第三章 機械波（單元檢測卷）（附答案）-2022-2023學年高二上學期物理選擇性必修1人教版2019

第三章機械波（單元檢測卷）(考試時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(1～8題為單選題，9～12題為多選題，每小題4分，共48分)1.兩列振幅和波長都相同而傳播方向相反的波如圖甲所示，在相遇的某一時刻如圖乙所示，兩列波“消失”了，此時介質中M、N兩質點的振動方向是()A.M點向下，N點向上B.M點向上，N點向下C.M點、N點都向下D.M點、N點都靜止2.如圖表示產(chǎn)生機械波的波源O做勻速運動的情況，圖中的圓表示波峰，下列說法中正確的是()A.該圖表示的是衍射現(xiàn)象B.該圖表示的是多普勒效應C.該圖表示波源正在向B點移動D.觀察者在圖中的A點接收到的波的頻率最低3.一列波在介質中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時刻的波形圖，并且此時振動還只發(fā)生在M、N之間，已知此波的周期為T，質點Q速度方向在波形圖中是向下的，下面說法中正確的是()A.波源是M，由波源起振開始計時，點P已經(jīng)振動時間TB.波源是N，由波源起振開始計時，點P已經(jīng)振動了eq\f(3T,4)C.波源是N，由波源起振開始計時，點P已經(jīng)振動了eq\f(T,4)D.波源是M，由波源起振開始計時，點P已經(jīng)振動了eq\f(T,4)4.在坐標原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝200m/s，已知t＝0時，波剛好傳播到x＝40m處，如圖所示．在x＝400m處有一接收器(圖中未畫出)，則下列說法正確的是()A.波源開始振動時方向沿y軸正方向B.從t＝0開始經(jīng)0.15s，x＝40m的質點運動的路程為0.6mC.接收器在t＝2s時才能接收到此波D.若波源向x軸正方向運動，接收器接收到波的頻率可能是9Hz5.如圖所示，在水平面上有兩個完全相同的振源S1和S2，在S1和S2連線的中垂線上有a、b、c三點．已知在某一時刻兩列波的波峰在a點相遇，波谷在c點相遇，b為a、c連線的中點，如圖所示，下列結論中正確的是()A．a(chǎn)、c兩點是振動加強點，b點是振動減弱點B．a(chǎn)點是振動加強點，c點是振動減弱點，b點振動情況不確定C．a(chǎn)、b、c三點的振幅都為零D．a(chǎn)、c連線上所有點都為振動加強點6.一列簡諧橫波某時刻的波形如圖，比較介質中的三個質點a、b、c，則()A.此刻a的加速度最大B.此刻b的速度最小C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸負方向運動D.若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置7.如圖所示，正中O是水面上一波源，實、虛線分別表示該時刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時間，水面上的波形將分布于()A.整個區(qū)域B.陰影Ⅰ以外區(qū)域C.陰影Ⅱ以外區(qū)域D.陰影Ⅰ區(qū)域8.上課時老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器迅速水平旋轉，同學們聽到蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是()A．旋轉時蜂鳴器發(fā)聲的頻率變化了B．由于旋轉，改變了同學們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調(diào)變高時，一定是向遠離觀察者的方向運動D．音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的9.（多選）在空氣中的同一區(qū)域內(nèi)，兩列聲波波源的振動情況如圖所示，可以肯定的是()A.a波源的頻率為b波源頻率的2倍B.a波的波長為b波波長的2倍C.a、b兩列波疊加能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉D.通過同一狹縫，a波的衍射效果比b波明顯10.（多選）圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0s時刻的波形圖．已知t1＝0.3s時，質點P首次位于波谷，質點Q的坐標是(1.5,0)，質點M的坐標是(13,0)(圖中未畫出)，則以下說法正確的是()A.該波的傳播速度為0.3m/sB.