吉林省白城市通榆县第一中学2022-2023高二下学期3月测试物理试卷（含解析）考试试卷

通榆县第一中学2022-2023学年高二下学期3月测试物理试卷
选择性必修一第三章机械波
(波的形成及描述)
一、选择题（本大题共10小题，1--7为单选题,单选题每小题4分;8--10为多选题,多选题每小题6分,选不全为3分,共46分）
1．下列关于波的现象的说法中正确的是(　　)
A．只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源
B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动
C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源
D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方向传播
2．如图所示，为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到B点的波形，由图可判断出A点刚开始的振动方向是(　　)
A．向左　 B．向右　　
C．向下　 D．向上
3．一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的图像如图所示，坐标为(3,0)的质点经过周期后的坐标是(　　)
A．(3,2) B．(4,2) C．(4，－2) D．(3,0)
4．在图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可判断此横波(　　)
A．向右传播，且此时质点B正减速运动
B．向右传播，且此时质点C位移正增大
C．向左传播，且此时质点D加速度正减小
D．向左传播，且此时质点E势能正减小
5．一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(　)
沿x轴负方向，60 m/s
B．沿x轴正方向，60 m/s
C．沿x轴负方向，30 m/s
D．沿x轴正方向，30 m/s
6．一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1＝1 m和x2＝2 m的两质点A、B的振动图像如图所示。由此可知(　　)
A．波长为 m
B．波速为1 m/s
C．3 s末A、B两质点的位移相同
D．1 s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度
7.地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。地震中，假定震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则下列说法正确的是(　　)
A．P先开始振动，震源距地震仪约36 km
B．P先开始振动，震源距地震仪约25 km
C．H先开始振动，震源距地震仪约36 km
D．H先开始振动，震源距地震仪约25 km
8．(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中正确的是(　　)
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．图中所画的质点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
9．(多选)一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T。t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是(　 )
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的大
C．图2可以表示质点a的振动 D．图2可以表示质点b的振动
10．一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动，t0时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出。下列说法正确的是(　　)
A．t0时刻，x＝1 m处的质点振动方向向上
B．t0时刻，x＝－2 m处的质点振动方向向上
C．t0＋0.175 s时刻，x＝－1 m处的质点处在波谷位置
D．t0－0.125 s时刻，x＝1 m处的质点处在波峰位置
二、填空题(共2小题，每空2分,共14分。把答案直接填在横线上)
11．(10分)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正方向传播，则：
(1)A点、C点、D点的振动方向各是怎样的
(2)再经过T，质点A通过的路程是多少 ;质点C的位移是多少
12．(4分)细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，图中甲为t＝0时刻各点所处的位置，乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)。在丙中画出t＝时刻的波形图。
三、计算题(本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(8分)湖面上停放甲、乙两条船，它们相距30 m，一列水波正在湖面上沿两船连线方向传播，观察到甲船从开始振动的1 min内上下震荡30次，而乙船在这个时间内上下震荡28次。求：
(1)这列波的周期；(2)水波在水面上传播的速度大小。
班级 姓名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
14．(8分)一列简谐波向右传播，沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点，当P点经过平衡位置时，Q点也恰好经过平衡位置，如图所示，已知P、Q间只有一个波峰，试画出P、Q间可能的波形。
15．(12分)图甲为波源的振动图像，图乙是该波源产生的横波在某时刻t的波形图，已知波沿x轴正向传播，乙图中的O点表示波源。求：
