粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波本章复习与测试课后练习题

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波本章复习与测试课后练习题，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2022—2023学年高二粤教版（2019）选择性必修第一册 第三章 机械波 单元检测卷5（含解析）一、单选题（共35分）1．波源位于坐标原点的简谐横波时刻开始沿x轴正方向传播，时的波形图如图所示，此时振动刚传到处。是介质中平衡位置分别为的四个质点。下列说法正确的是（　　）A．时，质点a速度方向沿y轴正方向B．时，质点b与质点a速度、加速度方向均相同C．时，质点c速度达到最大值D．时，质点d第一次到达波峰2．一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是（　　）A．波沿x轴负方向传播 B．波源振动周期为1.1 sC．波的传播速度大小为13 m/s D．t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负方向运动3．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点，时刻波源开始振动，在时刻的波形如图所示，此时，处的质点刚开始振动。振幅为A，波长为λ，质点振动周期为T，则下列说法正确的是（　　）A．时刻、处质点的振动方向沿y轴正方向B．波源处质点的振动方程为C．经过一个周期T，质点通过的路程为λD．波源起振方向沿y轴负方向4．如图（a）为简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，M是平衡位置在处的质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的说法是（　　） A．在时，质点P向y轴正方向运动B．在时，质点P的加速度方向沿y轴负方向C．在到，质点P通过的路程为D．质点M简谐运动的表达式为5．如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图像，已知t2＝t1＋s，振动周期为0.5s，则波的传播方向与传播距离是（　　）A．沿x轴正方向，6 mB．沿x轴正方向，2 mC．沿x轴负方向，6 mD．沿x轴负方向，2 m6．一列向右传播的横波在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（　　）A．9m/s B．10m/s C．11m/s D．12m/s7．中心波源的振动频率逐渐增大时，可能的波形图为（　　）A．B．C．D．二、多选题（共25分）8．如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，质点Q的平衡位置位于x=3.5m。下列说法正确的是（  ）A．在0.3s时间内，质点P向右移动了3mB．这列波的传播速度是20m/sC．这列波沿x轴正方向传播D．t=0.1s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度E．t=0.25s时，x=3.5m处的质点Q到达波谷位置9．波源S位于坐标原点处，且在竖直方向上做简谐振动，形成的简谐横波分别沿x轴的正、负方向传播，某时刻的波形如图所示。波速，在波的传播方向上有P、Q两点，图示时刻波沿x轴正方向恰好传到P点。已知，。下列说法正确的是（　　） A．波源的振动频率为100HzB．波源起振的方向竖直向上C．P、Q两点的振动情况是相反的D．Q点的起振方向竖直向下10．周末，鹏程和小李到清江观光园去秋游，他俩发现公园内湖面上有只游船，游客周期性摇动双桨激起的水波源源不断地传向湖边、他俩用华为手机上的秒表记录了水面上漂浮的树叶在12秒共完成了6次全振动，他们又用该手机上“实用工具”中的“AR测量”测出树叶与他们所在湖边距离是5米，树叶的振动状态传到湖边的时间是10s。鹏程10s内拍击水面10次让手激起的振动向周围传播，他们最后讨论得到正确结论的是（　　）A．游客摇桨激起的水波波长是1mB．鹏程用手激起的水波和桨激起的波叠加能产生干涉图样C．他们观察到桨激起的水波波长比手激起的水波波长长D．鹏程用手激起的水波向远方传播的过程中，各质点的振幅不改变11．一列简谐横波沿x轴正方向传播，O点为波源且开始沿y轴正方向起振，以O点为坐标原点建立坐标系，s末，0~4m内的质点第一次出现的波形图如图所示，虚线框内的波形被遮住未画出，虚线框的宽度为4m，则下列判断正确的是（　　）A．该波的传播速度为20m/sB．从开始，平衡位置在的质点第四次到达波谷的时间是2.3sC．波源O的振动方程为D．