從t＝0開始，質點Q一定比P先到達波峰C.每經(jīng)過0.3s，質點Q的路程一定是15cmD.在t2＝1.6s時刻，質點M第二次位于波峰11.（多選）如圖所示為兩列波疊加的示意圖，這兩列波的振動方向，振幅頻率完全相同，M、N、Q為疊加區(qū)域的三個點，Q為兩個波谷相遇，M為兩個波峰相遇，N點為波峰和波谷相遇，波的周期為T，則下列說法正確的是()A.Q點為振動加強點B.N點始終靜止不動C.經(jīng)eq\f(1,2)周期，質點Q傳播到N點D.M點為振動加強點，經(jīng)過eq\f(T,2)，此點振動減弱12.(多選)如圖所示，男同學站立不動吹口哨，一位女同學坐在秋千上來回擺動，下列關于女同學的感受的說法正確的是()A.女同學從A向B運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B.女同學從E向D運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C.女同學從C點向右運動時，她感覺哨聲音調(diào)不變D.女同學從C點向左運動時，她感覺哨聲音調(diào)變低二、非選擇題(本大題5小題，共52分)13.(6分)如圖甲，在xOy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源S1(0,4)和S2(0，－2)．兩波源的振動圖線分別如圖乙、丙所示．兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點A(8，－2)的路程差為______m，兩列波引起B(yǎng)(4,1)處質點的振動相互______(填“加強”或“減弱”)，C(0,0.5)處質點的振動相互______(填“加強”或“減弱”)．14.(12分)如圖所示，是沿繩向右傳播的一列橫波．(1)在圖上標出B、D兩點的振動速度方向．(2)________點正處于波峰，它此時具有最________(填“大”或“小”)的位移，最________(填“大”或“小”)的加速度，最______(填“大”或“小”)的速度．(3)再經(jīng)________T，A第一次回到平衡位置．15.(10分)如圖所示是一列橫波上A、B兩質點的振動圖像，該波由A向B傳播，兩質點沿波的傳播方向上的距離Δx＝4.0m，波長大于3.0m，求這列波的波速．16.(12分)兩列簡諧波沿x軸相向而行，波速均為v＝0.4m/s，振幅均為A＝2cm.兩波源分別位于A、B處，t＝0時的波形如圖所示．M、N兩質點的橫坐標分別為x1＝0.40m和x2＝0.45m，在t＝3.25s時，質點M、N的位移分別為多少？17.(12分)甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，兩船相距24m。有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動20次，當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有5個波峰。(1)此水波的波長為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過一跨度為30m的橋洞，橋墩直徑為3m，橋墩處能否看到明顯衍射？(4)若該橋為一3m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射？參考答案及解析：選擇題1.A解析：題圖所示時刻M、N的位移均為零，但下一時刻，M點位置在平衡位置下方，故M點將向下振動，N點位置在平衡位置上方，故N點將向上振動．2.B解析：該圖表示的是由于波源的移動而引起的多普勒效應，而不是衍射現(xiàn)象，A錯誤，B正確；由圖可知，波正在向A點移動，故在A點處單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)最多，即在A點處接收到的波的頻率最高，C錯誤，D錯誤．3.C解析：由于此時Q點向下振動，且Q質點右方鄰近的質點在Q點下方，則波向左傳播，N是波源．振動從N點傳播到M點，經(jīng)過了一個周期，則從波源N起振開始計時，需經(jīng)eq\f(3,4)T，P點才開始起振，故P質點已振動了eq\f(T,4)，故C正確．4.B5.D解析：兩個完全相同的振源S1和S2，a、b、c三點在連線的中垂線上，則a、b、c到兩個波源的距離都相等，路程差都為零，三點的振動都加強，但振動加強點也仍在周期性振動，故振幅并非都為零．故A、B、C錯誤，D正確．