2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章機(jī)械波章末綜合檢測(cè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE12-章末綜合檢測(cè)(三)時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．)1．下列現(xiàn)象中屬于波的衍射的是()A．敲響一個(gè)音叉，另一個(gè)完全相同的音叉也響了起來(lái)B．掛在同一水平繩上的幾個(gè)單擺，當(dāng)一個(gè)振動(dòng)后，另外幾個(gè)也跟著一起振動(dòng)起來(lái)C．打雷時(shí)聽(tīng)見(jiàn)雷聲會(huì)轟鳴一段時(shí)間D．水波向前傳播時(shí)，遇到突出水面的小樹(shù)枝會(huì)不受影響地接著向前傳播2．一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則()A．聲波頻率不變，波長(zhǎng)變小B．聲波頻率不變，波長(zhǎng)變大C．聲波頻率變小，波長(zhǎng)變大D．聲波頻率變大，波長(zhǎng)不變3．如圖所示，P為橋墩，A為靠近橋墩浮出水面的葉片，波源S連續(xù)振動(dòng)，形成水波，此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)．為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng)，可用的方法是()A．增加波源距橋墩的距離B．減小波源距橋墩的距離C．提高波源的振動(dòng)頻率D．降低波源的振動(dòng)頻率4．圖示為一列向右傳播的橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從圖示時(shí)刻起第一次回到平衡位置的先后次序是()A．b，c，aB．c，b，aC．a(chǎn)，b，cD．a(chǎn)，c，b5．一列簡(jiǎn)諧橫波向x軸負(fù)方向傳播，在t＝0時(shí)的波形如圖所示，該時(shí)刻波剛好傳播到x＝1m處，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的坐標(biāo)分別為(－1,0)、(－7,0)．已知t＝0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P其次次出現(xiàn)波谷，則下列說(shuō)法正確的是()A．該波的波長(zhǎng)為4mB．該波的傳播速度為eq\f(10,3)m/sC．振源的起源方向沿y軸負(fù)方向D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于波峰6．如圖所示，S1、S2為兩個(gè)振動(dòng)狀況完全相同的相干波源，實(shí)線(xiàn)表示波峰，虛線(xiàn)表示波谷(不計(jì)波在向外傳播中振幅的衰減)，下列說(shuō)法中正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)總處于波峰，b點(diǎn)總處于波谷B．c、d點(diǎn)可以處于波峰，也可以處于波谷C．a(chǎn)、b點(diǎn)振動(dòng)振幅比波源振幅大D．振動(dòng)加強(qiáng)和減弱區(qū)域交替改變7．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖所示，再經(jīng)0.6s，N點(diǎn)起先振動(dòng)，則該波的振幅A和頻率f為()A．A＝1m，f＝5HzB．A＝0.5m，f＝5HzC．A＝1m，f＝2.5HzD．A＝0.5m，f＝2.5Hz8．如圖所示，甲、乙兩平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x軸的正方向傳播，乙波沿y軸正方向傳播，圖中實(shí)線(xiàn)表示某一時(shí)刻的波峰位置，虛線(xiàn)表示波谷位置，對(duì)圖中正方形中心的a、b、c、d四點(diǎn)的振動(dòng)狀況，正確的推斷是()A．a(chǎn)、b點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，c、d點(diǎn)的振動(dòng)減弱B．a(chǎn)、c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、d點(diǎn)的振動(dòng)減弱C．a(chǎn)、d點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c點(diǎn)的振動(dòng)減弱D．a(chǎn)、b、c、d點(diǎn)的振動(dòng)都加強(qiáng)9．如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)分別表示t1＝0和t2＝0.5s(T>0.5s)時(shí)的波形．能正確反映t3＝7.5s時(shí)波形的是圖()10．如圖(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處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，P是平衡位置為x＝2m的質(zhì)點(diǎn)．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．波速為0.5m/sB．波的傳播方向向左C．0～2s內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為8cmD．0～2s內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分．)11．水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上。