人教版高中物理选修一第三章《机械波》测试卷(包含答案解析)

一、选择题
1．小明和小华利用照相机记录绳子上由a向b传播的机械波并研究机械波的传播规律。

某时刻拍照记录的波形如图甲所示（图中数据为已知），其中a、b两点平衡位置的横坐标的距离为6m，b点的振动图像如图乙，则a点的振动图像为（）
A．B．
C．D．
2．在同一介质中两列简谐横波沿x轴以相同速度0.4m/s相向传播，波源分别位于（-
0.2m，0）和（1.2m，0）处，振幅均为2cm，t=0时刻波的图像如图所示，此时（0.2m，0）、（0.8m，0）的两个质点E、F刚好开始振动，B、C、D的平衡位置坐标分别为
（0.4m，0）、（0.5m，0）、（0.6m，0），以下说法错误的是（）
A．两列波叠加后C点振动位移始终为0
B．两列波叠加能够发生干涉现象
C．两列波叠加后B点的位移为0
D．两列波叠加后D点的振幅为4cm
3．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图
象。

从该时刻起（ ）
A ．经过0.35 s 时，质点Q 距平衡位置的距离等于质点P 距平衡位置的距离
B ．经过0.25 s 时，质点Q 的加速度大于质点P 的加速度
C ．经过0.15 s ，波沿x 轴的正方向传播了3 m
D ．经过0.1 s 时，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向
4．一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。

由该时刻开始计时，质点L 的振动情况如图乙所示。

下列说法正确的是（ ）
A ．该横波沿x 轴负方向传播
B ．质点N 该时刻向y 轴负方向运动
C ．质点L 经半个周期将沿x 轴正方向移动
D ．该时刻质点K 与M 的速度、加速度都相同
5．下面为某机械波在0t =时刻的波形图象和该波上质点P 对应的振动图象，根据图象正确的是（ ）
A ．P 点振幅为0
B ．Q 点速度向y 轴正方向
C ．波向右传播， 2.0m/s v =
D ．波向左传播， 4.0m/s =v
6．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P 的x 坐标为3m 。

已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ，下列说法正确的是
（ ）
A ．波速为4m/s
B ．波的频率为1.5Hz
C ．x 坐标为15m 的质点在t =0.6s 时恰好位于波谷
D ．当质点P 位于波峰时，x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷
7．如图所示，S 1、S 2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。

已知两列波的波长分别为λ1、λ2，且λ1＜λ2，图示时刻a 点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述中正确的是（ ）
A ．a 点的振动始终加强
B ．a 点的振动始终减弱
C ．因为λ1＜λ2，所以a 点的振动不遵守波的叠加原理
D ．a 点的振动遵守波的叠加原理
8．一列简谐横波沿x 轴负方向传播，图a 是t ＝1 s 时的波形图，图b 是某振动质点的位移随时间变化的图像，则图b 可能是图a 中哪个质点的振动图像（ ）
A ．x =1m 处的质点
B ．x =2m 处的质点
C ．x =3m 处的质点
D ．x =4m 处的质点
9．一条弹性绳子呈水平状态，M 为绳子中点，左右两侧的P 、Q 同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图，左侧的波长是右侧的2倍，以下判断正确的是（ ）
A ．M 的振动始终是加强的
B ．M 的振动始终是减弱的
C ．波源P 的频率是Q 的2倍
D ．波源Q 的频率是P 的2倍
10．一列波长大于2m 的横波沿着x 轴正方向传播，处在11m x =和23m x =的两质点P 、Q 的振动图像如图所示。

由此可知（ ）
A．该波的波长为8 m 3
B．该波的波速为4
m/s 3
C．1s末P点的振动速度小于Q点的振动速度
D．1.5s末两质点振动方向相同
11．一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m，b点在a点的右方。

