1、人教版（人教版（2019）高中物理选择性必修第一册期末练习卷）高中物理选择性必修第一册期末练习卷机械波（机械波（A） 一、单选题一、单选题 1一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的波形如图，P为介质中一质点，此时刻质点P的运动方向为 （） Ax轴正向Bx轴负向Cy轴正向Dy轴负向 2某一简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，P 为介质中的一个质点下列判断正确的是 A此时刻质点 P 的速度沿 x 轴正方向 B此时刻质点 P 的加速度沿 y 轴负方向 C再过半个周期，质点 P 的位移方向沿 y 轴正方向 D再过一个周期，质点 P 的位移方向沿 y 轴负方向 3某同学手拿绳子一端开始做上
2、下振动 1. 5s 后形成的波形如图所示，已知相邻编号的质点间水平距离为 6cm 及此时 1 到 10 号质点的振动方向，则此同学开始振动的方向和这列绳波的传播速度分别为 A竖直向上，0.36m/sB竖直向下，0.4m/s C竖直向上，0.4m/sD竖直向下，0.36m/s 4如图所示，甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在 x 轴上 06cm 区间段简谐波的照片已 知波沿 x 轴传播，照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片间隔为 1s，则由照 片可知 () A波的波长为 6mB波一定是沿x 方向传播 C波速一定是 4m/sD波可能是沿x 方向传播，且波速是 9m/
3、s 5下列说法正确的() A我们能通过光谱分析来鉴别月球的物质成分 B当敌机靠近时，战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率 C衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D 222 86 Rn的半衰期为3.8天，若有 222 86 20gRn，经过7.6天后还剩下 222 86 5gRn 6一列沿 x 轴负方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，a、b、c、d 为介质中沿波的传播方向上 4 个 质点的位置，若从该时刻开始计时，则振动图象如图乙所示的质点是（） Aa 处质点Bc 处质点Cb 处质点Dd 处质点 7图 1 是一列简谐横波在 t=1.25s 时的波形图，已知
4、 c 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振，则图 2 所示振 动图像对应的质点可能位于（） AaxbBb x cCcxdDdx e 8如图甲所示为一列简谐横波在 t=5s 时波的图象，P 为介质中的一个质点图乙是质点 P 的振动图象，那 么该波的传播速度和传播方向是 Av=1.0m/s，沿 x 轴负方向Bv=0.5m/s，沿 x 轴负方向 Cv=0.5m/s，沿 x 轴正方向Dv=1.0m/s，沿 x 轴正方向 9如图所示，沿 x 轴正向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 200m/s，介质中 有 a、b 两质点，下列说法中正确的是 A从图示时刻开始，经过 0.01
5、s，质点 a 通过的路程为 0.2m B图示时刻 b 点的加速度大于 a 点的加速度 C图示时刻 b 点的速度小于 a 点的速度 D若该波传播中遇到宽约 4m 的障碍物，则能发生较明显的衍射现象 10物理学原理在现代科技中有许多重要应用例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机 降落的导航如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实 验中的双缝两天线同时都发出波长为1和2的无线电波飞机降落过程中，当接收到1和2的信号都保持 最强时，表明飞机已对准跑道下列说法正确的是() A天线发出的两种无线电波必须一样强B导航利用了1与2两种无线电波之间的干涉 C两
6、种无线电波在空间的强弱分布稳定D两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 11有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向他所利用的应是() A声波的干涉现象B声波的衍射现象 C声波的多普勒效应D声波的反射现象 12一列波以速率 v 传播，如图所示，t1时刻的波形为实线，t2时刻的波形为虚线，两时刻之差 t1-t2=0.03s， 且小于一个周期 T，下列各组判断中正确的是（） AT=0.04s，v=100m/sBT=0.04s，v=300m/s CT=0.12s，v=300m/sDT=0.04s，v=100m/s 二、填空题二、填空题 13一简谐波沿 x 轴正方向传播已知轴上 x
7、1=0 和 x2=1m 两处的振动图象分别如图所示，又知此波的波长 大于 1m，则此波的传播速度 v=_m/s （取整数） 14如图, a、b、c、d 是均匀介质中 x 轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为 2 m、4 m 和 6 m.一列简谐横 波以 2 m/s 的波速沿 x 轴正向传播，在 t=0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t=3 s 时 a 第一次到达最高点，则波的频率是_Hz，在 t=5 s 时质点 c 向_(填“上”“下”“左”或“右”)运动. 15如图所示，一列简谐横波沿 x 轴传播.已知在0t 时波形如图所示，此时 x 轴上的质点 B 正通过平衡
8、位 置向下振动，在它左边的质点 A 位于负最大位移处；在0.5ts时，质点 A 第三次出现在正的最大位移处， 这列简谐波沿着 x 轴_(填“正“或“负)方向传播， 波速是_/m s；0.5ts时， 质点3 C C xm 的振动位移大小为_ cm 16一列沿着 x 轴正方向传播的横波，在 t0 时刻的波形如图甲所示图甲中某质点的振动图象如图乙所 示 质点 N 的振幅是_ m，振动周期为_ s，图乙表示质点_(从质点 K、L、M、N 中选填) 的振动图象，该波的波速为_ m/s. 三、解答题三、解答题 17如图中的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过 0.2s 时的波形图象。 (1)这列波的波长是多
