高中物理粤教版 (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

这是一份高中物理粤教版 (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15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3（含解析）一、单选题（共35分）1．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2．一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/s3．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图（a）是t=1s时的波形图，图（b）是波中某质点振动位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间作为起点）。则图（b）可能是图（a）中哪个质点的振动图线（　　） A．x=0处的质点 B．x=1m处的质点C．x=2m处的质点 D．x=3m处的质点4．下列有关机械波的说法正确的是（　　）A．有机械振动就一定有机械波B．波长等于振动相同的两质点间的距离C．波动过程是质点由近及远的传播过程D．波是传递能量的一种方式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 m6．两列简谐横波分别沿x轴正向和负向传播，波速均为，两列波的波源分别位于坐标原点和处，振动方向沿y轴，只振动了一个周期且振幅均为2cm，质点P位于处。如图所示为时刻两列波的波形图，则（　　） A．两列波的周期均为0.5sB．两列波波源的起振方向均沿y轴正方向C．0.5s时质点P到x轴的距离为零D．0.75s时x轴上的所有质点均处于平衡位置7．图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，图乙为质点B的振动图像，下列说法正确的是（　　）A．从t=0到t=0.1s，该波沿x轴正方向传播了2cmB．在t=0时，质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴负方向C．从t=0.2s到t=0.3s，质点B通过的路程等于5cmD．在t=0.1s时，质点C和质点D的速度相同二、多选题（共25分）8．如图所示，手持绳子的左端在竖直方向上做周期为T的简谐运动，在绳子上可形成沿水平方向传播的简谐波，若此时手恰好经过平衡位置向下，距绳子左端L处的质点P恰好位于平衡位置且速度方向向上，下列判断正确的是（　　）A．该简谐波的波长最大为B．该简谐波的波长可能为C．再经时，质点P位于平衡位置上方D．再经时，质点P的速度方向向上9．关于横波和纵波，下列说法正确的是（　　）A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B．对于横波，质点的运动方向与波的传播方向一定垂直C．形成纵波的质点随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波10．如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图像，波速为v=10m/s，此时波恰好传到I点，下列说法中正确的是（　　）A．此列波的周期为T=0.4sB．质点B、F在振动过程中位移总是相等C．质点I的起振方向沿y轴负方向D．当t=5.1s时，x=10m的质点处于平衡位置时E．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同11．如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x＝－0.2m和x＝1.2m处，振幅均为A＝2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.4m/s，图示为t＝0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x＝0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（　　）A．质点P、Q都首先沿y轴负方向运动B．t＝0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点C．t＝1s时刻，质点M相对平衡位置的位移为－4cmD．经过1s后，M点的振幅为4cm12．图甲所示为一简谐横波沿x轴正方向传播时，（开始计时）时刻的波形图如图甲所示，是介质中的三个质点，图乙表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是（　　）A．时刻，质点Q正在从平衡位置向下运动，且此时加速度最大B．时刻质点P比质点M先回到平衡位置C．波的传播形式相同，所以图乙可以表示质点Q的振动图像D．再经过的时间，质点Q受到的回复力大于质点M受到的回复力且方向相反三、解答题（共40分）13．如图所示，某介质中有一质点P从其中心位置开始做振幅A=0.3m的简谐振动，M是P在振动过程中经过的位置，MP=0.15m。已知P开始振动后第一次经过M点的时间t =0.1s，P的振动在介质中激起一列沿PQ方向传播的简谐波，PQ⊥PM。当质点P在上方最大位移处时，Q正通过平衡位置向下运动，PQ 之间的距离x=0.6m。求：①质点振动周期的可能值；②质点P激起的简谐波的最大传播速度；14．查阅资料，简述地震波中包含的波的种类和特点。15．一列沿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。16．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，振动恰好传播到m处。从时刻开始，介质中m处的质点Q回到平衡位置的最短时间为1s。求：（1）从时刻开始，m处的质点第一次到达波峰需要经过多长时间？（2）写出质点Q的振动方程。
