第三章　機(jī)械波 章末檢測(cè)試卷(三)（原卷版+解析版）

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(滿分：100分)

一、單項(xiàng)選擇題：共10題，每題4分，共40分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。

1．下列關(guān)于波的說(shuō)法中正確的是()

A．機(jī)械波可以在真空中傳播

B．不同頻率的聲波，在相同溫度的空氣中的傳播速度相同

C．質(zhì)點(diǎn)沿豎直方向振動(dòng)，波沿水平方向傳播，這類波是縱波

D．縱波傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移，而橫波傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)不能遷移

2．(2023·溧水高級(jí)中學(xué)月考)某同學(xué)研究繩波的形成，取一條較長(zhǎng)的軟繩置于水平面上，軟繩一端固定，用手握住軟繩一端將軟繩水平拉直后，沿水平面垂直軟繩方向抖動(dòng)后，觀察到如圖所示的甲、乙兩個(gè)繩波。關(guān)于兩次形成的繩波，下列判斷正確的是()

A．甲的振幅比乙的大

B．甲的周期比乙的大

C．甲的形成時(shí)間比乙早

D．甲的起振方向與乙相同

3.(2022·浙江省高二階段練習(xí))某火星探測(cè)器上兩個(gè)麥克風(fēng)的位置如圖所示。新研究發(fā)現(xiàn)，火星直升機(jī)葉片以2500r/min的速度旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生84Hz的低音，測(cè)得該低音的傳播速度為240m/s。以下說(shuō)法正確的是()

A．研究發(fā)現(xiàn)，火星大氣稀薄，只有地球大氣層密度的1%，這是火星聲音傳播速度比在地球上慢的原因

B．聲音在真空中也能傳播，只是速度很小

C．在火星車的右側(cè)有一聲源向火星車靠近，火星車兩個(gè)麥克風(fēng)收錄的聲音頻率比聲源低

D．在聲音可傳播范圍內(nèi)，相比于地球，同頻聲音在火星上更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

4．一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波，波速為4m/s。某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()

A．這列波的振幅為4cm

B．這列波的頻率為1Hz

C．此時(shí)x＝4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

D．此時(shí)x＝8m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0

5.位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.4s時(shí)的波形如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到x＝2.4m處，則()

A．波源的起振方向沿y軸正方向

B．該波的傳播速度大小為3m/s

C．t＝1.2s時(shí)P點(diǎn)的位移為10cm

D．波源的振動(dòng)方程為y＝20sin(5πt)cm

6．(2022·江蘇常州市期末)圖(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝2s時(shí)的波形圖，圖(b)為介質(zhì)中平衡位置在x＝1.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，P是平衡位置為x＝2m的質(zhì)點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()

A．波沿x軸正方向傳播

B．波的傳播速度是1m/s

C．t＝3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度為0

D．0～2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為4cm

7．(2022·江蘇省海安高級(jí)中學(xué)期末)如圖甲所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，在t＝0時(shí)刻剛好傳到坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖乙為介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是()

A．質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的坐標(biāo)xM＝－4m

B．質(zhì)點(diǎn)M平衡位置的坐標(biāo)xM＝12m

C．質(zhì)點(diǎn)M在0～7s內(nèi)的路程s＝70cm

D．質(zhì)點(diǎn)M在0～7s內(nèi)的路程s＝10cm

8．(2023·綿陽(yáng)江油中學(xué)高二月考)如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t＝0時(shí)的波形圖，虛線為t＝0.5s時(shí)的波形圖。已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5s。關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A．波速為6m/s

B．頻率為1.5Hz

C．t＝1s時(shí)，平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰

D．t＝2s時(shí)，平衡位置為x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置

9．(2022·江蘇蘇州市期末)如圖所示，甲圖表示S1和S2兩相干水波的干涉圖樣，設(shè)兩列波各自的振幅均為5cm，且圖示范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別是1m/s和0.5m，B是A、C連線的中點(diǎn)；乙圖為一波源S3在同種均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻的波面分布情況。甲圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。則下列關(guān)于兩幅圖的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()

A．甲圖中A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為10cm

B．從甲圖所示時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)0.25s，B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm

C．乙圖所表示的是波的衍射現(xiàn)象

D．在E點(diǎn)觀察到的頻率比在F點(diǎn)觀察到的頻率高

10．甲、乙兩列波振幅分別為A、，在同一介質(zhì)中相向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)再過(guò)1s將第一次到達(dá)波谷，以下說(shuō)法正確的是()

A．這兩列波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象

B．經(jīng)過(guò)4s兩波會(huì)相遇

C．當(dāng)兩列波疊加時(shí)，x＝7m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為A

D．當(dāng)兩列波疊加時(shí)，x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)

二、非選擇題：共5題，共60分。其中第13題～第15題解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

