高中物理单元测试——第三章机械波（适中版02）

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）关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．机械波传播的是振动形式和能量 B．机械波传播的是介质本身 C．机械波传播的是振动形式，不传播能量 D．机械波传播的是能量，不传播振动形式 【答案】A 【详解】机械波传播的是振动形式和能量，介质中的质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移。 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）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）如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为，则下列说法正确的是（     ） A．该图表示波源正在向A点移动 B．观察者在A点接收波的频率是定值且大于 C．观察者在B点接收波的频率是定值且大于 D．观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于 【答案】C 【详解】A．根据多普勒效应，波源运动方向前方的波面密集，后方的波面稀疏。由图可知，右侧（B点方向）波峰密集，左侧（A点方向）波峰稀疏，说明波源正在向右（B点方向）移动，故A错误； B．波源正在远离A点，根据多普勒效应，波源匀速运动,观察者在A点接收到的频率为定值，小于波源频率f0，故B错误； C．波源正在向B点移动（接近B点），根据多普勒效应，观察者在B点接收到的频率应大于波源频率f0，且因波源匀速运动，该频率为定值，故C正确； D．波源向右运动，对于C点或D点，波源与其距离在增大（或处于侧面位置），接收到的频率应小于或等于f0，不可能大于f0，波源相对C、D点观察者的径向速度随时间变化，接收频率不是定值，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，这个过程在噪声到达人耳之前完成，从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点为振动加强点 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点的位移始终为0 C．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 【答案】B 【详解】AB．由图丙可知，降噪声波与环境声波波长相等、又因为两波波速相等，故频率相同，叠加时产生干涉。由于两列声波叠加时振动步调相反，所以叠加后振动减弱，起到降噪效果。降噪过程应用的是声波的干涉原理，两波传到P点振动步调相反，故P点振动减弱，故A错误，B正确； C．声波在同种均匀介质中传播速度相同，故C错误； D．波传播时，质点并不随波移动，故D错误。 故选B。 7．（本题4分）一列沿轴传播的简谐横波在t=4s时的波形如图甲，平衡位置在x=8m的质点a的振动图像如图乙，下列说法正确的是（     ） A．该波沿轴负方向传播 B．该波的传播速度大小为 C．内质点通过的路程为 D．时，质点的位移为 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，在t=4s时质点a向上振动，根据上下坡法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由甲图可知波长为16m，由图乙可知周期为4s，则该波的传播速度大小为，故B错误； C．由题知，振幅为，在4~10s内的时间间隔为 故4~10s内质点a通过的路程为，故C错误； D．设质点a的振动方程为 其中， 则质点a的振动方程为 当时质点a的位移为，故D正确。 故选D。 二、多选题 8．（本题6分）如图所示是一列简谐波的图象，下列关于该图象的说法中正确的是（　　） A．这一定是一列横波的图象 B．这可能是一列纵波的图象 C．波中各个质点都一定在竖直方向振动 D．波中各个质点可能在水平面内振动 【答案】BD 【详解】AB．根据图像无法判断是横波还是纵波，故A错误B正确； CD．故波中各个质点可能在水平面内振动，故D正确C错误。 故选BD。 9．（本题6分）苏轼的“八月十八潮，壮观天下无”描述的正是钱塘江大潮，鱼鳞潮就是其中的一种，如图甲所示。设某次观测到振幅均为0.4m的两列水波呈夹角以的速度向前行进，其模型可简化为图乙所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，为的中点，是延长线上的点，与P点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰，下列说法错误的是（　　） A．图中P、N两点振动始终加强，点振动始终减弱 B．点即将向上振动，经过一段时间质点P会运动到点 C．图示时刻、P两点间的高度差为 D．图中点稳定振动后的振幅为0.8m 【答案】AB 【详解】AD．稳定的鱼鳞区域是干涉图样，波峰遇波峰振动加强，波谷遇波谷振动也加强，波峰遇波谷振动才减弱，因此O、P、Q、M点所在的直线上都是振动加强点，点稳定振动后的振幅为 故A错误，D正确； B．稳定干涉图样中的加强点并不是始终在波峰处，波是向前行进的，如图乙中的点暂时处于平衡位置，即将向下振动，波动传播的只是振动形式和能量，介质中的质点不随波迁移，因此一段时间后质点不会运动到点，故B错误； C．由于两列波的振幅均为，叠加的结果使点在平衡位置上方处，而点在平衡位置下方处，故图示时刻、两点间的高度差为，故C正确。 本题选错误的，故选AB。 10．（本题6分）一列简谐横波在时的波形如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为 B．若波向右传播，则波的频率一定为 C．若波向左传播，则波的传播速度最小为 D．平衡位置分别为的两个质点，振动方向始终相反 【答案】CD 【详解】A．根据波形图可知这列波的波长为8m，故A错误； B．若波向右传播，则， 解得，故B错误； C．