6.A解析：由波動圖像可知，此時質點a位于波峰處，根據(jù)質點振動特點可知，質點a的加速度最大，A正確；此時質點b位于平衡位置，所以速度為最大，B錯誤；若波沿x軸正方向傳播，由“同側法”可知，質點b向y軸正方向運動，C錯誤；若波沿x軸負方向傳播，由“同側法”可知，a質點沿y軸負方向運動，c質點沿y軸正方向運動，所以質點c比質點a先回到平衡位置，D錯誤．7.B解析：從題圖中可以看出擋板A比波長大得多，因此波不會繞過擋板A，而小孔B的大小與波長差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確。8.B解析：旋轉時蜂鳴器發(fā)聲的頻率沒有變化，故A錯誤；旋轉過程中，聲源(蜂鳴器)與觀察者(同學們)的距離有時近，有時遠，發(fā)生多普勒效應，蜂鳴器發(fā)出聲波的頻率不變，只是同學們感覺到的聲音頻率變化了，故B正確，D錯誤；當其遠離觀察者時，聽到聲音的頻率變小即音調(diào)變低，故C錯誤．9.BD解析：由波的圖像可以看出，a波的周期是b波的2倍，由f＝eq\f(1,T)可知b波的頻率是a波頻率的2倍，因為波速相等(同一介質)，由波速公式v＝eq\f(λ,T)可知a波的波長等于b波的2倍，故A錯誤，B正確；兩列波相干的條件是頻率必須相等，可知a、b兩列波疊加不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，故C錯誤；波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，故D正確．10.BD解析：P點第一次到達波谷的時間為eq\f(3,4)T，因此振動周期T＝0.4s，由圖可知，波長λ＝4cm，因此波速v＝eq\f(λ,T)＝0.1m/s，A錯誤；波向右傳播，波峰先傳到Q點再傳到P點，因此質點Q一定比P先到達波峰，B正確；振幅是5cm，只有特殊位置(波峰、波谷和平衡位置)的點，經(jīng)0.3s運動的路程才等于15cm，其它點不是15cm，由于Q點不在特殊位置，C錯誤；第一波峰到達M點用時t1＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(13－1×10－2,0.1)s＝1.2s，再經(jīng)過一個周期，第二個波峰到達M點，因此第二個波峰到達M點的時間t2＝t1＋T＝1.6s，D正確．11.AB解析:Q點是波谷和波谷疊加，為振動加強點，且始終振動加強，故A正確；N點為波峰與波谷疊加，因振幅相同，則位移總是為零，始終靜止不動，故B正確；質點不會隨著波遷移而遷移，故C錯誤；M點為振動加強點，經(jīng)過半個周期，此點振動仍加強，故D錯誤．12.AD解析：女同學蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她都有靠近聲源的趨勢，根據(jù)多普勒效應，她都感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學向左運動時，她感到音調(diào)變低．故A、D正確，B、C錯誤．二、非選擇題13.答案：2，減弱，加強解析：由幾何關系可知兩波源到A點的距離分別為AS1＝10m，AS2＝8m，所以兩波的路程差為2m；同理可得，BS1－BS2＝0，為波長的整數(shù)倍，由振動圖象知兩振源振動方向相反，故B點振動減弱；兩波源到C點的路程差Δx＝CS1－CS2＝1m，波長λ＝vT＝2m，所以C點振動加強．14.答案：(1)圖見解析(2)C大大小(3)eq\f(1,4)解析：(1)根據(jù)波沿繩向右傳播，由波形平移法知，B點向下振動，D點向上振動，如圖所示．(2)由圖可知，C點正處于波峰，它此時具有最大的位移，最大的加速度，最小的速度．(3)A點，向上振動，經(jīng)過eq\f(T,4)第一次回到平衡位置．15.解：由振動圖像可知，質點振動周期T＝0.4s.取t＝0時刻分析，質點A經(jīng)平衡位置向上振動，質點B處于波谷，設波長為λ，則Δx＝nλ＋eq\f(1,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，所以該波波長為：λ＝eq\f(4Δx,4n＋1)＝eq\f(16,4n＋1)m(n＝0,1,2,3…)因為λ>3.0m，所以取n＝0或1，當n＝0時，λ1＝16m，波速v1＝eq\f(λ1,T)＝40m/s，當n＝1時，λ2＝3.2m，波速v2＝eq\f(λ2,T)＝8.0m/s.16.解：根據(jù)題意，λA＝0.2m，λB＝0.4m，根據(jù)公式T＝eq\f(λ,v)可得：TA＝0.5s，TB＝1s，t＝3.25s＝eq\f(13,2)TA＝eq\f(13,4)TB，該時刻MN附近的波動圖像如圖中虛線所示：可得yM＝－2cm，yN＝－(2＋eq\r(2