当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动，经过1.0s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移达到负极大，则这简谐横波的波速可能等于（）
A．4.67m/s
B．6m/s
C．9m/s
D．4m/s
12．一列简谐横波沿 x轴传播，t=0 时的波形如图所示，质点A与质点 B相距 1m，质点A 速度沿 y轴正方向；t=0.02s 时，质点 A第一次到达正向最大位移处，由此可知( )
A．此波的传播速度为 50 m/s
B．此波沿x轴正方向传播
C．从 t=0 时起，经过 0.04s 质点 A沿波传播方向迁移了 1m
D．在t=0.06s 时，质点 B通过的路程为 3cm
13．一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为 x=0,x=x b（x b>0）.a 点的振动规律如图所示．已知波速为v=1m/s,在t=0s 时b 的位移为 0.05m,则下列判断正确的是
A ．从 t =0 时刻起的 2s 内，a 质点随波迁移了 2m
B ．t =0.5s 时，质点 a 的位移为 0.05m
C ．若波沿 x 轴正向传播,则可能 x b =0.5m
D ．若波沿 x 轴负向传播,则可能 x b =2.5m
14．如图所示，S 1、S 2为两个振动情况完全相同的相干波源，实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法中正确的是
A ．a 质点总处于波峰，b 质点总处于波谷
B ．c 、d 点可以出现波峰，也可以出现波谷
C ．a 、b 点振动振幅比波源振幅大
D ．振动加强和减弱区域交替变化
15．如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S ，产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2和v 1、v 2，则（ ）
A ．f 1＝2f 2，v 1＝v 2
B ．f 1＝f 2，v 1＝2v 2
C ．f 1＝f 2，v 1＝0.5v 2
D ．f 1＝0.5f 2，v 1＝v 2
二、填空题
16．如图所示，平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s ，平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为P 3.5m x =、Q 3m x =-，当波源S 位移为负且向y -方向运动时，P 、Q 两质点的位移方向__。

（选填“相同”或“相反” )
t=时刻的波形如图所示，此时质17．一简横波以2m/s的速度沿x轴正方向传播。

已知0
点P的位移为0.15m，再过0.5s质点P第一次到达波峰。

则这列波的周期为
___________s，波长为___________m，在0~4s这段时间内质点P通过的路程为
___________m。

18．机械波在x轴上传播，在t=0时刻的波形如图中的实线所示，在t=0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示。

已知该波的周期大于0.2s。

该波的振幅是___________，若波沿x轴负方向传播，则波速大小v=___________。

19．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。

(1)该波的频率为___________Hz，在海水中的波速为___________m/s。

(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少___________？
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声___________？20．如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t = 0时刻的波形图，已知波的传播速度v = 2m/s。

试回答下列问题：①写出x = 0.5 m处的质点做简谐运动的表达式：
________cm；②x = 0.5m处质点在0～5.5s内通过的路程为_______cm。

t=时刻的波形图如图（a）所示，图（b）表示该波传播的介质中某质21．一列简谐波在0
点此后一段时间内的振动图象：
(1)若波沿x轴正方向传播，（b）图应为______点的振动图象
(2)若波沿x轴负方向传播，（b）图应为______点的振动图象
22．二十世纪二十年代，天文学家哈勃从星光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行，距离越远，退行速度越大，两者成正比，这个规律称为哈勃定律。

一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者，地球观察者测量的星系光谱波长____（选填“大于”、“等于”或“小于”）超新星发出光谱波长；地球观察者测量超新星发出光的传播速度为_____（光在真空中传播速度为c）。

23．一列简谐横波在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的振动图象，则这列波是向x轴______（选填“正方向”或“负方向”）传播的，波速的大小为____m/s。

在t1 到t2 时间内，质点a通过的路程为_______m。

24．一列沿x轴传播的横波某时刻的波形如图所示，此时质点a正向下运动。

由此可知该波的传播方向为______，此后b、c两质点中先到达平衡位置的是______点。

25．在有波浪的水面上行驶着一艘模型小船，如果船的航向与水波的传播方向成60 ，小船从一个波谷到相邻下一个波谷的时间为1s.此时的船速为3m/s，水波的速度为1m/s，则可知水波的波长为______m，周期为_____s.
26．一条弹性绳沿x轴方向放置，绳左端点在原点O处．用手握住绳左端点使其沿y轴方向做周期为1.0s 的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波．当波传到x= 1.0m处的M点时，此时的波形如图所示，那么再经过___________s，波传到x=4.5m处的N点．当绳的左端点的运动路程为0.88m时，N点的运动路程为________cm．
三、解答题
27．一列简谐横波在t1=0时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t2=0.7s
末时，质点P刚好出现第二次波峰，试求：
(1)波速v；
(2)x坐标为6m的Q点第一次出现波谷的时刻t3=？
28．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T
乙=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。

29．一列简谐横波在x轴上传播，t=0时的波形如图所示。

从图示时刻开始，到t=3s时，x=20cm处的质点N第三次出现波谷。

求；
(1)这列波的周期；
(2)从图示时刻起，x=10cm处的质点M第一次回到平衡位置所用的时间。

t=时的波形图，图乙是这列波30．如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谱横波在0
x=处的点）的振动图线。

中质点P（坐标为 1.5m
(1)求该波的传播速度。

(2)判断该波的传播方向。

(3)写出图甲中P点的振动方程。