物理选择性必修 第一册第三章 机械波综合与测试课时训练

这是一份物理选择性必修 第一册第三章 机械波综合与测试课时训练，共14页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法正确的是（ ）
A. 拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面折射光的影响
B. 相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的
C. 医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应
D. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
2.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s，平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为 xP=3.5m、xQ=-3m ，当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的（ ）
A. 位移方向相同、速度方向相反 B. 位移方向相同、速度方向相同
C. 位移方向相反、速度方向相反 D. 位移方向相反、速度方向相同
3.在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m的小树叶a和b发生振动，当树叶a运动到上方最大位移处时，树叶b刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s后，树叶a的位移第一次变为零。则该波的波速可能是( )
A. 1.5m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 6m/s
4.如图1所示为一列简谐横波在t＝10s时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，则该波传播速度和传播方向是（ ）

A. v＝4m/s，向x负方向传播 B. v＝8m/s，向x负方向传播
C. v＝4m/s，向x正方向传播 D. v＝8m/s，向x正方向传播
5.机械运动在介质中传播形成机械波．下列说法正确的是（ ）
A. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B. 在纵波中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
C. 在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长
D. 横波中振动质点不随波迁移，纵波中振动质点随波迁移
6.如图甲所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由图甲 乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是（ ）

A. v=25m/s ，向左传播 B. v=50m/s ，向左传播
C. v=25m/s ，向右传播 D. v=50m/s ，向右传播
7.已知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，波长变长 B. 频率变大，波长变短
C. 频率不变，波长变长 D. 频率不变，波长变短
8.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v，若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是（ ）
A. B.
C. D.
9.在同一介质内，两列机械波的波源振动情况如图所示，可以肯定的是（ ）
A. a 波源的频率为 b 波源频率的2倍 B. a 波的波长为 b 波波长的2倍
C. a、b 两列波叠加能产生稳定的干涉 D. 通过同一狭缝， b 波的衍射效果比 a 波明显
10.一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的（ ）
A. 波源Q产生的波将先到达中点M B. 波源P的起振方向是向下的
C. 中点M的振动始终是加强的 D. M点的位移大小在某时刻可能为零
11.一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是
A. 质点1与质点20间相距一个波长
B. 质点20开始振动时运动方向向下
C. t=T2 时质点5的加速度方向向上
D. t=3T4 时质点12的运动方向向上
12.如图，一弹性绳上有S1和S2两个波源，P点为S1和S2连线的中点。两个波源同时开始振动发出两个相向传播的波1和波2，波长分别为λ1和λ2（λ1>λ2），则两列波（ ）
A. 频率相同 B. 同时到达P点 C. 相遇时，发生干涉现象 D. 相遇时，波长均变大
13.两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是（ ）
A. 简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.24m
B. 简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为0.48s
C. 绳上各点均做振幅相同的简谐运动
D. 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48m
14.某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（ ）
A. 波形甲的振幅比波形乙大
B. 波形甲的周期比波形乙大
C. 波形甲的形成时间比波形乙早
D. 波形甲的起振方向与波形乙相同
15.如图所示，振幅、频率均相同的两列波相遇，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。某时刻，M点处波峰与波峰相遇，下列说法中正确的是（ ）
A. 该时刻O点处质点振动最弱 B. M点处质点始终处于波峰位置
C. P、N两点处质点始终处在平衡位置 D. 随着时间的推移，M点处质点将沿波的传播方向向O点移动
16.如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，两天线同时。都发出频率为f1和f2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到f1和f2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。则下列说法正确的是（ ）
A. 此系统利用的是波的干涉原理
B. 在跑道上，f1与f2这两种无线电波干涉加强，所以跑道上的信号最强
C. 只有跑道上才能接收到f1的最强信号，其它地方f1的信号都比跑道上的弱
D. 只有在跑道的中心线上才能接收到f1和f2的最强信号，跑道的其它地方是无法同时接收到f1和f2的最强信号的。
二、综合题
