第三章 机械波 单元测试-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

第三章 机械波

一、选择题（共16题）

1．火车的鸣笛声由空气传到铁轨中，则关于其频率和波长的变化情况，描述正确的是

A．频率不变，波长变短 B．频率不变，波长变长

C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变短

2．a、b是一条水平绳上相距为L的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长等于2L/3，当a点经过平衡位置向上运动时，b点

A．经过平衡位置，向上运动

B．处于平衡位置上方位移最大处

C．经过平衡位置，向下运动

D．处于平衡位置下方位移最大处

3．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个简谐波波源，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc、某时刻a是两列波峰的相遇点，c是两列波谷的相遇点，则（　　）

A．a处质点始终处于波峰 B．a、c处质点位移大小始终相等

C．b为振动减弱点 D．c为振动减弱点

4．一根较长轻质柔软细绳，用手握住一端连续上下抖动，形成一列波．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置，不考虑能量损失．下列说法中正确的是(  )

A．质点 a的振动周期大于质点b的振动周期

B．a、b两质点之间的距离等于半个波长

C．一个周期后质点a将移动到质点b的位置

D．质点a比质点b先开始振动

5．如下图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波动图象，从此刻起再过开始计时，质点P的振动图象是（  ）

A． B．

C． D．

6．一列波由一种介质进入另一种介质中继续传播，则（　　）

A．传播方向一定改变 B．其频率不变

C．如波速增大，频率也会增大 D．如波长变小，频率也会变小

7．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若在x=0处质点的振动图像如图所示，则该波在时刻的波形曲线为（　　）

A． B．

C． D．

8．一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图中位于a、b两处的质元经过四分之一周期后分别运动到、处．某人据此做出如下判断：①可知波的周期，②可知波的传播速度，③可知的波的传播方向，④可知波的波长．其中正确的是

A．①和④ B．②和④ C．③和④ D．②和③

9．下列关于机械波的说法正确的是（　　）

A．各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移

B．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化

C．一列机械波通过不同介质时，波长和频率都会发生变化

D．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多

10．某列简谐横波在时刻的波形如图甲中实线所示，时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，则（　　）

A．这列波沿x轴正方向传播

B．图乙是质点b的振动图像

C．从到这段时间内，质点a通过的路程为1.5m

D．时刻质点c沿y轴正向运动

11．一列横波在x轴上沿x轴正方问传播，在t与t+0. 4s两时刻在x轴上-3m〜+3m的区间内的波形图恰好重叠，则下列说法中正确的是（　　）

A．质点振动的最小周期为0. 4s

B．该波最大波速为10m/s

C．从t时刻开始计时，x=2m处的质点比x=2. 5m处的质点先回到平衡位置

D．在t+0. 2s时刻，x= -2m处的质点位移一定为a

12．一个质点A位于坐标原点处，沿y轴做简谐运动，在介质中形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻波形如图所示．这列波的周期为T，下列说法中正确的是（  ）

A．质点A开始振动时的方向沿y轴正方向

B．从到时间内，回复力对质点B一直做负功

C．在到时间内，质点B将沿x轴正方向迁移半个波长

D．在一个周期T内，质点B所受回复力的冲量不为零

13．为体验波的形成与传播，30 位高低差不多的同学来到操场上排成一排，相互间隔0.5m，然后从排头的同学开始，周期性地蹲下站起，后面的同学比前面的同学迟0.5s开始蹲下，并依次后传，每个同学完成一次下蹲站起的时间为4s，则（　　）

A．欲使模拟较为成功的话，同学们应尽量匀速地蹲下、站起

B．从第一位同学开始到“波”传到最后一位同学用时15s

C．该“波”的波长为4 m

D．第一位同学与第四位同学的动作总是相反

14．如图所示，两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的速度大小均为，两波源的振幅均为．图示为时刻两列波的图象（传播方向如图所示），该时刻平衡位置位于和和、两质点刚开始振动，质点的平衡位置处于处．关于各质点运动情况的判断正确的是（ ）

