高中物理单元测试——第三章机械波（适中版02）

**基本信息** 高中物理第三章机械波单元测试（适中版02），以真实情境（B超、声悬浮仪、海啸防波堤）为载体，覆盖机械振动与波的核心知识，梯度合理，适配单元复习，培养物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|机械振动图像（题2）、超声波应用（题3）、多普勒效应（题5）|结合蜂鸣器旋转等生活情境，考查概念辨析| |多选题|3/18|横纵波性质（题8）、波的叠加（题9）|通过水波干涉图，强化科学推理| |填空题|3/18|波长周期计算（题11）、干涉衍射现象（题12）|联系发波水槽实验，落实科学探究| |解答题|3/36|波形图与振动图像综合（题15）、两列波相遇（题16）|海洋垃圾水波等真实问题，提升模型建构能力|

高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　） A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 2．（本题4分）如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．t1至t2时刻质点完成一次全振动 B．t1至t3时刻质点完成一次全振动 C．t1至t4时刻质点完成一次全振动 D．t2至t4时刻质点完成一次全振动 3．（本题4分）B超利用高频声波穿透人体组织并接收回声信号生成脏器断面图像。利用超声波检查胆结石是因为超声波（　　） A．是纵波 B．能穿透胆结石 C．进入人体速度变大 D．遇到结石不容易发生衍射 4．（本题4分）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 5．（本题4分）将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹杆将蜂鸣器举起，并在头上快速旋转。对于相隔几米远静止的观察者，可听到“嗡嗡”的声音。下列说法正确的是（　　） A．他听到的音调忽高忽低 B．他听到的音调保持不变 C．当蜂鸣器向他靠近时，他听到的音调降低 D．若保持蜂鸣器不动，当他远离时，他听到的音调升高 6．（本题4分）如图所示为声悬浮仪，当上、下两超声波发生器产生的振幅相同、频率相同的超声波在二者之间相遇形成稳定干涉，就可以使轻质泡沫颗粒在振幅几乎为零的点附近保持悬浮状态。若相邻两个轻质泡沫颗粒间的距离为（为半个波长），两列超声波的传播速度均为。则超声波的频率为（　　） A．17000Hz B．34000Hz C．68000Hz D．85000Hz 7．（本题4分）如图甲所示，波源S振动形成水平向右传播的脉冲横波，图乙为波源S的振动图像，0.3秒后波源停止振动。已知波在该介质中传播的速度为2m/s，以S点位置为原点，水平向右为正方向建立x轴，则在时的波形图正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（　　） A．声波一定是纵波 B．水波一定是横波 C．地震波既有横波，也有纵波 D．纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播 9．（本题6分）如图表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm，E点为BD连线和AC连线的交点．下列叙述正确的是（　　） A．直线AC上的所有点都是振动减弱的 B．直线BD上的所有点都是振动加强的 C．五点中只有D点是振动加强的 D．B、D两点在该时刻的竖直高度差为8cm 10．（本题6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线、虚线所示。已知波的振动周期大于，则（　　） A．处质点的振动方程可能为 B．波源的振动周期可能为 C．若波沿x轴负方向传播，处质点在内通过的路程为 D．波的传播速度可能为 三、填空题 11．（本题6分）在某海水浴场，某同学漂浮在海面上，水波以3 m/s的速率向着海滩传播，该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18 s。则该水波的周期为______s，该水波的波长为______m，该水波可以绕过障碍物继续传播属于波的______（选填“干涉”或“衍射”）现象。 12．（本题6分）在利用发波水槽得到水面波形的实验中，下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的___________现象，b图样是水面波的___________现象。    13．（本题6分）介质中相距14m的两个波源，在时开始振动并相向发出两列简谐横波，测得两波源连线上某点的振动图像如图所示。可知两波源的振动周期为______s，波在介质中的传播速度为______。 四、解答题 14．（本题10分）为了保护海洋环境，某中学的学生在专业人员的带领下，去海边清理海洋垃圾，有学生观察到一列沿海面传播的水波（视为横波），在波的传播方向上相距的两处分别有漂浮的垃圾A和垃圾B，垃圾A、B随波上下运动（视为简谐运动），某时刻垃圾A在波峰时，垃圾B恰好运动到平衡位置。该同学记录的垃圾A的振动图像如图所示。 (1)求水波振动的振幅和波长； (2)若垃圾A、B之间（不含A、B）只有一个波谷，求这列水波的波速大小。 15．（本题12分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，介质中处的质点P从时刻起3s内振动的路程为30cm，试求： (1)该波的波速及振幅； (2)从时刻起到P质点第3次出现波峰的时间。 16．