高中物理单元测试——第三章机械波（较易版01）

高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）手握长软绳一端持续上下抖动，某时刻形成的绳波如图所示，K、L、M、N为绳中的质点，此后先到达上方最大位移处的质点是（  ） A．K B．L C．M D．N 【答案】A 【详解】绳波向右传播，根据同侧法可知K，L正在向上振动，M、N正在向下振动，所以K质点先到达上方最大位移处。 故选A。 2．（本题4分）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（　　） A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C．它在一个周期内走过的路程等于2个振幅 D．它的振动频率等于波源的振动频率 【答案】D 【详解】A．在同种均匀介质中波的传播速度为定值，而质点在平衡位置两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，A错误； B．在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，B错误； C．质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，C错误； D．每个质点都在重复波源的振动，因此质点的振动频率和波源的振动频率是相同的，D正确。 故选D 3．（本题4分）B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 【答案】D 【详解】A．由图知，则超声波在血管中的传播速度大小为 A错误； B．质点N离最近的波峰距离为 可知波峰第一次传播到质点N所需时间为 则质点N恰好第二次处于波峰的时刻为 故B错误； C．医生利用B超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应，故C错误； D．超声波属于机械波，不能在真空中传播，故D正确。 故选D。 4．（本题4分）某款头戴式降噪耳机采用主动降噪技术，其外侧麦克风采集环境噪声，内部芯片实时生成反相声波，通过耳机的扬声器播出。这款头戴式降噪耳机的工作原理示意图如图甲所示，图乙为理想情况下的波形图（实线为环境噪声的声波，虚线为降噪声波）。下列说法正确的是（     ） A．降噪过程运用了声波的衍射原理 B．图乙中的质点振动增强 C．降噪声波与环境噪声的声波传播速度相同 D．图乙中的质点经过两个周期随波迁移的距离为两个波长 【答案】C 【详解】A．主动降噪利用与环境噪声相位相反的声波叠加，使合成声波减弱，其物理基础是波的干涉，不是波的衍射，故A错误； B．环境噪声与降噪声波在质点处发生相消叠加，合振幅减小，质点的振动减弱，故B错误； C．声波和降噪声波都在同一空气介质中传播，波速由介质性质决定，因此两列波的传播速度相同，故C正确； D．机械波传播的是振动形式和能量，介质质点只在平衡位置附近振动，质点不会随波迁移两个波长，故D错误。 故选C。 5．（本题4分）安装在公路旁的多普勒测速仪，向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．波速变小，频率变小 B．波速不变，频率变大 C．波速不变，频率变小 D．波速变大，频率不变 【答案】C 【详解】波速的判断：机械波的波速由传播介质决定，超声波在空气中传播，介质没有变化，因此反射波的波速不变； 频率的判断：根据多普勒效应，当汽车远离测速仪时，波源与观测者相互远离，测速仪接收到的反射波频率会低于原发射频率，因此频率变小。 故选C。 6．（本题4分）八中田径场进行防空演练时，两个固定的高功率喇叭S1、S2同时发出频率相同的警报声，下图中实线、虚线分别表示声波的密部、疏部，相邻两密部的距离为一个波长λ。则（　　） A．a位置听到的声音最弱 B．S1到位置a的距离恰好等于3λ C．听到声音加强是因为两列声波发生了干涉现象 D．听到声音减弱是因为两列声波发生了衍射现象 【答案】C 【详解】A．a位置是密部和密部相遇的位置，是振动加强点，故a位置听到的声音最强，故A错误； B．S1到位置a的距离为，故B错误； CD．两列声波发生干涉现象时，有的位置振幅最大，在该位置听到声音加强，有的位置振幅最小，在该位置听到声音减弱，故听到声音加强或减弱都是因为两列声波发生了干涉现象，故C正确，D错误。 故选C。 7．（本题4分）图甲是一列简谐横波在某一时刻的波的图像，图乙是x＝2 m处的质点从该时刻开始计时的振动图像，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是（　　） A．质点a振动的周期为2 s B．这列波的波速是2 m/s C．这列波沿x轴负方向传播 D．0-7 s内质点b通过的路程是35 cm 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，周期，故A错误； B．由图甲可知，波长 则波速为，故B正确； C．由图乙可知，x＝2 m处的质点在图甲位置从平衡位置向y轴正方向振动，所以这列波沿x轴正方向传播，故C错误； D．由图可知，振幅 由于这列波沿x轴正方向传播，所以时质点b向y轴负方向振动，因，所以0-7 s内质点b通过的路程，故D错误。 故选B。 二、多选题 8．（本题6分）关于机械波中的横波和纵波，下列说法正确的是（　　） A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．空气介质只能传播纵波 【答案】AD 【详解】A．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线，质点的运动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，故A正确； B．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向垂直，故B错误； C．形成纵波的质点，不随波一起迁移，故C错误； D．空气介质只能传播纵波，不能传播横波，故D正确。 故选AD。 9．