17.如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，实线为 t=0 时刻的波形，虚线为 t=0.5s 时刻的波形。在 t=0 时刻到 t=0.5s 时刻这段时间内，平衡位置在 x=8m 处的质点P共有两次到达波峰，求：
（1）若波沿x轴正向传播，波的传播速度为多少；若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为多少；
（2）若波沿x轴正向传播，试写出质点P的振动方程（不要求写推导过程）。
18.如图甲所示，在某介质中波源 A 、 B 相距 d=20m ， t=0 时两者开始上下振动，A只振动了半个周期， B 连续振动，所形成的波的传播速度都为 v=1.0m/s ，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．
（1）求距A点 1m 处的 P 质点，在 t=0 到 t=22s 内所经过的路程．
（2）求在 t=0 到 t=16s 内从A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数．
19.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在 t=0 时刻的波形图如图所示，质点振动的振幅为 8cm 。P、Q两点的坐标分别为 (2,0) 和 (10,0) 。已知 t=0.8s 时，P点第二次出现波峰。求：
（1）这列波的周期；
（2）从 t=0 时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰；
（3）当Q点第一次出现波谷时，P点通过的路程。
答案解析
1.【答案】 C
【解析】反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗里的物体时或拍摄水面上的物体时，往往在镜头前加装偏振片以减弱玻璃表面反射光进入照相机头，A不符合题意；根据狭义相对论，真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的，B不符合题意；向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应，C符合题意；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用X射线的穿透本领，D不符合题意。
故答案为：C
2.【答案】 D
【解析】由题可知该波分别向两个方向传播，根据机械波周期、频率关系可知，该波的周期 T=1f=0.02s ，根据波长、波速、周期的关系可知该波波长为 λ=vT=2m ，故可确定跟原点3m处的P点位移为负、速度向上，而距原点－3.5m处的Q点位移为正、速度向上，故只有D符合题意。
故答案为：D
3.【答案】 C
【解析】由树叶a的振动可知振动周期T=4s；6m是半波长的奇数倍， 6=(n+0.5)λ （n=0、1、2、3……）。 则波速 v=λT=6n+0.54 (n=0，1，2，3……)，通过计算,当n=0时，v=3m/s
n=1时，v=1m/s。
故答案为：C。
4.【答案】 A
【解析】由图象1可知，该波的波长λ=4m，由图2知周期为T=1s，则波速为： v=λT=41=4m/s ，由图2知：在t=0时刻，质点P向下振动，则t=10s时，质点P也是向下振动的，根据上下坡法知，波向x轴负方向传播，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故答案为：A。
5.【答案】 C
【解析】解：A、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．
B、在纵波中质点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上．故B错误．
C、根据波长的定义知：在横波中两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长．故C正确．
D、在横波和纵波中振动质点都不随波迁移，故D错误．
故选：C
6.【答案】 B
【解析】由图得到该波的波长 λ=100cm ，周期 T=2s，则波速为 v=λT=50cm/s ，由振动图象乙得知t=2s时P点的速度方向沿y轴正方向，在波动图象甲判断出波的传播方向向左，
故答案为：B.
7.【答案】 D
【解析】解：当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短．故D正确．
故选D
【分析】当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，波速减小，由波速公式分析波长的变化．
8.【答案】 D
【解析】A图中，波长为2s，周期为 T= = ．a点正向上振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 tA= = ； B图中，波长为s，周期为 T= = ．a点正向下振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 tB= T= ；C图中，波长为s，周期为 T= = ．a点正向上振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 tC= = ；D图中，波长为 s，周期为 T= = ．a点正向下振动，质点a从图示位置到达波谷的时间 tA= T= ；
故D图中质点a最早到达波谷．
故选：D．
9.【答案】 B
【解析】AB．由波的图像可以看出，a波的周期是b波的2倍， a 波源的频率为 b 波源频率的 12 ，因为同一介质中波速相等，由波速公式 λ=vT
可知a波的波长等于b波的2倍，A不符合题意，B符合题意；
C．两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C不符合题意；
D．波长越长，衍射现象越明显，则通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显，D不符合题意。
故答案为：B。
10.【答案】 D
【解析】A．同种介质波速相同，传播距离又相同，所以两波同时到达M点，A不符合题意；
B．由题图可知，两波的波前均向上振动，故P质点的振动方向向上，B不符合题意；
CD．由于两列波的波长不同，频率不同，不会形成稳定的干涉，故在M点相遇时，并不总是加强或减弱，可能在某一时刻位移为零，C不符合题意，D符合题意
故答案为：D。
11.【答案】 D
【解析】A．由题意可知，第1到第5个质点之间为 14λ ，则质点1与质点17间相距一个波长，A不符合题意；
B．因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，B不符合题意；
C．在 t=T4 时刻质点5开始向上振动，在 t=T2 时质点5到达最高点，其加速度方向向下，C不符合题意；
D． t=3T4 时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了 T16 ，则运动方向向上，D符合题意；
故答案为：D.