从图中时刻开始，经过3s，平衡位置在的质点恰好开始振动12．一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.80 m的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，下列判断正确的是（　　）A．观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600 HzB．观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600 HzC．观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600 HzD．观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600 Hz三、解答题（共40分）13．一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时刻的波形如图所示，此时波刚好传到x＝10cm处的质点M。t＝0.08s时，x＝2cm处的质点N再次回到平衡位置，求：（1）波的传播速度v；（2）质点N在0~3.2s内通过的路程S；（3）写出质点M的位移-时间关系式并画出第一个周期内的振动图像。14．如图所示是一列简谐横波上A、B两质点的振动图象，两质点平衡位置间的距离，波长大3.0m，求这列波的传播速度。15．水面上水波的速度跟水深度有关，其关系式为v=，式中h为水的深度，g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图，A、B两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，O点处于两部分水面分界线上，M和N分别处在A和B两区域水面上的两点。t=0时刻O点从平衡位置向上振动，形成以O点为波源向左和向右传播的水波（可看作是简谐横波）。t=2.5s时O点第二次到达波峰，此时M点第一次到达波峰。已知B区域水波振幅为A=5cm，水深hB=0.90m，OM间距离为4.0m，ON间距离为3.0m，g=10m/s2。求：（1）A区域的水深hA；（2）N点在t=3s时的振动方向及它在t=0至t=3s时间内的位移。16．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度已经超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为343 m/s，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，飞机飞行的速度至少多大？
参考答案1．D【解析】【详解】A．根据波形图及题设信息可知，波长周期波速为沿y轴负方向起振。由质点a的平衡位置可知其于时起振，故时其振动速度方向沿y轴负方向，故A错误；B．到时刻，质点b振动时间为即在之间，由于沿y轴负方向起振，故时刻，质点b处于正方向最大位移到平衡位置之间，且速度和加速度均沿y轴负方向。质点a振动时间为即在之间，此时质点a速度沿y轴负方向，加速度沿y轴正方向，故B错误；C．到时刻，质点c振动时间为即，则质点c位于波峰，速度等于零，故C错误；D．到时刻，质点c振动时间为即，由于沿y轴负方向起振，则到时刻，质点d第一次到达波峰，故D正确。故选D。2．C【解析】【详解】A． x =0处的质点在0~1 s的时间内通过的路程为4.5 cm，可知 ，波传播的距离，结合图可知该波的传播方向沿x轴的正方向，故A错误；BC．由题意可知解得由图可知则故C正确，B错误；D．由同侧法可知t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。故选C。3．AB【解析】【详解】D．波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同，沿y轴正方向，D错误；A．时刻、处质点刚开始振动，振动方向与波源的起振方向相同，沿y轴正方向，A正确；B．由A选项可知，波源处质点的振动方程为B正确；D．经过一个周期T，质点通过的路程为，C错误。故选AB。4．C【解析】【详解】A．图（b）为质点的振动图像，则知在时，质点正从平衡位置向波峰运动，所以时，质点向轴正方向运动，可知该波沿轴正方向传播，此时质点正向y轴负方向运动，选项A错误；B．由图乙读出周期从到经过的时间为则在时，质点位于轴下方，加速度方向与轴正方向相同，选项B错误；C．该简谐横波的表达式为时的位移为波向前传播的位移即的位移与时处的质点的位移相同所以从到，质点P通过的路程为选项C正确；D．质点简谐运动的表达式为则质点M简谐运动的表达式为选项D错误。故选C。5．B【解析】【详解】若波沿x轴正方向传播，则     ①解得     ②因为T=0.5s，所以②式有解，此时波的传播距离为2m。