11．(8分)在利用發(fā)波水槽得到水面波形的實(shí)驗(yàn)中：

(1)如圖為利用發(fā)波水槽得到的水面波形圖，a圖樣是水面波的________現(xiàn)象，b圖樣是水面波的________現(xiàn)象。

(2)如圖所示，用實(shí)線表示波峰、虛線表示波谷來(lái)描述波的干涉圖樣，兩列波的振幅都為10cm，波速和波長(zhǎng)分別為1m/s和0.2m，C點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn)。則圖示時(shí)刻C點(diǎn)的振動(dòng)方向________(選填“向上”或“向下”)，從圖示時(shí)刻再經(jīng)過(guò)0.25s時(shí)，A點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為_(kāi)_______cm。

12．(8分)一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.07s時(shí)刻的波的圖像如圖甲所示，圖乙是質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像，由題可知該波的傳播方向沿x軸________(填“正”或“負(fù)”)方向，該波的傳播速度為_(kāi)_______m/s，t＝0.07s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A偏離平衡位置的位移為_(kāi)_______cm，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x＝________m。

13．(8分)(2022·江蘇宿遷市高二期中)甲、乙二人分別乘兩條小船(視為質(zhì)點(diǎn))在湖中釣魚(yú)，他們相距30m。一列水波正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘上下浮動(dòng)15次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，兩船之間還有兩個(gè)波峰。求：

(1)水波的頻率；

(2)水波的波速大小。

14．(10分)(2022·江蘇馬壩高中期中)圖甲為某波源的振動(dòng)圖像，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在t＝0時(shí)刻的圖像，波的圖像中坐標(biāo)原點(diǎn)O表示波源。問(wèn)：

(1)這列波的波速為多大；

(2)質(zhì)點(diǎn)Q何時(shí)第一次到達(dá)波峰。

15．(10分)一振動(dòng)片以頻率f做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn)，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn)，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知除c點(diǎn)外，在ac連線上還有其他振幅最大的點(diǎn)，其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為l。求：

(1)波的波長(zhǎng)；

(2)波的傳播速度大小。

16．(16分)(2022·江蘇南通市高二期末)如圖所示，實(shí)線和虛線分別是沿x軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t1＝0和t2＝0.06s時(shí)刻的波形圖。

(1)求該波的波長(zhǎng)λ、周期T和速度大小v；

(2)若3T0.5s，則根據(jù)波形平移的特點(diǎn)可知，速度為v＝＝m/s＝6m/s，A正確，不符合題意；根據(jù)波形圖可知，波長(zhǎng)為λ＝4m，則有f＝＝Hz＝1.5Hz，B正確，不符合題意；該簡(jiǎn)諧波的周期T＝＝s，t＝0時(shí)平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)位于波峰，經(jīng)t＝1s，即經(jīng)過(guò)1.5個(gè)周期，平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)位于波谷，C錯(cuò)誤，符合題意；由于Δt＝2s＝3T，即再經(jīng)過(guò)3個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)仍在原來(lái)位置，所以t＝2s時(shí)，平衡位置為x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置，D正確，不符合題意。

9．(2022·江蘇蘇州市期末)如圖所示，甲圖表示S1和S2兩相干水波的干涉圖樣，設(shè)兩列波各自的振幅均為5cm，且圖示范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長(zhǎng)分別是1m/s和0.5m，B是A、C連線的中點(diǎn)；乙圖為一波源S3在同種均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻的波面分布情況。甲圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。則下列關(guān)于兩幅圖的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()

A．甲圖中A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為10cm

B．從甲圖所示時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)0.25s，B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm

C．乙圖所表示的是波的衍射現(xiàn)象

D．在E點(diǎn)觀察到的頻率比在F點(diǎn)觀察到的頻率高

答案C

解析甲圖中A、B都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其中A在波峰，B在平衡位置，則A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為2A＝10cm，故A正確，不符合題意；波的周期為T＝＝s＝0.5s，從甲圖所示時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)0.25s＝0.5T，B點(diǎn)通過(guò)的路程為2×2A＝20cm，故B正確，不符合題意；乙圖所表示的是波的多普勒效應(yīng)，故C錯(cuò)誤，符合題意；在E點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)接收到的波面比F點(diǎn)多，則在E點(diǎn)觀察到的頻率比在F點(diǎn)觀察到的頻率高，故D正確，不符合題意。

10．甲、乙兩列波振幅分別為A、，在同一介質(zhì)中相向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)再過(guò)1s將第一次到達(dá)波谷，以下說(shuō)法正確的是()

A．這兩列波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象

B．經(jīng)過(guò)4s兩波會(huì)相遇

C．當(dāng)兩列波疊加時(shí)，x＝7m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為A

D．當(dāng)兩列波疊加時(shí)，x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)

答案D

解析由題圖可知，兩列波的波長(zhǎng)相同，且在同種介質(zhì)中傳播時(shí)兩波的波速相同，則兩波的頻率相同，因此會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；

由題圖可知波長(zhǎng)λ＝4m，由x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)再過(guò)1s將第一次到達(dá)波谷可知周期T＝4s，則波速v＝＝1m/s