振動(dòng)片做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A．不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同12．如圖所示，在原點(diǎn)處做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的波源產(chǎn)生的機(jī)械波沿x軸正方向傳播，波速v＝400m/s.為了接收信號(hào)，在x＝400m處放置一接收器A(圖中未標(biāo)出)．已知t＝0時(shí)，波已經(jīng)傳播到x＝40m，則下列說(shuō)法中正確的是()A．波源振動(dòng)的周期為0.05sB．x＝40m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.5s時(shí)位移最大C．接收器在t＝1.0s時(shí)才能接收到此波D．若波源向x軸負(fù)方向移動(dòng)，則接收器接收到的波的頻率將小于20Hz13．一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，在t1＝0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線(xiàn)所示，圖中虛線(xiàn)是t2＝0.15s時(shí)的波形圖．已知該波的周期大于0.15s，這列波的速度v為()A．若波沿x軸正方向傳播v＝100m/sB．若波沿x軸正方向傳播v＝300m/sC．若波沿x軸負(fù)方向傳播v＝100m/sD．若波沿x軸負(fù)方向傳播v＝300m/s14．一列波長(zhǎng)大于1m的橫波沿著x軸正方向傳播．處在x1＝1m和x2＝2m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖像如圖所示，由此可知()A．波長(zhǎng)為eq\f(4,3)mB．波速為1m/sC．3s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D．1s末A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度小于B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度三、計(jì)算題(本題共4小題，共54分．要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)15．(10分)馬路巡警開(kāi)車(chē)在高速馬路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車(chē)道上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的超聲波，假如該超聲波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)：(1)巡警車(chē)接收到的超聲波頻率比發(fā)出的低；(2)巡警車(chē)接收到的超聲波頻率比發(fā)出的高。以上兩種狀況說(shuō)明白什么問(wèn)題？16．(14分)從兩個(gè)波源發(fā)出的兩列振幅相同、頻率均為5Hz的簡(jiǎn)諧橫波，分別沿x軸正、負(fù)方向傳播，在某一時(shí)刻到達(dá)A、B點(diǎn)，如圖中實(shí)線(xiàn)、虛線(xiàn)所示．兩列波的波速均為10m/s.求：(1)質(zhì)點(diǎn)P、O起先振動(dòng)的時(shí)刻之差；(2)再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期后，兩列波在x＝1m和x＝5m之間引起的合振動(dòng)振幅極大和微小的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)．17．(14分)一列簡(jiǎn)諧橫波正在沿x軸的正方向傳播，波速為0.5m/s，t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示．(1)求橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T.(2)在圖乙中畫(huà)出t＝1s時(shí)刻的波形圖(至少畫(huà)出一個(gè)波長(zhǎng))．(3)在圖丙中畫(huà)出平衡位置為x＝0.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像(從t＝0時(shí)刻起先計(jì)時(shí)，在圖中標(biāo)出橫軸的標(biāo)度，至少畫(huà)出一個(gè)周期)．18．(16分)甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚(yú)，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(dòng)20次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有5個(gè)波峰．(1)此水波的波長(zhǎng)為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過(guò)程中遇到一根直立的電線(xiàn)桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過(guò)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)若該橋有一3m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射？章末綜合檢測(cè)(三)1．