（本题14分）如图所示，两波源分别位于x=0和x=32m处，连续不断地发出两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，波速均为4m/s，振幅均为0.5m（图中纵坐标被放大了）。图中描绘的是t=0时刻两列波的图像。 (1)求经过多少时间两列波相遇。 (2)在图中画出t=4s时图中x=0到x=32m之间的波的图像。 (3)求0-4s内x=16m处质点运动的路程。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　） A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 【答案】B 【详解】停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项ACD错误，B正确。 故选B。 2．（本题4分）如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．t1至t2时刻质点完成一次全振动 B．t1至t3时刻质点完成一次全振动 C．t1至t4时刻质点完成一次全振动 D．t2至t4时刻质点完成一次全振动 【答案】C 【详解】一次全振动结束，各物理量刚好回到本次全振动开始时的值，从图像上来看，刚好完成一次周期性变化，所以只有t1~t4时间对应一次全振动。 故选C。 3．（本题4分）B超利用高频声波穿透人体组织并接收回声信号生成脏器断面图像。利用超声波检查胆结石是因为超声波（　　） A．是纵波 B．能穿透胆结石 C．进入人体速度变大 D．遇到结石不容易发生衍射 【答案】D 【详解】A．超声波是纵波，但纵波性质并非其用于检查胆结石的主要原因，故A不符合题意； B．超声波在胆结石处主要发生反射或吸收，而非穿透结石，故B不符合题意； C．超声波进入人体后速度取决于组织类型，但速度变化不是检测结石的关键因素，故C不符合题意； D．超声波频率高、波长短，遇到结石时衍射现象弱（波长越小，衍射越不明显），易于产生反射回声，提高成像分辨率，故D符合题意。 故选D 。 4．（本题4分）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【答案】B 【详解】A．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为10m时，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小，故A错误。 BCD．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为58m，或者 61m，或者85m时，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故B正确，CD错误； 故选B。 5．（本题4分）将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹杆将蜂鸣器举起，并在头上快速旋转。对于相隔几米远静止的观察者，可听到“嗡嗡”的声音。下列说法正确的是（　　） A．他听到的音调忽高忽低 B．他听到的音调保持不变 C．当蜂鸣器向他靠近时，他听到的音调降低 D．若保持蜂鸣器不动，当他远离时，他听到的音调升高 【答案】A 【详解】多普勒效应是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接收到的波的频率发生了变化。当蜂鸣器旋转时，观察者与蜂鸣器的相对距离周期性变化，导致接收到的声音频率发生忽高忽低的变化，即发生多普勒效应。当蜂鸣器向观察者靠近时，他接收到的声音频率变高、听到声音的音调升高；若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，接收到的声音频率变低、听到声音的音调变低。故A正确，BCD错误。 故选A。 6．（本题4分）如图所示为声悬浮仪，当上、下两超声波发生器产生的振幅相同、频率相同的超声波在二者之间相遇形成稳定干涉，就可以使轻质泡沫颗粒在振幅几乎为零的点附近保持悬浮状态。若相邻两个轻质泡沫颗粒间的距离为（为半个波长），两列超声波的传播速度均为。则超声波的频率为（　　） A．17000Hz B．34000Hz C．68000Hz D．85000Hz 【答案】B 【详解】两波的波长为 根据得波的频率为 故选B。 7．（本题4分）如图甲所示，波源S振动形成水平向右传播的脉冲横波，图乙为波源S的振动图像，0.3秒后波源停止振动。已知波在该介质中传播的速度为2m/s，以S点位置为原点，水平向右为正方向建立x轴，则在时的波形图正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】该波为脉冲波，没有形成完整波，根据波源图像知，在内形成一个波形的波峰 长度 波源振动0.3s后停止，波源振动0.3s，产生间隔半个波长的1个波峰和1个波谷，且最前端质点起振方向向上（与波源起振方向一致）。 0.4s内波传播距离 且波源停止振动后，已传播的波形保持不变，可知D图像符合要求。 故选 D。 二、多选题 8．（本题6分）下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（　　） A．声波一定是纵波 B．水波一定是横波 C．地震波既有横波，也有纵波 D．纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播 【答案】CD 【详解】A．空气中的声波是纵波，而固体中的声波可能既有纵波，也有横波，选项A错误； B．水波既不是横波，也不是纵波，它的运动形式比较复杂，选项B错误； C．地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动，选项C正确； D．纵波可以在固体、液体、气体中传播，选项D正确。 故选CD。 9．