第三章機(jī)械波 章末綜合練（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁人教版（2019）選擇性必修一第三章機(jī)械波章末綜合練一、單選題1．下列說法正確的是（）A．“聞其聲而不見其人”是一種司空見慣的現(xiàn)象，這體現(xiàn)了聲波的衍射B．在地球上測(cè)量出星球上某些元素發(fā)出的光波頻率，若其小于地球上這些元素靜止時(shí)的發(fā)光頻率，則利用多普勒效應(yīng)可以推知該星球在靠近地球C．空氣中產(chǎn)生的聲波是縱波，縱波中的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相同D．單擺的周期與振幅無關(guān)，所以無論靜止釋放擺球時(shí)的擺角為多少，周期不變2．關(guān)于圖片中的物理現(xiàn)象，描述不正確的是（）A．甲圖，水波由深水區(qū)傳播至淺水區(qū)，波速方向改變，屬于波的反射現(xiàn)象B．乙圖，水波穿過障礙物的小孔后，能傳播至兩側(cè)區(qū)域，屬于波的衍射現(xiàn)象C．丙圖，兩列同頻率的水波在空間疊加，部分區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，屬于波的干涉現(xiàn)象D．丁圖，竹竿舉起蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動(dòng)，聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化，屬于波的多普勒效應(yīng)3．如圖所示，S為水面上一波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可左右移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)觀察不到A點(diǎn)振動(dòng)，為了能觀察到A點(diǎn)的振動(dòng)，可采用的方法是（）A．增大波源的頻率 B．增大波源的振幅C．將波源S向左移 D．將N板向左移4．一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖（a）是t=1s時(shí)的波形圖，圖（b）是波中某質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線（兩圖用同一時(shí)間作為起點(diǎn)）。則圖（b）可能是圖（a）中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線（）A．x=0處的質(zhì)點(diǎn) B．x=1m處的質(zhì)點(diǎn)C．x=2m處的質(zhì)點(diǎn) D．x=3m處的質(zhì)點(diǎn)5．下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是（

）A．科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離B．教室內(nèi)部的聲音可以在教室外面聽到C．技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測(cè)量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度6．關(guān)于教材中插圖所涉及的物理知識(shí)，描述正確的是（

）A．一列水波通過狹縫時(shí)的折射現(xiàn)象B．單擺做受迫振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量有關(guān)C．水下多普勒測(cè)速儀可測(cè)海水流速D．水波干涉時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)位移一定比振動(dòng)減弱點(diǎn)位移大7．如圖所示為一列沿長繩傳播的橫波，當(dāng)手抖動(dòng)的頻率變小時(shí)，橫波的（