9、少？ (2)假定波向左传播，求波传播的可能距离； 18一列波沿 x 轴正方向传播的简谐波，在 t=0 时刻的波形图如图所示，已知这列波在 P 出现两次波峰的最 短时间是 0.4s，求： (1)这列波的波速是多少？ (2)再经过多少时间质点 R 才能第一次到达波峰？ (3)这段时间里 R 通过的路程是多少？ 19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，
10、0）的位移 y=+20cm 的时刻 t。 20一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t0 时刻的波形如图所示，已知介质中质点 P 的振动周期为 2 s，此 时 P 质点所在的位置纵坐标为 2 cm，横坐标为 0.5 m，试求从图示时刻开始在哪些时刻质点 P 会出现在波 峰？ 参考答案参考答案 1D 【详解】 根据波形平移法可知，将波向右微微平移，由图可知，P 点应向向下运动，即沿 y 轴的负方向，故 D 正确， ABC 错误； 故选 D 2B 【详解】 A、简谐横波沿 x 轴的正方向传播，根据“上下坡”法判断可知，质点 P 此时刻的速度沿 y 轴正方向，故 A 错 误； B、根据回复力 f=-k
11、x，此时刻位移沿 y 轴正方向，回复力沿 y 轴负方向，加速度沿 y 轴负方向，故 B 正确； C、再过半个周期质点 P 振动到平衡位置下方对称的位置，所以位移方向沿 y 轴负方向，故 C 错误； D、再过一个周期，质点 P 又回到现在的位置，位移方向沿 y 轴正方向，故 D 错误 故选：B 3D 【详解】 由波形图可知，10 号点刚开始振动，且正竖直向下运动，根据每一点的振动都重复了波源的振动，说明此 同学开始振动的方向是竖直向下；1.5s 波传播了 54cm，所以波速 v= 0.54 1.5 x t =0.36m/s 故 ABC 错误，D 正确 故选 D. 4D 【详解】 A.由图知，波长
12、为4m故 A 错误 B.由于无法确定图中质点的振动方向，也就无法判断波的传播方向，故 B 错误 CD.若波沿+x 轴传播，则得 3 1 4 tsnT 波速 v T 联立得 43/012vnm sn， ， ， 当 n=0 时，v=3m/s；同理得：若波沿-x 轴传播 41/012vnm sn， ， ， 当 n=1 时 v=9m/s 故 C 错误，D 正确 故选 D 5D 【详解】光谱分析要使用明线谱或吸收光谱，而月亮的光是反射的太阳光故 A 错误；根据多普勒效应， 波源和观察者相互靠近时，观察者接受的频率要高于发射频率，所以 B 错误；衰变中产生的射线不是原 子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成，
13、实际上是原子核中的中子转化成质子而发射出来的故 C 错误； 根据 m=m0 1 ( ) 2 t ，则 20g 222 86Rn，经过 7.6 天后还剩下 m=20 7.6 3.8 1 ( ) 2 g=5g，选项 D 正确；故选 D. 6A 【详解】由振动图象乙可知 t=0 时刻质点位于平衡位置向下运动，在甲图上，根据波形的平移法可知，a 点 位于平衡位置向下运动，c 点位于平衡位置向上运动，故图乙应是 a 处质点的振动图象故 A 正确B、C、 D 错误故选 A 7D 【详解】 因为 C 位置的质点比 a 位置的晚 0.5s 起振，所以波向右传播，周期是 1s，在 t=1.25s 的波形图也就是
14、在 ，因此在的波形图就是图 1 左移 1/4 波长后的部分，如图所示： 跟图 2 对照，可知，对应的质点可能位于 Oa 之间或 de 之间，因此选 D 8A 【详解】 从横波图像中可知2.0m，从振动图中可知2sT ，故 1.0m/sv T 从图中可知质点 P 在 t=5s 时的振动方向和在 t=1s 时振动方向相同，即正通过平衡位置向下振动，根据走坡 法可知波向左传播，即 x 负方向传播。 故选 A 9D 【详解】 A波沿 x 轴正方向传播，波的频率为 50Hz，周期为 0.02s，经过 0.01s，质点 a 通过的路程 2A，即为 0.4m， 故 A 错误； B由图示位置可知，b 点的回复
15、力小于 a 点，因此 b 点的加速度小于 a 点的加速度，故 B 错误； C横波沿 x 轴正方向传播，质点 b 的振动方向在 y 轴负方向，此时速度不为零，而 a 点的速度为零，即 b 点的速度大于 a 点的速度，故 C 错误； D该波波长=4m 与障碍物的尺寸相当，故能发生明显的衍射现象，故 D 正确。 故选 D。 10C 【详解】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处干涉均 加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的1 和2 的信号都保持最强时，表 明飞机已对准跑道由题意，天线发出的两种无线电波不必一样强，A 错误；导航利用了两
16、种波长的无线 电波各自的稳定干涉，B 错误；若两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合，则接收到1 和2 的信号 都保持最强的位置，不一定在跑道上，D 错误；故选 C 11C 【详解】当听到的声音音调变低，说明接收到的声音的频率变小，表明火车离他远去，当听到的声音音调 变高，说明接收到的声音的频率变大，则火车向着他驶来，利用声波的多普勒效应，故 C 正确 12B 【详解】 已知 21 0ttT，则根据波形的平移得知，波传播的时间 21 0.03stt 由图像可知，当波向右传播时，波传播的时间 21 1 4 ttT，则周期为0.12sT ，再由波长为12m， 可得波速 100m/sv T 当波向
17、左传播时，波传播的时间 21 3 4 ttT，则周期为0.04sT ，可得 300m/sv T ACD 错误，B 正确。 故 B 正确。 13333 【详解】由图可知 t=0 时刻， 1 0 x 处质点位于波峰， 2 1xm处质点通过平衡位置向下，结合波形得到 21 3 () (012) 4 xxnn， ， ，得到波长为 4 43n ，根据波的波长大于 1m，n 只能取 0，得到波长 4 3 m，由图读出周期 3 4 10Ts ，则波速为 3 4 3 /333/ 4 10 vm sm s T 140.25上 【详解】 12t=3s 时 a 第一次到达最高点 3 3 4 Ts T=4s 1 0.