12.【答案】 B
【解析】两列波在同一条绳子上传播，则波速相等，则两列波同时到达P点；因波长不同，则频率不同，相遇时不能产生干涉现象；根据波的独立传播原理可知，相遇时波长均不变。
故答案为：B。
13.【答案】 D
【解析】A．简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48m，A不符合题意；
B．从波形1到波形5经历的时间为 12T ，则 12T=4×0.12s
可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为T=0.96s
B不符合题意；
C．绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，C不符合题意；
D．AC两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离只差分别为 λ2(2n+1) 和 λ2(2n-1) ，则 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是 |λ2(2n+1)-λ2(2n-1)|=λ=0.48m
D符合题意。
故答案为：D。
14.【答案】 B
【解析】A．由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A不符合题意；
B．甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据 v=λT ，波形甲的周期大于波形乙的周期，B符合题意；
C．波形乙的形成时间比波形甲早，C不符合题意；
D．波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D不符合题意。
故答案为：B。
15.【答案】 C
【解析】A．图中 O 点为波谷与波谷相遇的点，振幅最大，A不符合题意；
B．图中 M 点是波峰与波峰相遇的点，振幅最大，但不是始终处于波峰位置，而是在平衡位置上下振动，B不符合题意；
C． P 、 N 两点为波峰和波谷相遇的点，因为两列波振幅相同，所以 P 、 N 两点的振幅为0，始终处在平衡位置，C符合题意；
D．质点在平衡位置上下振动，不随波迁移，D不符合题意。
故答案为：C。
16.【答案】 D
【解析】AB．干涉的原理是只有频率相同的两列波才能发生稳定的干涉，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，AB不符合题意；
CD．当接收到f1和f2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，因此两个天线必须相对于飞机跑道对称且信号最强，C不符合题意D符合题意。
故答案为：D。
17.【答案】 （1）在 t=0 时刻到 t=0.5s 时刻这段时间内，平衡位置在 x=8m 处的质点P共有两次到达波峰，若波沿x轴正向传播，则 t=0 时刻质点P沿y轴负方向传播，则 94T1=0.5s
解得 T1=29s
波传播的速度 v1=λT1=36m/s
若波沿x轴负方向传播，则 74T2=0.5s
解得 T2=27s
波传播的速度 v2=λT2=28m/s
（2）若波沿x轴正向传播，则质点P的振动方程
y=-Asinωt=-2sin2πT1t(cm)=-2sin9πt(cm)
【解析】（1）从波传播的方程可以求出波传播的距离及周期的大小，利用波长和周期可以求出波速的大小；
（2）已知振幅和周期的大小，利用周期可以求出角速度的大小，进而可以求出P质点的振动方程。
18.【答案】 （1）解：A波通过P点时振动经过的路程： s1=2×4cm=8cm
B波传播至P点需 t1=19s ，则B波在P点还要振动 t2=3s=1.5TB
B波通过P点时振动经过的路程 s2=6×20cm=120cm
总路程 s=s1+s2=128cm ．
（2）解：16s内两列波相对运动的长度： Δl=lA+lB-d=2vt-d=12m
A波宽度 a=λA2=vTA2=0.2m
B波波长 λB=vTB=2m ． n=ΔlλB=6
即A波经过了6个波峰．
【解析】【分析】（1）根据质点振动的路程与时间的关系进行列方程求解。
（2）根据波动图像的特征以及波长波速和周期之间的关系列方程求解。
19.【答案】 （1）解：由图可知，波长 λ=4m
P点第二次出现波峰时，波向前传播了 x=8m
因此 v=xt=80.8m/s=10m/s
又根据 v=λT
可得，这列波的周期 T=0.4s
（2）解：Q点第一次出现波峰时，波向前传播了 x1=12m
因此所用时间 t1=x1v=1210s=1.2s
（3）解：当Q点第一次出现波谷时，波向前传播了 x2=14m
所用时间 t2=x2v=1410s=1.4s
而波传到P点所用时间 t0=x0v=310s=0.3s
因此P振动了 Δt=t2-t0=1.1s
因此P点通过的路程 s=ΔtT×4A=1.10.4×4×8cm=88cm
【解析】（1）根据图像读出波长，根据波长与波速的关系求出波速，在结合波速与周期的关系求出周期；
（2）根据传播的距离与波速的关系求出 Q点第一次出现波峰的时间；
（3）根据波速与传播的距离之间的关系求出第一次出现波谷所用的时间，从而求出传到P点的所用时间，从而求出 P点通过的路程 。