若波沿x轴负方向传播，则     ③解得     ④因为T=0.5s，所以④式无解。综上所述可知B正确。故选B。6．A【解析】【分析】【详解】由图可知，波长波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速或当时或当时或故A可能，BCD不可能。故选A。7．A【解析】【分析】【详解】由可知，波速由介质决定而不变，而波源的振动频率增大，故波长变短；O点波源的振动同时向两边传播，两边的波形对称。故选A。8．CD【解析】【详解】A．据波的传播特点可知，质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故A错误；B．由图知：λ=4m，T=0.4s，则波速故B错误；C．由乙图读出，t=0时刻质点P的速度向上，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故C正确；D．当t=0.1s时，质点P处于最大位移处，据简谐运动的特点可知，此时加速度最大，而质点Q此时不在最大位移处，所以质点P的加速度大于质点Q的加速度，故D正确；E．经过0.25s波沿x轴正向传播2.5m，则此时质点Q到达波峰位置，故E错误。故选CD。9．ABC【解析】【详解】A．由图可知波长为0.8m，则频率A正确；B．图示时刻波沿x轴正方向恰好传到P点，则波源的起振方向和P点相同，根据同侧法可知图示时刻P点向上振动，B正确；C．图中P和横坐标为处的质点的振动方向相同，横坐标为处的质点和Q点相距半个波长，所以横坐标为处的质点和Q点振动方向相反，可得P、Q两点的振动情况是相反，C正确；D．Q点为波源S传播过去的，所以起振方向相同，Q点的起振方向竖直向上，D错误。故选ABC。10．AC【解析】【详解】A．树叶在12秒共完成了6次全振动，所以振动周期为树叶与他们所在湖边距离是5米，树叶的振动状态传到湖边的时间是10s，所以传播速度为故水波波长为A正确；B．桨激起的波的频率为鹏程用手激起的水波的频率为两列波的频率不相等，所以鹏程用手激起的水波和桨激起的波叠加不能产生干涉图样，B错误；C．波速由介质决定，所以波速不变，根据桨激起的波的频率低，可知桨激起的水波波长比手激起的水波波长长，C正确；D．由于水波不是简谐波，所以用手激起的水波向远方传播的过程中，各质点的振幅要改变，D错误。故选AC。11．BD【解析】【详解】A．末，O点向下振动，故周期，该波的传播速度为故A错误；B．波从平衡位置传播到处所需的时间为从平衡位置振动到波谷所需的时间为从开始平衡位置在的质点第四次到达波谷的时间是故B正确；C．由题图可知振幅为，角速度为所以波源O的振动方程为故C错误；D．由题意可知从题图中时刻开始波已经传播到处，所以平衡位置在的质点恰好开始振动的时间为故D正确；故选BD。12．AB【解析】【详解】根据多普勒效应，当声源和观测者相向运动时，观测者接收到的声音的频率高于声源；当声源和观测者相背运动时，观测者接收到的声音的频率低于声源。把速度方向标出来，A点有接近的趋势，频率变大；C点有远离的趋势，频率变小；B、D点速度方向垂直于OP，频率不变，故AB正确，CD错误。故选AB。13．（1）m/s；（2）4m；（3），图见解析【解析】【详解】（1）由图像可知，波长t＝0.08s时，x＝2cm处的质点N再次回到平衡位置，解得解得m/s（2）质点在1T内振动路程因此，质点N通过的路程m（3）简谐横波的振幅A=5cmt=0时刻，质点M从平衡位置向y轴正方向振动，其振动方程为在第一个周期内的振动图像如图所示。14．若该波从质点A传到质点B，当n=0时， v1=40m/s，当n=1时波速v2=8.0m/s；若该波从质点B传到质点A，当n=0时， v3=m/s。【解析】【详解】①由振动图象可知，质点振动周期T=0.4s，若该波从质点A传到质点B，取t=0时刻分析，质点A经平衡位置向上振动，质点B处于波谷，则所以该波波长为为因为有λ>3.0m的条件，所以取n=0，1；当n=0时，λ1=16m，波速当n=1时，λ1=3.2m，波速为②若该波从质点B传到质点A，取t=0时刻分析，质点A经平衡位置向上振动，质点B处于波谷，则有所以该波波长为因为有λ>3.0m的条件，所以取n=0当n=0时波速为15．（1）0.40m；（2）向上振动，0【解析】【详解】（1）对O点的振动分析，可得则T=2s对M点的振动分析，知A区域水波波长λA=OM=4m则有vA==2m/s由v=，代入数据求得hA=0.40m（2）由v=，代入数据求得vB=3m/s则λB=vBT=6m波传到N点的时间所以t=3s时，N点刚好完成一个全振动，可知其在平衡位置向上振动，位移为0。16．【解析】【详解】要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即战斗机应以的速度飞行远离爆炸点。