解析：敲響一個(gè)音叉，另一個(gè)完全相同的音叉也響起來(lái)，這種現(xiàn)象是共振現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；掛在同一個(gè)水平繩上的幾個(gè)單擺，當(dāng)一個(gè)振動(dòng)后，另外幾個(gè)也跟著一起振動(dòng)，這種現(xiàn)象是受迫振動(dòng)，故B錯(cuò)誤；打雷時(shí)，常常聽(tīng)到雷聲轟鳴不絕，這是由雷聲經(jīng)過(guò)多次反射造成的，故C錯(cuò)誤；水波向前傳播時(shí)，遇到突出水面的小樹(shù)枝會(huì)不受影響地接著向前傳播，屬于衍射現(xiàn)象，故D正確．答案：D2．解析：由于波的頻率由波源確定，因此波無(wú)論在空氣中還是在水中頻率都不變，C、D錯(cuò)．又因波在水中速度較大，由公式v＝λf可得，波在水中的波長(zhǎng)變大，故A錯(cuò)，B正確．答案：B3．解析：為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng)，則要使得水波發(fā)生明顯的衍射，依據(jù)衍射條件可知，增加或減小波源距橋墩的距離，都不能影響衍射，故A、B錯(cuò)誤；S振動(dòng)時(shí)，水波中的質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，形成的波向前傳播，提高波源的振動(dòng)頻率，則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率增加，波的頻率與振動(dòng)的頻率相等，依據(jù)λ＝eq\f(v,f)，波速不變，頻率增大，波長(zhǎng)減小，衍射現(xiàn)象不明顯，反之降低頻率，波長(zhǎng)增大，衍射現(xiàn)象更明顯，故C錯(cuò)誤，D正確．答案：D4．解析：由題可知簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，由波形平移法得知，圖示時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，從圖示時(shí)刻起第一次回到平衡位置的時(shí)間大于eq\f(T,4)；b質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)第一次回到平衡位置；c質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，從圖示時(shí)刻起第一次回到平衡位置的時(shí)間小于eq\f(T,4)；所以a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從圖示時(shí)刻起第一次回到平衡位置的先后次序是c，b，a.故選B.答案：B5．解析：由圖知，該波的波長(zhǎng)λ＝4m，故A正確；由波形圖，P點(diǎn)距其次個(gè)波谷距離為9m，所以v＝Δx/Δt＝9m/0.6s＝15m/s，所以該波的波速為v＝15m/s，故B錯(cuò)誤；振源的起振方向與t＝0時(shí)x＝1m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，由波形平移法知，振源的起源方向沿y軸正方向，故C錯(cuò)誤；由于P、Q間的距離x＝6m＝1.5λ，振動(dòng)狀況總是相反，則當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P在波谷，故D錯(cuò)誤．答案：A6．解析：依據(jù)波形分布特點(diǎn)可知，該時(shí)刻對(duì)點(diǎn)a來(lái)說(shuō)，它是波源S1的波峰與波源S2的波峰相遇，對(duì)點(diǎn)b來(lái)說(shuō)，是兩列波的波谷和波谷相遇，其振動(dòng)應(yīng)當(dāng)是加強(qiáng)的，其振幅是兩列波源的振幅之和，所以a、b兩點(diǎn)的振幅大于波源的振幅，但位移也是呈周期性改變，不會(huì)總是波峰和波峰相遇，故A錯(cuò)誤，C正確；點(diǎn)c、d是波峰與波谷相遇，振動(dòng)減弱，振幅為零，故總是在平衡位置，故B錯(cuò)誤；兩列波產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象是穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，振動(dòng)加強(qiáng)始終是振動(dòng)加強(qiáng)，振動(dòng)減弱始終是振動(dòng)減弱，不會(huì)交替改變，故D錯(cuò)誤．答案：C7．解析：由圖可知振幅A＝0.5m．波從M傳到N的過(guò)程，波速v＝eq\f(x,t)＝eq\f(11－5,0.6)m/s＝10m/s.由圖可知λ＝4m，所以T＝eq\f(λ,v)＝0.4s，f＝eq\f(1,T)＝2.5Hz.D正確．故選D.答案：D8．解析：對(duì)于題圖中波的干涉圖樣要清晰：一條加強(qiáng)線(xiàn)、一條減弱線(xiàn)、一條加強(qiáng)線(xiàn)……其是加強(qiáng)線(xiàn)、減弱線(xiàn)彼此相間的穩(wěn)定圖樣，在圖中A、B、C、D四點(diǎn)，由峰峰疊加，可知BD確定的直線(xiàn)為加強(qiáng)線(xiàn)，過(guò)A點(diǎn)、C點(diǎn)的平行BD直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)也應(yīng)是加強(qiáng)線(xiàn)．a(chǎn)、c兩點(diǎn)在BD直線(xiàn)上，故a、c是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，分別過(guò)b、d且平行于BD直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)均在兩加強(qiáng)線(xiàn)之間，過(guò)AB中點(diǎn)，BC中點(diǎn)(減弱點(diǎn))，應(yīng)為減弱線(xiàn)，故b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)是減弱的，B選項(xiàng)正確．