人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波综合与测试优秀练习题

2022-2023年高二物理同步单元AB卷

第三单元 机械波（B卷）

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1．一个弹簧振子在水平面上做简谐运动，当振子经过平衡位置时，以下说法正确的是.

A．速度为零，位移最大

B．位移为零，速度最大

C．加速度为零，回复力最大

D．加速度最大，回复力为零

2．关于波长、波速和波的频率，下列说法正确的是.

A．当波从一种介质进入另一种介质时波速不变

B．波在同一种均匀介质中传播时的波长与频率成反比

C．波在同一种均匀介质中传播时的波速与频率成正比

D．波在同一种均匀介质中振幅大小与频率成正比

3．一列简谐横波在t1=0时的波形如图甲中实线所示，t2=3.0s时的波形如图甲中虚线所示。图乙是图甲中质点a的振动图像，则（　　）

A．在t1到t2时间内，质点a通过的路程为15m

B．x=1m处的质点在做简谐运动，其振动方程y=5sin0.5πt（cm）

C．t=1.5s，a的加速度方向与速度方向相同

D．若该波与另一列频率为0.25Hz沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能产生稳定的干涉图样

4．波的干涉和衍射都是波特有的现象。图甲为水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（　　）

甲            乙

A．甲图中不管挡板N处于什么位置，水波都能发生明显的衍射现象

B．乙图中M点为振动加强点

C．乙图中N点为振动加强点

D．乙图中M点的位移不可能为零

5．如图所示，在某一均匀介质中，两波源A、B位于一半径为4m的圆的一条直径上，距离圆心O点都是2m，其简谐运动表达式均为m，圆周上的P点与A、B两波源间的距离分别为5m和3m，波在该介质中传播速度为10m/s。下列说法正确的是（　　）

A．圆周上振动加强的点共有8个

B．两简谐波都传播到P点的时间差为0.1s

C．两简谐波都传播到P点后，P点振动的频率为10Hz

D．两简谐波都传播到P点后，P点振动的位移始终为0.2m

6．如图所示，t=0时波源O开始沿着竖直方向做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向右传播。t=2s时，离O点8m的A点开始振动，此时波源O第四次回到平衡位置。B点离O点16m，则（　　）

A．波的周期为0.5s

B．波的波长为4m

C．t=2.25s时，A点位于波峰位置

D．t=4s时，AB连线上有2个点处于最大位移

7．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=△t时刻的波形图线。已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标为xP=1m。则下列说法正确的是

A．这列波的传播速度大小一定为20m/s

B．这列波一定沿x轴正向传播

C．可能有△t=1.25s

D．若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象

8．两列简谐横波的振幅都是10cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（　　）

A．实线波和虚线波的频率之比为3：2

B．在相遇区域会发生干涉现象

C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零

D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>10cm

E.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0

9．在同一介质中传播的两列同种简谐横波的振幅都是10cm，实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（　　）

A．在相遇区域会发生干涉现象

B．实线波和虚线波的频率之比为2∶1

C．平衡位置为处的质点此刻速度为零

D．平衡位置为处的质点此刻位移

10．平静的水池表面有两个振源A、B，固有振动周期均为T。某时刻A开始向下振动，相隔半个周期B开始向下振动，二者振动的振幅相同，某时刻在水面上形成如图所示的水波图。其中O是振源连线的中点，OH为中垂线，交叉点G、H的中点为D，C点位于波峰和波谷的正中间，实线代表波峰，虚线代表波谷。下列说法中正确的是（　　）

A．如果在E点有一个小的漂浮物，经半个周期将向左漂到F点

B．两列波叠加后，O点的振动始终减弱

C．图中G、H两点振幅为零，D点的振幅也为零

D．C点此时振动的速度为零

二、非选择题（共6小题，共60分）

11．一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示，波速为v＝0.06 m/s，质点P、Q的坐标分别为xP＝0.96 m，xQ＝0.36 m.

(1)质点P开始振动时，振动方向如何？

(2)从图示时刻经多长时间，质点P第一次到达波谷？

(3)质点P到达波峰时，质点Q在何处？

12．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图的实线和虚线表示，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，t=0时刻x＝8 m处的质点P从平衡位置运动至y=1cm所需的最短时间是多少.

13．如图所示．一列简谐横波沿x轴正方向恰好传播到Q（横坐标为0.24m），波速大小为v=0.6m/s．质点P的横坐标为x=0.96m．从图示时刻开始计时，求：

①质点P开始振动时振动的方向；

②经过多长时间质点P第二次到达波峰？

14．平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm．当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：

（ⅰ）P、Q之间的距离；

（ⅱ）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程．

15．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，在t=0时刻两列波的部分波形如图，甲恰好传播到质点M（1.0，0），乙恰好传播到质点N（2.0，0）。已知乙的周期=0.4s，求：

（i）质点P（1.6，0）开始振动的时刻t0；

（ii）质点Q（2.4，0）的位移y=+20cm的时刻t。

16．一简谐横波在均匀介质中传播。如图甲所示，在均匀介质中A、B两质点相距，质点A的振动图象如图乙所示，已知时刻，A、B两质点都在平衡位置，且A、B之间只有一个波谷。求：

(1)该波的传播速度；

(2)从时刻开始，经多长时间质点B第一次出现波峰。