第三章机械波单单元测试款（含答案解析）-教科版（2019）高中物理高二上选必 1

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第三章　机械波注意事项1.本试卷满分100分,考试用时90分钟。2.无特殊说明,本试卷中重力加速度g取10 m/s2。一、单项选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1.下列各图所对应的现象与多普勒效应有关的是 (　　)A.图甲:水波撞击堤岸后倒卷回去继续传播B.图乙:水波在深度不同的水域传播,在交界面处改变传播方向C.图丙:周期性振动的金属丝贴着水面移动,在水面上形成不规则的环状波纹D.图丁:水波遇到开有狭缝的挡板,可以穿过狭缝继续传播2.以下对机械波的认识正确的是 (　　)A.有振源就能形成机械波B.横波向右传播时,处于波峰的质点也向右迁移C.振源做简谐运动形成的波中,各质点的运动情况完全相同D.机械波向右传播时,右方的质点比左方的质点晚一些振动3.如图所示为机械波a、b在同一介质中传播时某时刻的波形图,则下列说法中正确的是 (　　)A.b波的速度比a波的大B.b波的波长比a波长C.b波的频率比a波高D.两列波可能会发生干涉现象4.在t=0时刻,一波源从坐标原点沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.2 s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。在t=0.3 s时,该波的波形图是 (　　)A　　　　　　　　BC　　　　　　　　D5.沿x轴方向传播的简谐波如图所示,其中A点的横坐标为波长的18,图示时刻A点的速度正在增大,则下列说法正确的是 (　　)A.波的传播方向沿x轴负方向B.A点的加速度正在逐渐减小C.经过14个周期,质点A通过的路程等于振幅D.经过12个周期,质点A的速度正在减小6.将一根绳子AB的B端固定在竖直墙面上,A端自由,整根绳上的质点都能够在竖直平面内上下振动。现手执绳子的A端上下抖动一次,在绳子上形成一个单峰波,该单峰波自A向B传播,如图甲所示;传至B端时和墙面发生碰撞,碰撞后反弹,反弹后的波形如图乙所示,反弹后波的振幅不变。现将绳子的A端固定在一振动发生器上,t=0时刻振动发生器起振且持续振动,若该振动发生器上下振动的位移-时间关系为x=4 sin πt(cm),已知绳波传播的速度为v=0.5 m/s,AB=1.0 m,忽略波在绳上传播的能量消耗,则AB中点M对应质点振动的位移-时间图像为 (　　)　A　　　　　　　　BC　　　　　　　　D7.如图所示,S是波源,其振动频率为50 Hz,所产生的横波向右传播,波速是80 m/s,P、Q是传播方向上的两个质点,已知SP=8.4 m,SQ=10.8 m。当S通过平衡位置向上运动时,以下说法正确的是 (　　)A.P在波谷,Q在波峰　　　　　　　　B.P在波峰,Q在波谷C.P、Q都在波谷　　　　　　　　D.P、Q都在平衡位置8.一根长20 m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上,以绳中点为坐标原点,以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动,形成两列振幅分别为10 cm、20 cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2 m/s,t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的是 (　　)A.两波源的起振方向相反,Q的传播速度小于2 m/sB.t=4.5 s时,坐标原点处质点位移为30 cmC.两列波的频率均为2 Hz,叠加区域有稳定干涉图样D.两列波在t=3.5 s时第一次相遇,相遇处质点位移为10 cm二、多项选择题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)9.一列简谐横波在t=0.6 s时的波形如图甲所示,此时P、Q两质点的位移相等,波上x=15 m处的质点A的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的是 (　　)　　　A.这列波沿x轴正方向传播B.这列波的波速为0.06 m/sC.从t=0.6 s时刻开始,质点P比质点Q早回到平衡位置D.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为15 m的障碍物,则这列波不能发生明显衍射现象10.如图甲所示,在同一介质中,频率相同的波源S1与S2在t=0时刻同时起振,波源S1的振动图像如图乙所示,波源为S2的机械波在t=0.25 s时波形如图丙所示。P为介质中的一点,P点到波源S1与S2的距离分别是PS1=7 m,PS2=9 m,则 (　　)　　A.两列波的频率为5 HzB.两波源的起振方向均沿y轴正方向C.P点是振动加强点,振幅为5 cmD.t=1.25 s时,质点P位于波峰11.如图所示,实线是一列简谐波在某一时刻的波形图,经0.5 s后,其波形如图中虚线所示,设该波的周期T大于0.5 s。以下说法正确的是 (　　)A.波的周期可能是23 sB.波的周期可能是4 sC.如果波是沿x轴正方向传播的,波速是0.72 m/sD.如果波是沿x轴负方向传播的,波速是0.12 m/s12.一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2 Hz。在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间,某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不明显,而小球第二次发生了明显的振动,则 (　　)A.由振源P产生的波先到达弹簧处B.由振源Q产生的波先到达弹簧处C.这两列波不能形成干涉D.由振源Q产生的波,其波速接近4 m/s三、非选择题(本大题共6小题,共60分)13.(4分)如图所示,小球P一边贴着水面每秒振动5次,一边沿x轴正方向匀速移动,O点是它的初始位置,图示为恰经10个周期时观察到的水面波。则此水面波的传播速度为　　　　 m/s,小球P匀速移动的速度为　　　　 m/s。 14.(4分)S1、S2两波源同时同向起振并在水面激起两列水波,某时刻的波形如图所示(实线为波峰,虚线为波谷)。将水波视为简谐横波,且知水波的传播速度一定,不随波长而变。已知S1激起的水波振幅A1=3.0 mm,波长λ1=1.00 cm,S2激起的水波振幅为A2=2.0 mm,S1、S2间的距离为d=28.00 cm。欲使两波在叠加区域形成稳定的干涉图样,仅需适当　　　　(填“提高”或“降低”)S2的振动频率,使其等于S1的振动频率。在完成调节后,待振动稳定后,两波源连线上到S1的距离为d1=16.75 cm的P点振动的振幅为　　　　mm。 15.(9分)一列横波沿直线向右传播,在波的传播方向上有P、Q两点。在t0=0时P、Q两点间形成如图甲所示的波形,在t1=7 s(T≤7 s≤2T)时P、Q两点间形成如图乙所示的波形。已知P、Q两点间距离d=12 m,该波的振幅A=10 cm。求:(1)此横波的周期T和波速v;(2)平衡位置在P处的质点的振动方程。　　　　16.(11分)某简谐横波沿x轴正方向传播,该波从介质1进入介质2,y轴是两介质的分界面,该波在介质1、2中传播时,某时刻的波形图如图所示。已知该波在介质1中的传播速度为v1,P、Q两点分别为介质1、2中的两质点,它们的平衡位置坐标分别为xP=-a,xQ=a,求:(1)该波在介质2中的传播速度v2;(2)P点此时刻的振动状态传到O点的过程中,Q点振动的路程s。17.(15分)一简谐横波在水平绳上沿x轴负方向以v=20 m/s的波速传播。已知t=0时刻的波形如图所示,绳上质点M、N的平衡位置分别是xM=5 m、xN=35 m。(1)写出质点N的振动方程;(2)从该时刻开始计时,求质点M、N振动速度相同的时刻t。18.(17分)一列简谐横波沿x轴双向匀速传播,波源在坐标原点O,x轴上的P、Q两质点的平衡位置相距为d=10 m,它们的振动图像分别如图甲和乙所示。　　(1)若0λ2,因水波的传播速度v一定,根据v=λf,可知f1