参考答案1．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。2．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。3．A【解析】【详解】当t=1s时，由图（b）振动图线可知，质点在t=1s时处于平衡位置，正要沿y轴负方向运动，由图（a）波动图线向x轴负方向传播，可判断x=0处和x=4m处的质点在平衡位置，且正沿y轴负方向运动。故选A。4．D【解析】【详解】A．机械波需要机械振动和传播振动的介质，A错误；B．振动相同的相邻两质点间的距离才是波长，B错误；CD．波动是介质将振动的形式和能量传递出去，而介质中的质点只是在各自平衡位置附近振动，并没有随波迁移，C错误，D正确。故选D。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．D【解析】【详解】A．由图可知，两列波的波长均为，由可得两列波的周期均为故A错误；B．由图可知，时两列波分别传播到和处，由“上下坡”法可判断出这两处质点的起振方向均沿y轴负方向，故两波源的起振方向也均沿y轴负方向，故B错误；C．0.5s时两列波向前传播的距离均为即两列波的波谷均到达质点P，因每列波的振幅均为2cm，由波的叠加原理可知，此时质点P到x轴的距离为4cm，故C错误；D．0.75s时两列波向前传播的距离为此时两列波刚好完全叠加在一起，由波的叠加可知，此时x轴上的所有质点均位于平衡位置，故D正确。故选D。7．C【解析】【详解】A．由图乙可知，0.2s时质点B正沿y轴负方向运动，此时质点B应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，传播的距离为故A错误；B．由图乙可知，波的周期为0.4s，根据图甲可知，0.2s时质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴负方向，根据简谐振动的特征可知半个周期前，即t=0时质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向。故B错误；C．t=0.2s时，质点B恰好位于平衡位置处，经过0.1 s即四分之一周期，质点B通过的路程恰好为一个振幅，即5cm。故C正确；D．质点C和质点D平衡位置的距离恰好为半个波长，且根据波形可推知0.1 s时二者均经过平衡位置，所以此时二者速度方向相反。故D错误。故选C。8．AC【解析】【详解】AB．根据题意可知波源振动方向向上，可得从波源到的时间向前传播的距离解得当时，有最大波长为无论取何值，都不可能等于，故A正确，B错误；CD．再经时，质点P位于平衡位置上方，且向下振动靠近平衡位置，故C正确，D错误。故选AC。9．ABD【解析】【详解】A B．质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波，纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，A、B正确；C．无论横波还是纵波，质点都不随波迁移，C错误；D．横波不能靠空气传播，空气只能传播纵波，D正确。故选ABD。10．ABC【解析】【详解】A．由波形图可知，波长λ=4m，则T==0.4s故A正确；B．质点B、F之间的距离正好是一个波长，振动情况完全相同，所以质点B、F在振动过程中位移总是相等，故B正确；C．由图可知，I刚开始振动时的方向沿y轴负方向，故C正确；D．波从x=0传到x=10m的质点的时间t′==1s当t=5.1s时，x=10m的质点又振动了4.1s=10T，所以此时处于波谷处，故D错误；E．相邻质点间的距离为半个波长，振动情况相反，所以位移的方向不同，故E错误。故选ABC。11．ACD【解析】【详解】A．由题图可知，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均首先沿y轴负方向运动，故A正确；B．质点不随波迁移，所以质点P、Q都不会运动到M点，故B错误；CD．波长为0.4m，波速为0.4m/s，则由波长与波速关系可求出，波的周期为当t=1s时刻，两波的波谷恰好都传到质点M处，所以M点的位移为－4cm，由题知，M点为振动加强点，即以后M点的振幅为4cm，故CD正确。故选ACD。12．BD【解析】【详解】A．简谐横波沿x轴正方向传播，时刻质点Q处在平衡位置且振动方向向上，所以通过平移法时刻质点Q也处在平衡位置但振动方向向下，加速度为零，A错误；B．时刻，质点M正在向下振动，要先到达负向最大位移处，再经过的时间才能回到平衡位置，而P质点经过的时间就能回到平衡位置，所以质点P比质点M先回到平衡位置，B正确；C．时刻，质点Q处在平衡位置且振动方向向上，与题图乙中时刻所示不符，C错误；D．再经过的时间，质点M正从y轴正方向向平衡位置处移动，质点Q位于负向最大位移处，由可知，质点M受到的回复力小于质点Q受到的回复力，质点M受到的回复力沿y轴负方向，质点Q受到的回复力沿y轴正方向，D正确。故选BD。13．①12s或；②【解析】【详解】①质点初始时刻从中心位置开始振动，振幅质点振动位移为或分别对应初始时刻向上或向下运动的情况。质点开始振动后经过M点时代入上式．考虑到第一次经过M点，相位取大于0的最小值或结合，可计算出周期或②经分析，中心位置和Q点之间最少有3/4个波长，此时波长最大，满足 可解出取（1）中初始时刻质点向下振动的情况（周期较小），可得到简谐波最大传播速度14．见解析【解析】【详解】地震波是指从震源产生向四周辐射的弹性波。地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。地震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波。纵波是推进波，地壳中传播速度为5.5~7千米/秒，最先到达震中，又称P波，它使地面发生上下振动，破坏性较弱。横波是剪切波：在地壳中的传播速度为3.2～4.0千米/秒，第二个到达震中，又称S波，它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强。面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。15．（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。16．（1）3s；（2）【解析】【详解】(1)由图可知，波长由介质中m处的质点Q回到平衡位置的最短时间为1s可知解得则波速为从时刻开始，m处的质点第一次到达波峰的时间为（2）由图可知，振幅又Q的初相为质点Q的振动方程为