2021-2022 学年高二物理上选择性必修一（人教版 2019） 第三章机械波期末过关测试卷 一、单选题 1．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻波的图象如图所示．若波速为 16m/s，则波长和频率分别是 （　　） A．8m，2Hz B．8 m，0.5 Hz C．4 m，2 Hz D．4 m，0.5 Hz 2．如图是沿 x 轴正向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 2.0m/s，下列说法正确的是（　　） A．这列波的周期为 2.0s B．这列波的振幅为 10cm C．此时刻质点 P 的振动方向沿 y 轴正方向 D．此时刻质点 Q 的加速度为零 3．如图甲所示，水波传到两板间的空隙发生了明显的衍射，若不改变小孔的尺寸，只改变挡板的位置或 方向，如图乙中的（a）、（b）、（c）、（d），则下列判断正确的是（ ） A．只有（a）能发生明显衍射 B．只有（a）（b）能发生明显衍射 C．（a）、（b）、（c）、（d）均能发生明显衍射 D．（a）、（b）、（c）、（d）均不能发生明显衍射 4．一列简谐横波沿 x 轴传播，t=0 时刻的波形如图所示，此时质点 P 恰在波峰，质点 Q 恰在平衡位置且 沿 y 轴负方向振动．再过 0.6s，质点 Q 第一次到达波峰．则下列说法正确的是（ ） A．此波沿 x 轴正方向传播，且传播速度为 60m/s B．1s 末质点 P 的位移为﹣0.2m C．质点 P 的位移随时间变化的关系式为 y=0.2cos（2πt）m 2 D．0〜0.9s 时间内质点 Q 通过的路程为（0.8+ 10 ）m 5．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q 两质点平衡位置相距 0.15 m．当 P 运动到上方最大位移处 时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是： A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.15 m 6．一列简谐横波沿 x 轴正向传播，传到 M 点时波形如下图所示，再经 0.6s，N 点开始振动，则该波的振 幅 A 和频率 f 为（ A．A=1m ） f=5Hz B．A=0.5 m f=5 Hz C．A=0.5m f=2.5 Hz D．A=1 m f=2.5 Hz 7．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．该简谐波的最大波长为 2L T C． t  8 时，P 在平衡位置上方 D． t  3T 时，P 的速度方向竖直向上 8 8．如图所示，S1 和 S2 是两个相干波源，其振幅均为 A，周期均为 T．实线与虚线分别表示两列波的波峰 和波谷．此刻，c 是波谷与波谷的相遇点，下列说法中正确的是( ) A．a 处质点始终处于离平衡位置 2A 处 B．随着时间的推移，c 处的质点将向右移动 C．从该时刻起，经过 1 T，c 处的质点将通过平衡位置 4 D．若 S2 不动，S1 沿 S1b 连线向 b 运动，则 b 处质点仍然始终处于平衡位置 二、多选题 9．一根拉紧的水平弹性绳上的 a 、 b 两质点的平衡位置间的距离为1.2m ， b 质点在 a 质点的右侧，一列 简谐横波沿此弹性绳向右传播。 t  0 时 a 质点的位移达到正向最大， b 质点的位移恰好为零，且向下运动； t  1s 1.2m a 时 质点第一次回到平衡位置。若该波的波长大于 ，则下列说法正确的是（　　） A．这列简谐横波的波长为 1.6m B．这列简谐横波的波速为 1m/s C． t  1s 时， b 质点在波谷 D． t  5s 时， a 质点在波谷 10．一列波沿 x 轴正向传播，t=0 时刻的波形如图所示，其中 E、F 两点相对平衡位置的位移相同，从该 时刻起 E 质点回到平衡位置的最短时间为 0.05s。F 质点回到平衡位置的最短时间为 0.15 s，质点的振幅为 A= 10cm，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的周期为 0.4 s B．E 点在 t=0 时偏离平衡位置的距离为 A 2 C．该波的传播速度为 10 m/s D．E 质点在 4s 内运动的路程为 40m E.该波很容易绕过 0.4 m 的障碍物 11．如图所示，沿 x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 200m/s，下列 说法中正确的是（ ） A．从图示时刻开始，质点 b 比质点 a 先到平衡位置 B．从图示时刻开始，经过 0.01s 质点 a 通过的路程为 0.4m C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为 50Hz D．若该波传播中遇到宽约 3m 的障碍物能发生明显的衍射现象 12．A、B 两列波在某时刻的波形如图所示，经过 t=TA 时间（TA 为波 A 的周期），两波再次出现如图波 形，则下列说法正确的是（ ） A．两波的波长之比为 λA：λB=1：2 B．两波的波长之比为 λA：λB=2：1 C．两波的波速之比可能为 vA：vB =1：2 D．两波的波速之比可能为 vA：vB =2：1 三、填空题 13．