（本题6分）如图表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm，E点为BD连线和AC连线的交点．下列叙述正确的是（　　） A．直线AC上的所有点都是振动减弱的 B．直线BD上的所有点都是振动加强的 C．五点中只有D点是振动加强的 D．B、D两点在该时刻的竖直高度差为8cm 【答案】BD 【详解】ABC．B、D两点是波谷和波谷、波峰和波峰叠加点，为振动加强点，B、D的连线上所有点为振动加强点，并不是A、C连线，故AC错误，B正确； D．B、D两点是波谷和波谷、波峰和波峰叠加点，则B、D两点在该时刻的竖直高度差为，故D正确。 故选BD。 10．（本题6分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线、虚线所示。已知波的振动周期大于，则（　　） A．处质点的振动方程可能为 B．波源的振动周期可能为 C．若波沿x轴负方向传播，处质点在内通过的路程为 D．波的传播速度可能为 【答案】BC 【详解】AB．若波沿x轴正方向传播，则 因为波的振动周期大于，则n取0，周期 题图知振幅A为2cm，则处质点的振动方程 若波沿x轴负方向传播，则 因为波的振动周期大于，则n取0，周期 则处质点的振动方程 故A错误，B正确； C．若波沿x轴负方向传播，则周期为，则处质点在内通过的路程 故C正确； D．图像可知波长为4m，若波沿x轴正方向传播，当n取1时，周期为0.4s，波速 但由于周期要大于0.5s，不符合题意，故D错误。 故选BC。 三、填空题 11．（本题6分）在某海水浴场，某同学漂浮在海面上，水波以3 m/s的速率向着海滩传播，该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18 s。则该水波的周期为______s，该水波的波长为______m，该水波可以绕过障碍物继续传播属于波的______（选填“干涉”或“衍射”）现象。 【答案】 2 6 衍射 【详解】[1][2][3]该水波的周期 根据波长公式得 该水波可以绕过障碍物继续传播属于波的衍射现象。 12．（本题6分）在利用发波水槽得到水面波形的实验中，下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的___________现象，b图样是水面波的___________现象。    【答案】 衍射 干涉 【详解】[1]波绕过障碍物继续传播的现象是波的衍射现象，故a图样是水面波的衍射现象； [2]频率相同的两列波相遇，波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半波长的奇数倍时振动减弱，则有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故b图样是水面波的干涉现象。 13．（本题6分）介质中相距14m的两个波源，在时开始振动并相向发出两列简谐横波，测得两波源连线上某点的振动图像如图所示。可知两波源的振动周期为______s，波在介质中的传播速度为______。 【答案】 0.2 20 【详解】[1]由图像可知，两波源的振动周期为T=0.2s； [2]时开始经过t1=0.2s一侧波源的振动传到该点；t2=0.5s时另一侧的波源振动传到该点，两侧波传播的速度相等，可知 解得v=20m/s 四、解答题 14．（本题10分）为了保护海洋环境，某中学的学生在专业人员的带领下，去海边清理海洋垃圾，有学生观察到一列沿海面传播的水波（视为横波），在波的传播方向上相距的两处分别有漂浮的垃圾A和垃圾B，垃圾A、B随波上下运动（视为简谐运动），某时刻垃圾A在波峰时，垃圾B恰好运动到平衡位置。该同学记录的垃圾A的振动图像如图所示。 (1)求水波振动的振幅和波长； (2)若垃圾A、B之间（不含A、B）只有一个波谷，求这列水波的波速大小。 【答案】(1)50cm， (2)， 【详解】（1）由图像可得振幅为50cm，由题意可知   解得 （2）A、B间只有一个波谷，故或2，则或 由图像可得周期，则波速 可得或 15．（本题12分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，介质中处的质点P从时刻起3s内振动的路程为30cm，试求： (1)该波的波速及振幅； (2)从时刻起到P质点第3次出现波峰的时间。 【答案】(1)4m/s；5cm (2)5.5s 【详解】（1）由甲、乙图可知该波的波长和周期分别为：、 则 设该波的振幅为A，易知半个周期1s内质点P振动2A的路程， 故3s内质点P振动6A的路程，即： 解得： （2）时刻，质点P从平衡位置向y轴负方向振动，经第1次到达波峰； 则从时刻到质点P第3次出现波峰的时间t为： 16．（本题14分）如图所示，两波源分别位于x=0和x=32m处，连续不断地发出两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，波速均为4m/s，振幅均为0.5m（图中纵坐标被放大了）。图中描绘的是t=0时刻两列波的图像。 (1)求经过多少时间两列波相遇。 (2)在图中画出t=4s时图中x=0到x=32m之间的波的图像。 (3)求0-4s内x=16m处质点运动的路程。 【答案】(1) (2) (3)4m 【详解】（1）两列波相遇经过的时间 （2）t=4s时两列波分别传播的距离为，即左侧波传到x=24m的位置，右侧波传到x=8m的位置，两点间正好有两个波长，两列波叠加后各点的位移为零，则波形如图（必须有描画的痕迹，尤其8m到24m之间）。 （3）根据可以求得周期T=2s 波传播到x=16m点需要2s，此后该点振动了2s，两列波叠加在此处是加强，振幅为1m，该点振动通过的路程为4个振幅，运动的路程为4m。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $