粤教版 (2019)第三章 机械波本章复习与测试当堂检测题

这是一份粤教版 (2019)第三章 机械波本章复习与测试当堂检测题，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6（含解析）一、单选题（共35分）1．为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛音do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图（a）和图（b）所示的两个振动图像，由此可以判断（　　）A．do和sol的频率之比约为3：2B．do和sol的周期之比约为2：3C．do和sol在空气中传播的速度大小之比为3：2D．do和sol在空气中传播的波长之比为3：22．一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3．一列简谐横波在t＝s时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。下列表述正确的是（　　） A．这列波的传播方向为沿着x轴正方向B．t＝2 s时质点P的加速度方向沿着y轴负方向C．这列波的传播速度大小为9 cm/sD．质点Q的平衡位置横坐标为9 cm4．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则（　　） A．1cm<x<2cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处5．某机械波在时刻的部分波形图如图中实线所示，后的部分波形图如图中虚线所示，则该机械波在介质中传播的最小速度为（　　）A．1 m/s B．5 m/s C．11 m/s D．25 m/s6．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 m7．一列简谐横波沿 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轴负方向运动二、多选题（共25分）8．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是（       ）A．该波的传播速率为4 m/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．经过0.5 s，质点P沿波的传播方向向前传播2 mD．该波在传播过程中若遇到4 m的障碍物，能发生明显衍射现象E．经过0.5 s时间，质点P的位移为零，路程为0.4 m9．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t＝0时刻，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图象如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（　　）A．该波从A点传播到B点，所需时间为4sB．t＝6s时，B处质点位于波峰C．t＝8s时，C处质点振动速度方向竖直向上D．E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm10．如图所示为一列简谐横波在时刻的图象．此时质点的运动方向沿轴负方向，且从时刻开始计，当时质点恰好第次到达轴正方向最大位移处．则下列说法正确的是（　　）A．该简谐波沿轴负方向传播B．该简谐波的频率为C．该简谐波的波速大小为D．从至，质点传播的距离为E．从至，质点运动的路程是11．图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置处的质点，是平衡位置处的质点，图乙为质点的振动图像，则（　　）A．该简谐横波的传播速度为B．该简谐横波沿轴正方向传播C．在时刻，质点的加速度沿轴正方向D．时间内，质点通过的路程小于12．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4cm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．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，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，经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形。则该波：（1）波长和振动周期为多少？（2）波速为多少？（3）经过4个周期，第9个质点经过的路程和位移是多少？15．一简谐横波在均匀介质中沿水平方向直线传播，A、B为介质中的两个质点，其振动图象分别如图甲和乙所示，AB间的水平距离x=2m，求：（1）该简谐横波传播速度的可能值；（2）若改变波源的振动频率，使A、B两质点的振动同步，求频率的可能值。16．一列简谐横波沿x轴负方向传播。图甲是t＝1s时的波形图，图乙是该列波中某振动质点的振动图象，求；（1）该波的传播速度。（2）图甲中x＝5m处的质点在振动过程中的位移随时间变化的关系式（不要求推导过程）。
参考答案1．D【解析】【详解】AB．观察图像可知，do振动两个周期的同时sol振动了三个周期，有所以，do和sol的周期之比约为3：2，由可知do和sol的频率之比约为2：3，故AB错误；C．do和sol都是声波，在空气中的传播速度相同，所以C错误；D．由可知，do和sol的波长之比是频率之比的倒数，即do和sol的波长之比为3:2，故D正确。故选D。2．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。3．D【解析】【分析】【详解】A．当t＝s时，Q向上振动，结合题图（a）可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；B．t＝2s时质点P处于平衡位置下方，其加速度方向沿着y轴正方向，故B错误；C．由题图（a）可以看出，该波的波长λ＝36 cm，由题图（b）可以看出周期为T＝2 s，故波速为v＝＝18 cm/s故C错误；D．设质点P、Q的平衡位置的x轴分别为xP、xQ，由题图（a）可知，x＝0处y＝－＝Asin （－30°）因此xP＝λ＝3 cm由题图（b）可知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经过Δt＝s，其振动状态向x轴负方向传播到P点处，所以xQ－xP＝vΔt＝6 cm解得质点Q的平衡位置的x坐标为xQ＝9 cm故D正确。故选D。4．B【解析】【详解】Q点振动状态传到P点时的图像如图虚线所示 A．此时1cm<x<2cm范围内的质点正在向y轴的正方向运动，故A错误；BC．Q处的质点位于波谷处，位移为负，则此时的加速度沿y轴的正方向，故B正确，C错误；D．质点只上下振动，不随波迁移，故D错误。故选B。5．B【解析】【详解】由题意可知该机械波的波长为若该波沿轴正方向传播，在时间内传播的距离为（，，…）则该波的波速为（，，…）若该波沿轴负方向传播，在时间内传播的距离为（，，…）则该波的波速为（，，…）故当波沿轴正方向传播，且时波的传播速度最小，有故选B。6．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。7．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。8．ADE【解析】【详解】A．由甲图可知，波长由乙图可知，振动周期因此该波的传播速率A正确；B．由图乙可知，在时刻，P沿着y轴负方向运动，由于前面质点的振动带动后面质点振动，因此该波沿x轴负方向传播，B错误；C．质点P只在平衡位置附近上、下往复运动，不会随波迁移，C错误；D．由于波长的大小与障碍物尺寸差不多，因此能发生明显的衍射现象，D正确；E．经过0.5 s时间，P点振动了半个周期，恰好回到平衡位置，此时位移为零，路程为0.4 m，E正确。故选ADE。9．ACD【解析】【详解】A．由题图（a）、（b）可看出，该波的波长、周期分别为λ＝10mT＝4s所以波速则该波从A点传播到B点，所需时间为故A正确；B．由选项A可知，该波从A点传播到B点，所需时间为4s，则在t＝6s时，B点运动了2s，即为，则B处质点位于波谷，故B错误；C．波从AE波面传播到C的距离为则波从AE波面传播到C的时间为则t＝8s时，C处质点振动了3.1s，则此时质点速度方向竖直向上，故C正确；D．由选项A知T＝4s所以12s＝3T一个周期质点运动的路程为4cm，则12s内质点运动的路程为12cm，故D正确。故选ACD。10．ABE【解析】【详解】A．此时刻质点的运动方向沿轴负方向，根据同侧法，波沿轴负向传播，故A正确；BC．到这段时间里，质点恰好第次到达轴正方向最大位移处，则有解得由图像可得简谐波的波长为则波速故B正确，C错误；D．质点在平衡位置做简谐运动，从至，经过的时间为2.5T，质点回到平衡位置，故D错误；E．质点在平衡位置做简谐运动，从至，经过的时间为5T，通过的路程为故E正确。故选。11．BD【解析】【详解】A．由甲、乙图像可知该简谐波的波长为周期为故波速为A错误；B．0.2s时质点N经过平衡位置向上振动，说明N是由其左侧邻近质点带动的，所以波沿x轴正方向传播，B正确；C．0.2s时质点M在平衡位置上方，加速度方向向下（沿轴负方向），C错误；D．的时间内，质点向最大位移处移动，再从最大位移处向下移动，平均速率小于从平衡位置到最大位移的平均速率，所以路程小于A，即路程小于，D正确。故选BD。12．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。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．（1）； （2） （3）；【解析】【详解】（1）由图像可知，质点1、9是相邻的且振动情况总相同的两个质点，它们的平衡位置之间的距离为一个波长t＝0时到达质点1，且质点1起振方向向下，说明波中各质点的起振方向均向下，在Δt后由图像可知质点9的振动方向向上，说明它已经振动了，因此即（2）波速（3）经过4个周期，第9个质点经过的路程第9个质点经过的位移15．（1）v＝m/s（n＝0,1,2，…）；（2）f＝Hz（n＝0,1,2，…，m＝1,2,3，…）【解析】【详解】（1）由图像可知，该简谐波的周期T＝4s（n＝0,1,2，…）设传播速度为v，则由解得该简谐横波传播速度的可能值v＝m/s（n＝0,1,2，…）（2）设波源振动频率为f，则有x＝mλ′（m＝1,2,3，…）v＝λ′f解得频率的可能值f＝Hz（n＝0,1,2，…，m＝1,2,3，…）16．（1）1 m/s；（2）（m）【解析】【详解】（1）根据甲图可知，λ＝4 m根据乙图可知，T＝4 s则波速（2）振动角速度振幅A＝2m由甲图可知，当t＝0时，x＝5 m处的质点在平衡位置沿负方向向下运动，则（m）