18、25Hzf T 根据xvt 1 1 6m =3s 2m/s x t v 波传到 C 点后，C 振动了 2s，即半个周期，所以 5s 时 C 经平衡位置向上运动 15负100 【详解】在 t=0 时波形如图所示，此时 x 轴上的质点 B 正通过平衡位置向下振动，根据波的平移法，则这 列简谐波沿着 x 轴负方向传播； 由题，质点 A 位于负最大位移处；在 t=0.5s 时，质点 A 第三次出现在正的最大位移处，则有 2 1 2 T=t，得到 周期为：T= 2 5 t=0.2s，由图读出波长为：=2m，则波速为为： 2 10/ 0.2 vm s T t=0.5s 时，即 t=2T+ 1 2 T质点
19、C （xC=3m ）处于平衡位置，则其振动位移大小为 0； 160.8、4、L、0.5 【详解】从甲、乙图可看出波长2.0 m，周期 T4 s，振幅 A0.8 m；乙图中显示 t0 时刻该质点处于 平衡位置向上振动，甲图波形图中，波向 x 轴正方向传播，则质点 L 正在平衡位置向上振动，波速 v/T 0.5 m/s. 17(1)4m；(2)(4n+3)m(n=0、1、2) 【详解】 (1)由图可知，这列波的波长是 4m； (2) 假定波向左传播，虚线是经过 0.2s 时的波形图象，则波传播的可能距离 33 4m43 m0 1 2 44 snnnn 、 、 18(1)10m/s；(2)0.7s；
20、(3)6cm 【详解】 P 点两次出现波峰的最短时间是 0.4s，所以这列波的周期 T=0.4s (1)由波速公式得 v= T = 4 0.4 m/s=10m/s (2)由 t=0 时刻 x=2m 处的波峰传到 R 时即第一次出现波峰，波移动的距离 s=7m 则 7 s0.7s 10 s t v (3)因为波传到 R 点用时间为 T=0.4s，则在上述时间内，R 实际振动时间 t=0.7s0.4s=0.3s 因此 R 通过的路程为 s路=3A=6cm 19 （i） 0 0.1s x t v ； （ii）t=0.4k（其中 k=1、2、3） 【详解】 （i）由图可知，乙波的波长为乙=1.6m，由
21、于两列波均在同一种介质中传播，所以波速 v 相同，即 1.6 4m/s 0.4 v T 乙 乙 乙波先到达 P 点 x=2.0ml.6m=0.4m 则 0 0.1s x t v （ii）甲波的波长甲=0.8m，当质点 Q 的位移等于 20cm 时，两列波的波峰同时出现在 Q 点，由图可知，甲 波的波峰平移到 Q 点的传播距离可能为 2.40.8 m1.60.8xnn 甲甲 其中 n=0、1、2、3，所用时间为 x t v 甲 乙波的波峰平移到 Q 点的传播距离可能为 1.6xkk 乙乙 其中 k=1、2、3，所用时间为 x t v 乙 可得 2k=2+n 可见，当 k=1，n=0 时，t=0.4s，当 k=2，n=2 时，t=0.8s， 当 k=3，n=4 时，t=1.2s，依次类推可知这些时刻 t 为 t=0.4k（其中 k=1、2、3） 20 65 3 k s(k0, 1, 2， ) 【详解】 波的传播速度为：v T 3 m/s 由题意知此时刻质点 P 向下振动，所以 P 向下振动到平衡位置所需的时间等于波沿 x 轴方向传播 0.5 m 的 时间 t1 0.5 = 3 x v s0.17 s 第一次到达波峰的时刻为：t2 3 4 Tt1 所以质点 P 出现在波峰的时刻是：tkTt2s(k0, 1, 2， )