兩列波相遇所需時(shí)間t＝＝s＝2s，B錯(cuò)誤；

x＝4m和x＝10m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況相反，兩質(zhì)點(diǎn)到x＝7m的距離相等，可知兩列波在x＝7m處相互減弱，因此在x＝7m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為，C錯(cuò)誤；

x＝2m和x＝10m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況相同，兩質(zhì)點(diǎn)到x＝6m的距離相等，因此在x＝6m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，D正確。

二、非選擇題：共5題，共60分。其中第13題～第15題解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

11．(8分)在利用發(fā)波水槽得到水面波形的實(shí)驗(yàn)中：

(1)如圖為利用發(fā)波水槽得到的水面波形圖，a圖樣是水面波的________現(xiàn)象，b圖樣是水面波的________現(xiàn)象。

(2)如圖所示，用實(shí)線表示波峰、虛線表示波谷來(lái)描述波的干涉圖樣，兩列波的振幅都為10cm，波速和波長(zhǎng)分別為1m/s和0.2m，C點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn)。則圖示時(shí)刻C點(diǎn)的振動(dòng)方向________(選填“向上”或“向下”)，從圖示時(shí)刻再經(jīng)過(guò)0.25s時(shí)，A點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為_(kāi)_______cm。

答案(1)衍射干涉(2)向下100(每空2分)

解析(1)a圖樣是水面波的衍射現(xiàn)象。b圖樣是水面波的干涉現(xiàn)象。

(2)B點(diǎn)處于波谷，A點(diǎn)處于波峰，波由B向A傳播，此時(shí)C處于平衡位置，經(jīng)過(guò)四分之一周期，波谷傳播到該點(diǎn)，知圖示時(shí)刻C點(diǎn)的振動(dòng)方向向下。

波的周期T＝＝s＝0.2s，則t＝0.25s＝T，A點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為20cm，則s＝×4A＝100cm。

12．(8分)一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.07s時(shí)刻的波的圖像如圖甲所示，圖乙是質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像，由題可知該波的傳播方向沿x軸________(填“正”或“負(fù)”)方向，該波的傳播速度為_(kāi)_______m/s，t＝0.07s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A偏離平衡位置的位移為_(kāi)_______cm，A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x＝________m。

答案負(fù)100109(每空2分)

解析由質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像可知，質(zhì)點(diǎn)A在t＝0.07s時(shí)刻速度沿y軸負(fù)方向，由同側(cè)法可知該波的傳播方向沿x軸負(fù)方向；由題圖甲可知該波的波長(zhǎng)為λ＝8m，由題圖乙可知該波的周期為T＝8×10－2s，可得波速為v＝＝100m/s

由題圖乙可知質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程為

y＝20sin(25πt－π)cm

當(dāng)t＝0.07s時(shí)y＝10cm

由質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程可知質(zhì)點(diǎn)A再次到達(dá)平衡位置的時(shí)刻為t＝0.08s，由于波沿x軸負(fù)方向傳播，可知x＝8m處質(zhì)點(diǎn)再次到達(dá)平衡位置的時(shí)刻為t′＝0.09s

時(shí)間差為Δt＝0.01s

則波傳播的距離Δx＝v·Δt＝1m

可得A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為8m＋Δx＝9m。

13．(8分)(2022·江蘇宿遷市高二期中)甲、乙二人分別乘兩條小船(視為質(zhì)點(diǎn))在湖中釣魚(yú)，他們相距30m。一列水波正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘上下浮動(dòng)15次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，兩船之間還有兩個(gè)波峰。求：

(1)水波的頻率；

(2)水波的波速大小。

答案(1)0.25Hz(2)3m/s

解析(1)根據(jù)每艘船每分鐘上下浮動(dòng)15次，

則水波的頻率為f＝Hz＝0.25Hz(2分)

(2)由題意可知，甲、乙兩船間距為2λ，(1分)

即2λ＝30m(2分)

解得λ＝12m(1分)

則波速v＝＝λf＝12×0.25m/s＝3m/s。(2分)

14．(10分)(2022·江蘇馬壩高中期中)圖甲為某波源的振動(dòng)圖像，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在t＝0時(shí)刻的圖像，波的圖像中坐標(biāo)原點(diǎn)O表示波源。問(wèn)：

(1)這列波的波速為多大；

(2)質(zhì)點(diǎn)Q何時(shí)第一次到達(dá)波峰。

答案(1)2m/s(2)0.45s

解析(1)由圖可知T＝0.2s，λ＝0.4m(2分)

根據(jù)v＝(2分)

解得v＝2m/s(2分)

(2)由題圖乙可知t＝0時(shí)刻平衡位置x＝0.1m處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰位置，(2分)

設(shè)經(jīng)t時(shí)間質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，有

t＝s＝0.45s。(2分)

15．(10分)一振動(dòng)片以頻率f做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn)，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn)，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知除c點(diǎn)外，在ac連線上還有其他振幅最大的點(diǎn)，其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為l。求：

(1)波