）A．速度不變，波長減小 B．速度不變，波長增大C．速度減小，波長增大 D．速度增大，波長不變8．簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向由a向b傳播，波速為v。若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為l，a、b之間只有一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波谷所用的時(shí)間不可能是（）A． B．C． D．9．圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則（）A．2與1的波長、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長不等C．3與1的波速、頻率、波長均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等10．圖甲為一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在時(shí)刻的圖像，圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖像B．該簡諧波的波速為C．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)K與L的速度、加速度都相同D．質(zhì)點(diǎn)K再經(jīng)將沿x軸正方向移動(dòng)到處11．男女二重唱中，女高音和男中音的頻率、波長和波速分別為、、和、、，它們之間的關(guān)系是（）A．，， B．，，C．，， D．以上說法都不正確12．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，實(shí)線為t1＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t2＝0.25s時(shí)刻的波形圖，則該波傳播速度的大小可能為（）A．18m/s B．20m/s C．22m/s D．24m/s二、填空題13．如圖所示，圖甲是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在s時(shí)的波形圖，P、Q是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)分別為，，圖乙是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。該列簡諧橫波沿x軸___________方向傳播（填“正”或“負(fù)”），P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相繼到達(dá)波谷的最短時(shí)間差為___________s。14．一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距7.5m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖中甲、乙所示，則該列波的振幅是____cm；該列波最大波長是____m；該列波最大波速是____m/s。15．一列波沿軸正方向傳播的簡諧波，已知這列波在出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是0.4s，根據(jù)以上可知：（1）這列波的波速是_______m/s；（2）再經(jīng)過_______s質(zhì)點(diǎn)才能第二次到達(dá)波峰；（3）在（2）這段時(shí)間里通過的路程_______cm。16．如圖甲所示為一簡諧橫波在時(shí)的波形圖，P是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)。如圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。則這列波沿x軸______（選填“正”或“負(fù)”）方向傳播；從到，P質(zhì)點(diǎn)通過的路程為______m。17．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為時(shí)的波形圖，此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，虛線為時(shí)的波形圖，已知周期。則該波沿x軸_______（填“正”或“負(fù)”）方向傳播，波的周期為_______s，速度大小為_______m/s。三、解答題18．水袖的文化源遠(yuǎn)流長，它是中華民族文化的藝術(shù)結(jié)晶，有著獨(dú)特的表現(xiàn)形式。舞者的手有規(guī)律地振動(dòng)，并傳導(dǎo)至袖子，這給人營造出一種“行云流水”的美感，而這一過程其實(shí)就是機(jī)械波的傳播。現(xiàn)有一列向x軸正方向傳播的簡諧橫波，時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，M為平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)，時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。已知波的周期，求：（1）波的傳播速度大小v；（2）質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式（用正弦函數(shù)表示）。19．一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長不小于10cm．O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于和處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．時(shí)開始觀測(cè)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求簡諧波的周期、波速和波長；20．如圖所示，A、B是一列簡諧橫波中的兩點(diǎn)。某時(shí)刻，A正處于正向最大位移處，另一點(diǎn)B恰好通過平衡位置向－y方向振動(dòng)。已知A、B的橫坐標(biāo)分別為xA＝0m、xB＝70m，并且波長λ符合不等式：20m<λ<80m，波的周期為4s，求波長λ和波速v。21．在圖甲所示坐標(biāo)系中，一彈性輕繩沿x軸水平放置，繩左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，沿y軸振動(dòng)，在x軸上形成一沿軸傳播的簡諧橫波。測(cè)得波源的振動(dòng)傳到x1=1.0m的A質(zhì)點(diǎn)用時(shí)。（1）求繩波的波速大小。（2）圖乙為繩上x1=1.0m、x2=3.0m處的A、B兩質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像，求波源振動(dòng)頻率的可能值。22．一聲波在空氣中的波長為30cm，速度為340m/s。當(dāng)折射入另一種介質(zhì)時(shí)，波長變?yōu)?0cm。求：（1）聲波在這種介質(zhì)中的頻率；（2）聲波在這種介質(zhì)中的傳播速度。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．A【詳解】A．“聞其聲而不見其人”是一種司空見慣的現(xiàn)象，這體現(xiàn)了聲波的衍射，A正確；B．波源遠(yuǎn)離時(shí)，接收的頻率變小，B錯(cuò)誤；C．縱波中的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向有時(shí)與波的傳播方向相同，有時(shí)則相反，C錯(cuò)誤；D．小角度單擺才可近似為簡諧運(yùn)動(dòng)，此時(shí)周期與擺角無關(guān)，然而若擺角很大，就不再是單擺周期，D錯(cuò)誤。故選A。2．A【詳解】A．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；B．乙圖，水波穿過障礙物的小孔后，能傳播至兩側(cè)區(qū)域，屬于波的衍射現(xiàn)象，B正確；C．丙圖，兩列同頻率的水波在空間疊加，部分區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，屬于波的干涉現(xiàn)象，C正確；D．丙圖，竹竿舉起蜂鳴器快速轉(zhuǎn)動(dòng)，聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化，屬于波的多普勒效應(yīng)，D正確。故選A。3．D【詳解】觀察不到A點(diǎn)振動(dòng)，說明衍射現(xiàn)象不明顯，要使衍射現(xiàn)象變得明顯，可以減小波源的頻率以增大波長，或?qū)板向左移減小狹縫的尺寸，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。4．A【詳解】當(dāng)t=1s時(shí)，由圖（b）振動(dòng)圖線可知，質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)處于平衡位置，正要沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，由圖（a）波動(dòng)圖線向x軸負(fù)方向傳播，可判斷x=0處和x=4m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，且正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。故選A。5．D【詳解】A．科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離是利用光速快，A錯(cuò)誤；B．教室內(nèi)部的聲音可以在教室外面聽到是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL較長，容易發(fā)生明顯的衍射，B錯(cuò)誤；C．技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡是利用穿透能力強(qiáng)，C錯(cuò)誤；D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測(cè)量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度是利用超聲波的多普勒效應(yīng)，D正確。故選D。6．C【詳解】A．該現(xiàn)象是一列水波通過狹縫時(shí)的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．單擺做受迫振動(dòng)的周期只與驅(qū)動(dòng)力的周期有關(guān)，與擺球質(zhì)量無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．水下多普勒測(cè)速儀可測(cè)海水流速，選項(xiàng)C正確；D．水波干涉時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)振幅一定比振動(dòng)減弱點(diǎn)振幅大，但是加強(qiáng)點(diǎn)的位移不一定大于減弱點(diǎn)的位移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。7．B【詳解】波速由介質(zhì)決定，所以波速是不變的。又由波長、波速、頻率的關(guān)系λ=可知隨著頻率的變小，波長增大。故選B。8．C【詳解】位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為l，a、b之間只存在一個(gè)波谷，又因?yàn)椴ㄑ豿軸正方向由a到b傳播，則a點(diǎn)的振動(dòng)方向如圖所示所以質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波谷的時(shí)刻可能是t1＝，t2＝或t3＝，t4＝故ABD正確；C錯(cuò)誤。故選C。9．D【詳解】AB．波線1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長均相等，故AB錯(cuò)誤；CD．波線1、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由得波長不同，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。10．A【詳解】A．由題意知波向右傳播，由圖可得時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)L在平衡位置，由上下坡法可知質(zhì)點(diǎn)L下一時(shí)刻向下振動(dòng)，故乙圖可能是質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖像，故A正確；B．由圖可得所以波速為故B錯(cuò)誤；C．由圖可知質(zhì)點(diǎn)K與L相差半個(gè)周期，所以兩者的速度、加速度等大、反向，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)槊總€(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己平衡位置周期性振動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，故D錯(cuò)誤。故選A。11．C【詳解】由于女高音和男中音在同一介質(zhì)中傳播，因而波速相同；音調(diào)高即頻率高，故；再由，因相同，所以。即，，故選C。12．C【詳解】一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，則傳播的距離為那么波速為（n＝0，1，2，3…）當(dāng)n＝0時(shí)，則v1＝6m/s，當(dāng)n＝1時(shí)，則v2＝14m/s，當(dāng)n＝2時(shí)，則v3＝22m/s，當(dāng)n＝3時(shí)，則v4＝30m/s，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。13．