答案：B9．解析：由題可知eq\f(T,4)＝0.5s，T＝2s．t3＝7.5s＝3eq\f(3,4)T，再由特別點(diǎn)振動(dòng)法可以確定D選項(xiàng)正確．答案：D10．解析：由題圖(a)讀出波長(zhǎng)λ＝2.0m，由題圖(b)讀出周期T＝4s，則v＝eq\f(λ,T)＝0.5m/s，選項(xiàng)A正確；題圖(a)是t＝2s時(shí)的波形圖，題圖(b)是x＝1.5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，所以該質(zhì)點(diǎn)在t＝2s時(shí)向下振動(dòng)，所以波向左傳播，選項(xiàng)B正確；在0～2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P由波峰向波谷振動(dòng)，通過(guò)的路程s＝2A＝8cm，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選D.答案：D11．解析：兩列波疊加形成穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是兩列波的頻率相同，故B正確；任何質(zhì)點(diǎn)都在依據(jù)相同的頻率在振動(dòng)，不同區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振幅和相位不肯定相同，故A、C錯(cuò)誤；各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率與波源頻率相同，波源振動(dòng)頻率又與振動(dòng)片的振動(dòng)頻率相同，兩列波的周期是不隨時(shí)間改變的，因此，D正確．答案：BD12．解析：波源振動(dòng)的周期：T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,400)s＝0.05s，A項(xiàng)正確；x＝40m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.5s＝10T時(shí)仍在平衡位置，B項(xiàng)錯(cuò)誤；接收器接收到此波的時(shí)間：t＝eq\f(400－40,400)s＝0.9s，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由多普勒效應(yīng)的學(xué)問(wèn)，波源遠(yuǎn)離接收器，接收到的頻率小于波的頻率，D項(xiàng)正確．答案：AD13．解析：若波向右傳播：Δt＝t2－t1＝0.15sΔt＝nT＋eq\f(1,4)T，因?yàn)棣<T，所以n＝0，則T＝0.6s，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(60,0.6)m/s＝100m/s.若波向左傳播，Δt＝nT＋eq\f(3,4)T，Δt<T，所以n＝0，則T＝0.2s，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(60,0.2)m/s＝300m/s.故A、D選項(xiàng)正確．答案：AD14．解析：波從A向B傳播，AB間的距離Δx＝n＋eq\f(3,4)λ，n＝0,1,2，…由題，波長(zhǎng)大于1m，則n只能取0，即有Δx＝eq\f(3,4)λ，波長(zhǎng)λ＝eq\f(4,3)m，波速為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(1,3)m/s，A正確，B錯(cuò)誤；3s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移分別為yA＝－2cm，yB＝0，位移不同，C錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖像讀出，1s末A質(zhì)點(diǎn)的位移y′A＝2cm，處于波峰，速度最?。籅質(zhì)點(diǎn)的位移y′B＝0，處于平衡位置，速度最大，所以1s末A質(zhì)點(diǎn)的速度小于B質(zhì)點(diǎn)的速度，D正確．答案：AD15．解析：(1)假如巡警車(chē)接收到的超聲波頻率比發(fā)出時(shí)低，由多普勒效應(yīng)可知，巡警車(chē)與轎車(chē)在相互遠(yuǎn)離．又由于巡警車(chē)在后且車(chē)速恒定，所以轎車(chē)的速度大于100km/h.(2)假如巡警車(chē)接收到的超聲波頻率比發(fā)出時(shí)高，由多普勒效應(yīng)可知，巡警車(chē)與轎車(chē)在相互靠近，同理可知，轎車(chē)的速度小于100km/h.答案：(1)轎車(chē)的速度大于100km/h(2)轎車(chē)的速度小于100km/h16．解析：(1)該波的周期為T(mén)＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,5)s＝0.2s，由圖知，質(zhì)點(diǎn)P、O起先振動(dòng)的時(shí)刻之差為Δt＝eq\f(T,4)＝0.05s；(2)該波的波長(zhǎng)為λ＝vT＝10×0.2m＝2m，依據(jù)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí)振動(dòng)減弱，可知，兩列波在x＝1m和x＝5m之間引起的合振動(dòng)振幅極大的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為：1m、2m、3m、4m、5m.合振動(dòng)振幅微小的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.答案：(1)0.05s