
cm
15.关于波的图象的物理意义，下列说法中正确的是(　　)
A．
表示某一时刻某一质点相对平衡位置的位移
B．
表示各个时刻某一质点相对平衡位置的位移
C．
表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移
D．
表示各个时刻各个质点相对平衡位置的位移
二、填空题(共3小题)
16.2015年12月30日在新疆阿克陶县发生3.3级地震，振源深度7
km.如图所示，已知波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到N处，如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4
km/s，则________．
A．从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过1.75
s
B．从波传到N处开始计时，经过t＝0.03
s，位于x＝240
m处的质点刚好开始振动
C．波的周期为0.015
s
D．波动图象上的质点M此时速度方向沿y轴负方向，动能正在减少
E．波动图象上x＝0
m到x＝120
m之间此时还有3个点与M点的加速度相同
17.如图所示为一列简谐波在t1＝0时刻的图象，已知质点M的振动方程为y＝5sin
5πt(cm)，此波中质点M在t2＝____s时恰好第3次到达y轴正方向最大位移处，该波的波速为______m/s.
18.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200
m/s，已知t＝0时，波刚好传播到x＝40
m处，如图所示．在x＝400
m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是________．
A．波源开始振动时方向沿y轴负方向
B．从t＝0开始经0.15
s，x＝40
m的质点运动的路程为0.6
m
C．接收器在t＝2
s时才能接收到此波
D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为9
Hz
E．若该波与另一列频率为5
Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，不能产生稳定的干涉图样
三、简答题(共3小题)
19.地震振动以波动的形式传播，地震波有纵波和横波之分，且纵波的传播速度大于横波的传播速度．
(1)如图所示是某一地震波的传播图象，其振幅为A，某一时刻质点a的坐标为(λ，0)，经周期该质点的坐标是多少，该波是纵波还是横波(　　)
A．(λ，0)　纵波
B．(λ，－A)　横波
C．(λ，－A)　纵波
D．(λ，A)　横波
(2)若a、b两处与c处分别相距300
km和200
km，若c处地下15
km处发生地震，则(　　)
A．c处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动
B．地震波是横波
C．地震波会到a地时，振动方向垂直于地面
D．a、b两处烈度可能不同
20.如图所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、…、h等质点这一时刻的速度方向．
21.如图甲表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a的振动图象，请在乙图中作出这列简谐波在t＝0时刻向＋x方向传播的波形图(质点a画在坐标原点上)．
四、计算题(共3小题)
22.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1
m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2
m，经过时间0.3
s第一次出现如图(b)所示的波形．
(1)求该列横波传播的速度；
(2)画出质点5从t＝0到t＝0.3
s的振动图象．
23.一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05
s时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求：
①这列波可能具有的波速．
②当波速为280
m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x＝8
m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？
24.一列横波沿AB方向传播，波的频率为5
Hz，振幅为2
cm，A、B两点间距离为6
m，振动方向总是相反，在某时刻两质点同处于平衡位置，它们之间还有一个波峰．试求波的可能波长．
答案解析
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】B
【解析】人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，甚至反射多次，因而显得声音洪亮．
4.【答案】D
【解析】P点加速运动说明P点向平衡位置运动，此波向左传播，故Q点、N点均向上运动，Q点正远离平衡位置，处于减速运动过程，N点正向平衡位置靠近，处于加速运动过程，故D正确．
5.【答案】D
6.【答案】D
【解析】衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确．
7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】A
【解析】由波形图可知x＝0处的质点和x＝2
m处的质点相距半个波长，所以振动的情况总是相反的，所以当x＝0处的质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x＝2
m的质点在其平衡位置下方且向上运动，选项A正确．
10.【答案】A
11.【答案】D
【解析】再过半个周期，在波谷的质点在该时刻处于波峰，应该是波峰与波峰相遇点，故应该是M点．
12.【答案】B
13.【答案】D
【解析】横波沿x轴负方向传播，由图可知，速度为正的点有P、Q，又因为P点位移为负，所以加速度为正，Q点位移为正，所以加速度为负，所以选项D正确．
14.【答案】C
15.【答案】C
16.【答案】BCE
17.【答案】0.9
　
1
18.【答案】ABE
19.【答案】(1)B　(2)AD
20.【答案】
【解析】由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复．比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点．此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言．若以此时最大位移处的c点为参照点，由波的形成特点可知d点的振动．d点的振动滞后于c点，要追随移动到最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度都向下；b的振动超前，已从负的最大位移回振，所以速度向上；a超前于b，已回到平衡位置，速度最大也向上，同理以g为参照点，可知h点速度向上．
21.【答案】
【解析】由题甲图知，t＝0时质点a在平衡位置且正向y轴正方向运动，结合题中要求，将质点a画在坐标原点上，波向＋x方向传播，表明零时刻a右侧同一“坡”上的质点均在平衡位置的－y方向上，都在a的带动下向上运动，波的图象如图所示．
22.【答案】(1)4
m/s
(2)质点5从t＝0到t＝0.3
s的振动图象如图所示
23.【答案】(1)(40＋160n)m/s，(120＋160n)m/s，(n＝0、1、2、3……)　(2)x轴负向传播，2.1×10－2s
24.【答案】4
m或12
m