負(fù)

0.75【詳解】[1]由圖乙可知，s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)上下坡法，可知列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播。[2]由題意可知，P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相繼到達(dá)波谷的最短時(shí)間差等于質(zhì)點(diǎn)Q的狀態(tài)傳播到質(zhì)點(diǎn)P所用的時(shí)間，為14．

10

30

7.5【詳解】[1][2][3]由振動(dòng)圖像可知，波的振幅是10cm；由圖像知，波的周期是T=4s，從a到b的時(shí)間為則波速當(dāng)n=0時(shí)，該波的速度最大，為v=7.5m/s最大波長15．

10

0.7

6【詳解】（1）[1]根據(jù)這列波在出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間是可得：周期，由圖可得：波長，故波速（2）[2]根據(jù)波向右傳播可得：質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下振動(dòng)；故經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)才能第二次到達(dá)波峰；（3）[3]根據(jù)波速可得：經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)才開始振動(dòng)，故這段時(shí)間里質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間為；根據(jù)質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始振動(dòng)可得，運(yùn)動(dòng)路程為三個(gè)振幅，即路程為6cm。16．

正

【詳解】[1]由題圖乙可知，在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q沿著y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，因此波沿x軸正方向傳播；[2]由題圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為則時(shí)P點(diǎn)離平衡位置的距離時(shí)，波向右傳播了1.5m，P點(diǎn)恰好運(yùn)動(dòng)到負(fù)的最大位移處，因此P質(zhì)點(diǎn)通過的路程17．

正

0.8

10【詳解】[1]實(shí)線為時(shí)的波形圖，此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知該波沿x軸正方向傳播；[2]波的周期又所以解得[3]波速18．（1）；（2）?！驹斀狻浚?）該波波長，已知，則波的傳播速度解得。（2）簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅，時(shí)解得圓頻率質(zhì)點(diǎn)M用正弦函數(shù)表示的振動(dòng)方程為19．，，【詳解】時(shí)，A處質(zhì)點(diǎn)位于波峰位置，時(shí)，A處質(zhì)點(diǎn)第一次回到平衡位置可知時(shí)，O第一次到平衡位置時(shí)，A第一次到平衡位置，可知波從O傳到A用時(shí)，傳播距離故波速波長20．若波沿x軸正方向傳播，則，