（本题6分）如图所示，两列相干简谐横波在同一区域传播，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷，已知两列波的振幅均为A、频率均为。、两点是波峰与波谷相遇点，是波谷与波谷相遇点，是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是（　　） A．、两点的位移大小始终为2A B．、连线上的各点都是振动加强点 C．、连线上的各点都是振动减弱点 D．、两点始终处于平衡位置 【答案】BD 【详解】两列简谐波相遇时，波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇时，振动加强，波峰与波谷相遇时，振动减弱，振动加强点最大振幅为两列简谐波振幅之和，由题图可知，、为振动加强点，最大振幅为，、为振动减弱点，始终处于平衡位置。 故选BD。 10．（本题6分）如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为5cm，波速为2m/s。在波的传播方向上两质点、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距2.5cm的位置。则（        ） A．此波的周期可能为0.2s B．此波的周期可能为0.3s C．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置 D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置 【答案】BCD 【详解】AB．对AB选项，根据题意，有两种情况： 第1种情况：波的图象如图所示 从图象得 所以波长 根据 周期 第2种情况如图所示 波的图象如图，从图象得 可得 根据 所以 故B正确，A错误； C．根据以上两种情况，也有两种对应的情况: 第1种情况：波长是1.2m的波，在波的图象如下图 从图象知，b在波谷，故C正确． D．第2种情况，波长是0.6m的波，波的图象如下图 从图象知，b在波峰，故D正确。 故选BCD。 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）如图所示，一名观察者站在桥上观察一列复兴号高铁列车鸣笛通过桥梁向远处驶去。已知复兴号高铁列车通过桥梁所在路段时的速度为280km/h，列车发声器发出的笛声频率为500Hz，声音在空气中传播的速度为340m/s，则列车发声器发出的笛声的波长为___________m，在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长___________（填“大于”“等于”或“小于”）上述计算值。 【答案】 0.68 大于 【详解】[1]由波长、波速和频率的关系式可得 [2] 在列车远去时，观察者听到笛声的波长 因此在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长大于笛声的原波长。 13．（本题6分）一根长为4m的弹性绳AB呈水平状态。时A、B同时开始由平衡位置向上振动，各自振动半个周期后停止振动，s时的波形如图所示。已知两列波的振幅分别为cm和5cm。则两列波的波速__________，周期__________，在s时O点偏离平衡位置的位移为__________cm。 【答案】 1∶1 2∶1 15cm 【详解】[1]由于两列波在同种介质中传播，波速由介质决定，故两列波速 [2]根据 有两列波的波速 由图可知两列波的波长分别为， 根据 可知TA=0.2s，TB=0.1s 两列波的周期 [3]根据 可知A、B波的振动形式传播到O点用时0.2s，再经 对于B波在O点刚好振到波峰，对于A波，根据振动方程可得 可知此时O点偏离平衡位置的位移为10cm，由波的叠加可知在t=0.225s时O偏离平衡位置的位移为15cm。 四、解答题 14．（本题8分）如图所示，实线为一列沿轴方向传播的简谐波在时刻的波形图，经过后，其波形图如图中虚线所示。 (1)若平衡位置在处的质点在时刻向轴负方向运动，判断波的传播方向，并求出波速； (2)若从时刻起，平衡位置在处的质点比平衡位置在处的质点先回到平衡位置，判断波的传播方向，并求出波速。 【答案】(1)沿x轴负方向，(m/s) (2)沿x轴正方向，(m/s) 【详解】（1）质点P在时刻向y轴负方向运动，根据波形平移可知，波的传播方向沿x轴负方向。 波沿x轴负方向传播的距离满足 由公式波速 解得(m/s) （2）从时刻质点M比质点N先回到平衡位置，则质点M向y轴负方向运动，质点N向y轴正方向运动，根据“同侧法”可知，波的传播方向沿x轴正方向。 波沿x轴负方向传播的距离满足 由公式波速 解得(m/s) 15．（本题12分）图甲为某一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，为介质中的两个质点。时刻质点位于波峰，图乙为质点的振动图像。求： (1)波的传播方向和传播速度大小； (2)质点的振动方程。 (3)质点在内的路程。 【答案】(1)波沿x轴负方向传播，4m/s (2)或 (3)cm 【详解】（1）根据图乙知t=0时，质点M向下振动，所以波沿x轴负方向传播，由于波长等于4m，周期等于1.0s，所以 （2）由图乙可知 所以质点P的振动方程为 t=0时，有 所以 所以或 （3）由图乙可知，T=1s； 时间t=s=2T+T 2T内路程为s1=2×4A=1.6cm T内路程为s2=0.2sin（2π×)=0.1cm 所以质点M在0 ~ s内的路程为s=s1+s2=(1.6+0.1）cm =cm 16．（本题16分）如图所示，波源和完全相同，质点到的距离；质点到的距离。两波源自时开始振动，位移随时间变化的关系式都为，两波源传出的波在介质中的波长都为。求： (1)两波源传出的波在介质中的传播速度； (2)两波源传出的波分别到达点的时刻； (3)质点在至时间内运动的路程。 