2020-2021学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册第3章：机械波含答案

人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波

1、（双选）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(　　)

A．不同质点的振幅都相同

B．不同质点振动的频率都相同

C．不同质点振动的相位都相同

D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

2、(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是(　　)

A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚

B．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的

C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后

D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动

3、手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是(　　)

A．该简谐波是纵波

B．经一段时间后P点逐渐移至绳的右端

C．t＝时，P在平衡位置上方

D．t＝时，P的速度方向竖直向上

4、如图所示,实线为简谐波在时刻t的图像,虚线为简谐波又经Δt时间后的图像。则下列说法中正确的是(　　)

A.这列简谐波一定沿x轴正向传播

B.这列简谐波一定沿x轴负向传播

C.实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置

D.实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a2位置

5、(双选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是(　　)

A．增大小孔尺寸      B．减小小孔尺寸

C．增大水波频率      D．减小水波频率

6、（多选）下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　)

A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度

B．交通向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，根据接收到的频率发生的变化，就可知汽车的速度，以便于交通管理

C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况

D．有经验的战士从炮弹飞行的呼啸声判断飞行炮弹是接近还是远去

7、（双选）如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400 m处放置一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m，则下列说法中正确的是(　　)

A．波源振动的周期为0.05 s

B．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大

C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波

D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz

8、(双选)一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25 s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s，P点的位移和速度可能是(　　)

A．位移是2 cm

B．位移是－2 cm

C．速度最大，方向沿－y的方向

D．速度最大，方向沿＋y方向

9、一列简谐横波在x轴上传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，x＝2 m的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断(　　)

A．该波的传播方向是沿x轴正方向

B．2 s末质点P到达x＝0 m位置

C．在t＝5 s时质点P的加速度为零

D．在0到5 s时间内质点P通过的路程是25 cm

10、(双选)如图是一列简谐横波某时刻波的图像,Q、P、N是波的传播方向上的三个质点,此时刻三个质点到各自平衡位置的距离相等,并且质点P正加速运动,则(　　)

A.此时刻,质点Q正加速运动

B.此时刻,质点N正加速运动

C.再过半个周期,质点Q正加速运动

D.再过半个周期,质点N正加速运动

11、如图所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于(　　)

A．整个区域             B．阴影Ⅰ以外区域

C．阴影Ⅱ以外区域       D．上述选项均不对

12、（双选）如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc.某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是与a相邻的两列波的波谷相遇点，则(　　)

A．a、b、c处都是振动加强的点

B．b处是振动减弱的点

C．经过质点b在波峰

D．经过质点b在波谷

13、某列波在t＝0时刻的波形如图中实线所示，虚线为t＝0.3 s(该波的周期T>0.3 s)时刻的波形图，已知t＝0时刻质点P向平衡位置方向运动，请判定波的传播方向并求出波速．

14、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，t＝0时刻的波形如图甲所示．

(1)求横波中质点振动的周期T.

(2)在图乙中画出t＝1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)．

(3)在图丙中画出平衡位置为x＝0.5 m处质点的振动图像(从t＝0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)．

2020—2021人教（2019）物理选择性第一册第3章：机械波含答案

人教（2019）选择性必修第一册第3章：机械波

1、（双选）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(　　)

A．不同质点的振幅都相同

B．不同质点振动的频率都相同

C．不同质点振动的相位都相同

D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

【答案】BD

2、(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是(　　)

A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚

B．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的

C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后

D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动

【答案】ACD

3、手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是(　　)

A．该简谐波是纵波

B．经一段时间后P点逐渐移至绳的右端

C．t＝时，P在平衡位置上方

D．t＝时，P的速度方向竖直向上

【答案】C

4、如图所示,实线为简谐波在时刻t的图像,虚线为简谐波又经Δt时间后的图像。则下列说法中正确的是(　　)

A.这列简谐波一定沿x轴正向传播

B.这列简谐波一定沿x轴负向传播

C.实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置

D.实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a2位置

【答案】D　

5、(双选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是(　　)

A．增大小孔尺寸      B．减小小孔尺寸

C．增大水波频率      D．减小水波频率

【答案】BD  

6、（多选）下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　)

A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度

B．交通向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，根据接收到的频率发生的变化，就可知汽车的速度，以便于交通管理

C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况

D．有经验的战士从炮弹飞行的呼啸声判断飞行炮弹是接近还是远去

【答案】ABD

7、（双选）如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400 m处放置一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m，则下列说法中正确的是(　　)

A．波源振动的周期为0.05 s

B．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大

C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波

D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz

【答案】AD

8、(双选)一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25 s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s，P点的位移和速度可能是(　　)

A．位移是2 cm

B．位移是－2 cm

C．速度最大，方向沿－y的方向

D．速度最大，方向沿＋y方向

【答案】CD

9、一列简谐横波在x轴上传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，x＝2 m的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断(　　)

A．该波的传播方向是沿x轴正方向

B．2 s末质点P到达x＝0 m位置

C．在t＝5 s时质点P的加速度为零

D．在0到5 s时间内质点P通过的路程是25 cm

【答案】D

10、(双选)如图是一列简谐横波某时刻波的图像,Q、P、N是波的传播方向上的三个质点,此时刻三个质点到各自平衡位置的距离相等,并且质点P正加速运动,则(　　)

A.此时刻,质点Q正加速运动

B.此时刻,质点N正加速运动

C.再过半个周期,质点Q正加速运动

D.再过半个周期,质点N正加速运动

【答案】BD　

11、如图所示，图中O点是水面上一波源，实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于(　　)

A．整个区域             B．阴影Ⅰ以外区域

C．阴影Ⅱ以外区域       D．上述选项均不对

【答案】B  

12、（双选）如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc.某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是与a相邻的两列波的波谷相遇点，则(　　)

A．a、b、c处都是振动加强的点

B．b处是振动减弱的点

C．经过质点b在波峰

D．经过质点b在波谷

【答案】AC

13、某列波在t＝0时刻的波形如图中实线所示，虚线为t＝0.3 s(该波的周期T>0.3 s)时刻的波形图，已知t＝0时刻质点P向平衡位置方向运动，请判定波的传播方向并求出波速．

解析：由于在t＝0时刻质点P向平衡位置方向运动，因此根据振动方向与波的传播方向的“上坡下，下坡上”关系可知，波向x轴负方向传播，从图中可知，此波的波长为λ＝4 m，从实线到虚线经过的时间为0.3 s，因此周期满足的关系为n＋T＝0.3 s，解得T＝ s(n＝0,1,2，…)，又因为T>0.3 s，因此只有n＝0满足，此时T＝0.4 s，根据波长、波速、周期的关系可知，波的传播速度为v＝＝10 m/s.

【答案】x轴负方向　10 m/s

14、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5 m/s，t＝0时刻的波形如图甲所示．

(1)求横波中质点振动的周期T.

(2)在图乙中画出t＝1 s时刻的波形图(至少画出一个波长)．

(3)在图丙中画出平衡位置为x＝0.5 m处质点的振动图像(从t＝0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期)．

解析：(1)由图甲读出波长λ＝2 m，由波速公式v＝得：T＝＝ s＝4 s.

(2)因为t＝1 s＝T，则简谐横波向右平移λ，画出t＝1 s时刻的波形图如图所示．

(3)从t＝0时刻开始计时，x＝0.5 m处质点的位移为正向最大，所以该处质点的振动图像是余弦曲线．画出平衡位置为x＝0.5 m处质点的振动图像如图所示．

【答案】(1)4 s

(2)

(3)