(1)这列波的波速；
(2)从时刻t开始，到图乙中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P经过的路程。
16．(12分)如图所示，一列简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1 s的两个时刻的波形图，试求这列简谐波的波速和周期
参考答案
1.A解析：我们在解决问题时，不能把几个并列的条件分开来看，A项中有机械波存在就一定具备了两个必要条件，所以A项正确；若只有波源而无介质，也不能产生机械波，所以C项错误；水波使漂浮物只可能在原平衡位置做上下振动，不能使漂浮物远去，故B项错误；横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方向传播，所以D项错误。
2.D解析：由于波刚刚传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向，由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道，B质点此时正向上振动，所以波源A质点刚开始的振动方向向上，选项D正确。
3.A解析：波向右传播，则质点(3,0)向上运动，周期后到达波峰处，坐标为(3,2)，故A正确。
4.C解析：由题意，此时质点A正向上运动，波形将向左平移，所以此横波向左传播。此时质点B、C的振动方向向下，D、E方向向上，B向平衡位置运动，速度增大，C向波谷运动，位移增大，D向平衡位置运动，加速度减小，E向波峰运动，位移增大，势能增大，故C正确，A、B、D错误。
5.A解析：由P点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：T＝0.4 s，由甲图可知：λ＝24 m，所以v＝＝m/s＝60 m/s，故选A。
6.A解析：波从A向B传播，AB间的距离Δx＝λ，n＝0,1,2，…由题，波长大于1 m，则n只能取0，即有Δx＝λ，波长λ＝ m，波速为v＝＝ m/s，故A正确，B错误；3 s末A、B两质点的位移分别为yA＝－2 cm，yB＝0，位移不同，故C错误；由振动图像读出，1 s末A质点的位移yA＝2 cm，处于波峰，速度最小，B质点的位移yB＝0，处于平衡位置，速度最大，所以1 s末A质点的速度小于B质点的速度，故D错误。
7.A解析：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据－＝5 s，解得x＝36 km。故A正确，BCD错误。
8.ACD解析：据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后的时间，所以选项A、C正确，B错误；由题意知，质点9比质点1应晚起振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点1与质点9步调完全一致，所以选项D正确。
9.BD解析：t＝0时刻a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A错、B对；根据“上下坡”法可以判断，t＝0时刻b点在平衡位置且向下运动，C错D对。10.AC解析：由波的方向向右则波形向右平移，可知x＝1 m处的质点向上运动，故A正确；t0时刻，x＝－2 m处的质点与t0时，x＝2 m处的质点振动方向相同，振动方向向下，故B错误；波的周期为：T＝＝ s＝0.1 s，则t0＋0.175 s为又经过了1T，x＝－1 m处的介质点与1T 时刻x＝1 m的位置相同，处于波谷，故C正确；在t0－0.125 s为向前推了1T，x＝1 m处的质点处于波谷，故D错误。
11答案：(1)A点沿x轴正方向向上，C点沿x轴正方向向下，D点无方向　
(2)6 cm，2 cm
解析：(1)波沿x轴正方向传播，所以A点向上振动，C点向下振动，D点无运动方向。
(2)再过T，A点通过3个
12.答案：
解析：机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在t＝时刻第4个质点才开始振动，则在t＝时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了的时间回到了自己的平衡位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示。
13答案：(1)2 s　(2)7.5 m/s
解析：(1)甲船从开始振动的1 min内上下震荡30次，则甲船的振动周期为：T＝＝ s＝2 s这列波的周期等于船的振动周期，也为2 s。
(2)波从甲船传到乙船，1 min内，甲船比乙船多震荡2次，说明两船间的距离是两个波长，由题意得2λ＝30 m得：λ＝15 m，则：v＝＝7.5 m/s。
14.解析：简谐波的波形是正弦波，根据P、Q两点均在平衡位置，且P、Q间只有一个波峰，故可画出4种波形，如图所示。
15.答案：(1)v＝1 m/s　(2)l＝0.4 m
解析：(1)由图像可知：T＝0.2 s，λ＝0.2 m，波速v＝＝＝1 m/s
(2)由图乙知：在t时刻，P的振动状态为到达平衡位置且向上运动
此振动状态由P传至Q的时间Δt＝＝ s＝0.4 s＝2 T，由图知，振幅A＝5 cm，则质点P经过的路程l＝8A＝0.4 m
16.答案:(1)(0.6n＋0.15)m/s　(n＝0,1，2，… ) ,T=4/(4n+1)(s)(n＝0,1，2，… )
(2)(0.6n＋0.45) m/s　(n＝0，1,2，…)，T=4/(4n+1)(s)(n＝0,1，2，… )
解析：(1)由图可知波长为：λ＝60 cm。若波沿x轴正方向，传播的距离为：x1＝λ　(n＝0,1,2，…)，
波速为：v1＝＝ m/s＝(0.6n＋0.15)m/s　(n＝0,1，2，… )
T=λ/v1=4/(4n+1)(s)(n＝0,1，2，… )
(2)若波沿x轴负方向，传播的距离为：x2＝λ　(n＝0,1,2，…)，
波速为：v2＝＝ m/s＝(0.6n＋0.45) m/s　n＝0，1,2，…，
T=λ/v1=4/(4n+3)(s)(n＝0,1，2，… )