【答案】(1) (2)， (3)30cm 【详解】（1）由位移随时间变化的关系式可得波的传播周期为 传播速度 （2）由波的匀速传播可得M波源的振动形式传播到P点用时为 N波源的振动形式传播到P点用时为 （3）又由于两波源距P点的波程差为 故P为振动加强点，从M点的振动形式传到P点到N点的振动形式传到P点前，P质点振动了1s，故其经过的路程长为 当N点的振动形式传播到P点，由于P点振动加强，又经历0.25s，可知P质点在这0.25s内的路程为 故其在t=0至时间内经过的路程 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（较易版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）手握长软绳一端持续上下抖动，某时刻形成的绳波如图所示，K、L、M、N为绳中的质点，此后先到达上方最大位移处的质点是（  ） A．K B．L C．M D．N 2．（本题4分）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（　　） A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C．它在一个周期内走过的路程等于2个振幅 D．它的振动频率等于波源的振动频率 3．（本题4分）B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 4．（本题4分）某款头戴式降噪耳机采用主动降噪技术，其外侧麦克风采集环境噪声，内部芯片实时生成反相声波，通过耳机的扬声器播出。这款头戴式降噪耳机的工作原理示意图如图甲所示，图乙为理想情况下的波形图（实线为环境噪声的声波，虚线为降噪声波）。下列说法正确的是（     ） A．降噪过程运用了声波的衍射原理 B．图乙中的质点振动增强 C．降噪声波与环境噪声的声波传播速度相同 D．图乙中的质点经过两个周期随波迁移的距离为两个波长 5．（本题4分）安装在公路旁的多普勒测速仪，向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．波速变小，频率变小 B．波速不变，频率变大 C．波速不变，频率变小 D．波速变大，频率不变 6．（本题4分）八中田径场进行防空演练时，两个固定的高功率喇叭S1、S2同时发出频率相同的警报声，下图中实线、虚线分别表示声波的密部、疏部，相邻两密部的距离为一个波长λ。则（　　） A．a位置听到的声音最弱 B．S1到位置a的距离恰好等于3λ C．听到声音加强是因为两列声波发生了干涉现象 D．听到声音减弱是因为两列声波发生了衍射现象 7．（本题4分）图甲是一列简谐横波在某一时刻的波的图像，图乙是x＝2 m处的质点从该时刻开始计时的振动图像，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是（　　） A．质点a振动的周期为2 s B．这列波的波速是2 m/s C．这列波沿x轴负方向传播 D．0-7 s内质点b通过的路程是35 cm 二、多选题 8．（本题6分）关于机械波中的横波和纵波，下列说法正确的是（　　） A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．空气介质只能传播纵波 9．（本题6分）如图所示，两列相干简谐横波在同一区域传播，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷，已知两列波的振幅均为A、频率均为。、两点是波峰与波谷相遇点，是波谷与波谷相遇点，是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是（　　） A．、两点的位移大小始终为2A B．、连线上的各点都是振动加强点 C．、连线上的各点都是振动减弱点 D．、两点始终处于平衡位置 10．（本题6分）如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为5cm，波速为2m/s。在波的传播方向上两质点、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距2.5cm的位置。则（        ） A．此波的周期可能为0.2s B．此波的周期可能为0.3s C．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置 D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置 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）如图所示，一名观察者站在桥上观察一列复兴号高铁列车鸣笛通过桥梁向远处驶去。已知复兴号高铁列车通过桥梁所在路段时的速度为280km/h，列车发声器发出的笛声频率为500Hz，声音在空气中传播的速度为340m/s，则列车发声器发出的笛声的波长为___________m，在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长___________（填“大于”“等于”或“小于”）上述计算值。 13．（本题6分）一根长为4m的弹性绳AB呈水平状态。时A、B同时开始由平衡位置向上振动，各自振动半个周期后停止振动，s时的波形如图所示。已知两列波的振幅分别为cm和5cm。则两列波的波速__________，周期__________，在s时O点偏离平衡位置的位移为__________cm。 四、解答题 14．（本题8分）如图所示，实线为一列沿轴方向传播的简谐波在时刻的波形图，经过后，其波形图如图中虚线所示。 (1)若平衡位置在处的质点在时刻向轴负方向运动，判断波的传播方向，并求出波速； (2)若从时刻起，平衡位置在处的质点比平衡位置在处的质点先回到平衡位置，判断波的传播方向，并求出波速。 15．（本题12分）图甲为某一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，为介质中的两个质点。时刻质点位于波峰，图乙为质点的振动图像。求： (1)波的传播方向和传播速度大小； (2)质点的振动方程。 (3)质点在内的路程。 16．（本题16分）如图所示，波源和完全相同，质点到的距离；质点到的距离。两波源自时开始振动，位移随时间变化的关系式都为，两波源传出的波在介质中的波长都为。求： (1)两波源传出的波在介质中的传播速度； (2)两波源传出的波分别到达点的时刻； (3)质点在至时间内运动的路程。 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 $