A．时刻质点、均沿轴正方向运动

B．时刻，质点的位移为

C．时刻，质点的位移为

D．时刻，质点、都运动到

15．一质点以坐标原点O为中心位置在y轴方向上做简谐运动，其振动图象如图甲所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为。时此质点开始振动，经过后此质点立即停止运动，再经过后的波形图是图乙中的（振动和波形图中质点的位移都规定向上为正）（　　）

A． B．

C． D．

16．有甲乙两个波源，在甲波源振动50次的时间内，乙波源振动了60次，它们发出的机械波在同一种媒质中传播时，波长之比为（　　）

A．6:5 B．5:6 C．12:60 D．6:1

二、综合题（共8题）

17．波的图象

（1）坐标轴：横轴表示各质点的___________，纵轴表示该时刻各质点的___________。

（2）意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开___________的位移。

18．如图所示，a、b、c、d…为传播简谐横波的介质中一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为0.1m．若某时刻向右传播的波到达a质点，a开始时先向上运动，经过0.2s d质点第一次达到最大位移，此时a正好在平衡位置（已知质点振幅为2cm，ad沿传播方向上的距离小于一个波长）．则该简谐横波在介质中的波速可能值为_______m/s，此时质点j的位移可能为________cm．

19．（1）通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。（______）

（2）机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。（______）

（3）机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。（______）

（4）波速表示介质中质点振动的快慢。（______）

20．如图所示，实线是一列简谐横波在t1= 0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0＜t2－t1＜T，t1= 0时，x=2m处的质点A正向y轴正方向振动．

①波速大小为_______；

②从t2时刻计时，x=1m处的质点的振动方程是_____．

21．如图甲、乙为某一列波在某时刻的波的图像和某质点的振动图像，两图像横坐标和纵坐标分别表示什么意义？两图线的物理意义分别是怎样的？

22．如图所示，一列简谐横波从O点开始沿x轴向右传播，P、Q是介质上的两个质点，分别位于和处，从时刻开始计时，波源O开始向上振动，波沿x轴向右传播，经过时间波源O第2次到达波峰，已知波的传播速度为，波的振幅为，求：

​

该机械波的波长；

从到时间内，P、Q两质点到达波峰的次数和

23．一列横波的波源在图中的坐标原点O处，经过0.4 s，振动从O点向右传播20 cm，P点离O点的距离是80 cm．求：

（1）P点起振时的速度方向如何？

（2）该波从原点向右传播时开始计时，经多长时间质点P第一次到达波峰?（保留一位小数）

24．如图所示，一列简谐横波在均匀介质中沿水平x轴正方向传播，O、M、N为x轴上的三个质点，质点O与M平衡位置间的距离小于一倍波长，质点M与N平衡位置间的距离为x1=1m。质点O是振源，由平衡位置开始向上振动，周期是T=4s，振幅是A=10cm，当波传到M时，质点O在波谷，再经过t=10s，波传到N点。求：

（1）该简谐波的波速v和波长λ

（2）质点O与M平衡位置间的距离x2；

（3）从质点O开始振动到质点N开始振动的时间内，质点O通过的路程s。

参考答案

1．B2．C3．B4．D5．B6．B7．A8．C9．A10．D11．C12．B13．C14．B15．B16．A

17．平衡位置    位移    平衡位置   

18．3或2   0

19．错误    正确    错误    错误   

20．（1）2m/s．    （2）y=-5sinπt（cm）．   

21．波的图像横坐标表示各质点的平衡位置，纵坐标表示某时刻各质点离开平衡位置的位移；而振动图像横坐标表示某质点运动的时间，纵坐标表示该质点在不同时刻离开平衡位置的位移，波的图像表示某时刻各质点的位移，振动图像表示质点的位移随时间变化的规律

22．(1)  (2)  

23．（1）向下； （2）1.9s

24．（1），；（2）；（3）