如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在 t＝0 时的波形图，图乙是这列波中质点 P 的振 动图线，那么： ① 该波的传播速度为________ m/s； ② 该波的传播方向为________(填“向左”或“向右”)； ③ 图甲中 Q 点(坐标为 x＝2.25 m 处的点)的振动方程为：y＝________cm. 14．如图所示，实线为一列横波某时刻的波形图像，这列波的传播速度为 0.25 m/s，经过时间 1 s 后的波 形为虚线所示.那么这列波的传播方向是________，这段时间内质点 P(x＝0.1 m 处)所通过的路程是______ __. 四、解答题 15．两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x  0.2m 和 x  1.2m 处，两列波的 波速均为 0.4m/s ，波源的振幅均为 2m 。图所示是两列波在 0 时刻的图象，此刻介质中平衡位置在 x  0.2m 和 x  0.8m 处的 P、Q 两质元刚开始振动。质元 (1)求两列波相遇的时刻； M 的平衡位置位于 x  0.5m 处。 (2)求 0s 到 1.5s 这段时间内质元 M 运动的路程。 16．如图所示，一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，波刚传到 Q 点（x=24cm），波速大小为 0.3 m/s，P 点的横坐标为 96 cm，求： (1) 从图中状态开始计时，经过多长时间，P 质点开始振动，振动时方向如何？ (2) 从图中状态开始计时，经过多长时间，P 质点第一次到达波峰？ (3)以 P 质点第一次到达波峰开始计时，作出 P 点的振动图象(至少画出 1.5 个周期)． 17．如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是 0.2s 后的波形图 (1)若波沿 x 轴负方向传播，求它传播的可能距离？ (2)若波沿 x 轴正方向传播，求它的最大周期？ (3)若波速是 35m/s，求波的传播方向？ 18．如图是一列沿水平方向向右传播的横波波源的振动图象已振动了 6 秒，若波速是 12m/s，波源在右侧 坐标系的原点，求： （1）这列波波长． （2）试在右侧坐标系中画出这列波在 t=8s 时的波形曲线？(标出坐标轴的物理量、单位、数值) 19．如图所示，沿波的传播方向上有间距为 1m 的 13 个质点 a、b、c、d、e、f、g、h、I、j、k、l、m， 它们均静止在各自的平衡位置，一列横波以 1m/s 的速度水平向右传播，在 t=0 时刻到达质点 a，且 a 开始 由平衡位置向上振动，在 t=1s 时刻，质点 a 第一次达到最高点，求： （1）这列波的波长和周期； （2）从 a 开始振动，经过多长时间 d 点第一次向下达到最大位移； （3）在图中画出 d 点第一次向下达到最大位移时的波形图象。 参考答案 1．A 【分析】 由图象可明确波长大小，再根据波长、频率和波速之间的关系可解得频率的大小． 【解析】由相邻波峰间的距离读出波长为   8m ，由波速为 16m/s 可以得到简谐运动的周期 T   0.5s v f  1  2 Hz T 故频率 故 A 正确，BCD 错误． 故选 A． 【点睛】 本题考查波长、频率和波速之间的关系，要注意明确对图象的认识，明确根据图象可分析波长、振幅以 及质点的振动方向． 2．A 【分析】 根据波动图象可读出波长和振幅，通过波长和波速求出波的周期；根据波的传播方向，运用“上下坡”法判 断出质点 P 的振动方向；根据质点的位移分析其加速度．  4 【解析】由图象可知，该波的波长为   4m ，则周期为 T  v  2  2.0 s ，故 A 正确．这列波的振幅等于 y 的最大值，为 5cm，故 B 错误；波沿 x 轴正方向传播，根据“上下坡”法知此时质点 P 沿 y 轴负方向运动， 故 C 错误；此时刻质点 Q 的位移为负向最大，由 a   kx D A． m ，知其加速度为正向最大，故 错误；故选 【点睛】 由波动图象可以直接读出振幅、波长、加速度和回复力的方向及大小的变化，若知道波的传播方向，可 以判断出质点的振动方向，考查理解波动图象的能力． 3．C 【解析】波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长 小得多，不论图乙中的（a）、（b）、（c）、（d）挡板位置如何改变，由于小孔的尺寸不变，则明显的 衍射条件满足，因此会发生明显的衍射现象，故 C 正确，ABD 错误． 故选 C． 【点睛】 波绕过障碍物继续传播的现象即波的衍射，能发生明显的衍射的条件是孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与 波长相比差不多或比波长小得多． 4．D 【解析】 图中质点 Q 恰在平衡位置且沿 y 轴负方向振动，由波形平移法可知，此波沿 x 轴负方向传播．由题有 T=0.6s，得 T=0.8s，波长 λ=24m，所以波速为： v  变化的关系式为：y=Acos（ 3 4  24   30m / s ，故 A 错误．质点 P 的位移随时间 T 0.8 2 2 t）=0.2cos（ ）=0.2cos（2.5πt）m，当 t=1s 时，代入得 y=0，故 BC 错 T 0.8 误．质点 Q 的位移随时间变化的关系式为：y=-Asin（ 2 2 t）=-0.2sin（ ）=-0.2