若波向左传播，内波传播的距离为 波速 当时波速最小，波速最小值为，故C正确； D．A质点平衡位置在，B质点平衡位置在二者间距 平衡位置相差半个波长的质点，振动相位差为，振动方向始终相反，故D正确。 故选CD 。 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）上课时老师将一蜂鸣器系在轻绳的一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器的音调竟然发生忽高忽低的变化，则旋转时蜂鸣器发声的频率__________（选填“不变”或“改变”），蜂鸣器音调变低时，蜂鸣器是向__________（选填“靠近”或“远离”）同学们的方向运动。 【答案】 不变 远离 【详解】[1]旋转时蜂鸣器发声的频率与生源有关，故旋转时蜂鸣器发声的频率不变。 [2]根据多普勒效应，当蜂鸣器向远离同学们的方向运动时，同学们听到声音的频率变小，即音调变低。 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）一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，质点M的平衡位置在xM=7.5cm处，质点N的平衡位置在xN=3cm处，质点N的振动图像如图乙所示。求： (1)该波传播的速度大小及方向； (2)在0~2s内质点M振动的路程s； (3)从t=0时刻开始质点M回到平衡位置的最短时间。 【答案】(1)0.3m/s，波沿x轴正方向传播 (2)2m (3)0.15s 【详解】（1）由甲图可知，该波的波长为 由乙图可知，周期为 该波传播的速度大小为 由图乙可知，时刻，质点向下振动，根据同侧法可知波沿轴正方向传播； （2）由图像可知，质点振动的振幅为 由于 则内质点振动的路程为 （3）当处的质点振动状态传至质点平衡位置处时，点回到平衡位置，此时时间最短，最短时间 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（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．机械波传播的是振动形式和能量 B．机械波传播的是介质本身 C．机械波传播的是振动形式，不传播能量 D．机械波传播的是能量，不传播振动形式 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）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）如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为，则下列说法正确的是（     ） A．该图表示波源正在向A点移动 B．观察者在A点接收波的频率是定值且大于 C．观察者在B点接收波的频率是定值且大于 D．观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于 6．（本题4分）现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声，经过数据处理后发出降噪声波，这个过程在噪声到达人耳之前完成，从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图，图丙是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点为振动加强点 B．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点的位移始终为0 C．降噪声波的传播速度比环境噪声声波的传播速度快 D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 7．（本题4分）一列沿轴传播的简谐横波在t=4s时的波形如图甲，平衡位置在x=8m的质点a的振动图像如图乙，下列说法正确的是（     ） A．该波沿轴负方向传播 B．该波的传播速度大小为 C．内质点通过的路程为 D．时，质点的位移为 二、多选题 8．（本题6分）如图所示是一列简谐波的图象，下列关于该图象的说法中正确的是（　　） A．这一定是一列横波的图象 B．这可能是一列纵波的图象 C．波中各个质点都一定在竖直方向振动 D．波中各个质点可能在水平面内振动 9．（本题6分）苏轼的“八月十八潮，壮观天下无”描述的正是钱塘江大潮，鱼鳞潮就是其中的一种，如图甲所示。设某次观测到振幅均为0.4m的两列水波呈夹角以的速度向前行进，其模型可简化为图乙所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，为的中点，是延长线上的点，与P点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰，下列说法错误的是（　　） A．图中P、N两点振动始终加强，点振动始终减弱 B．点即将向上振动，经过一段时间质点P会运动到点 C．图示时刻、P两点间的高度差为 D．图中点稳定振动后的振幅为0.8m 10．（本题6分）一列简谐横波在时的波形如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为 B．若波向右传播，则波的频率一定为 C．若波向左传播，则波的传播速度最小为 D．平衡位置分别为的两个质点，振动方向始终相反 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）上课时老师将一蜂鸣器系在轻绳的一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器的音调竟然发生忽高忽低的变化，则旋转时蜂鸣器发声的频率__________（选填“不变”或“改变”），蜂鸣器音调变低时，蜂鸣器是向__________（选填“靠近”或“远离”）同学们的方向运动。 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）一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，质点M的平衡位置在xM=7.5cm处，质点N的平衡位置在xN=3cm处，质点N的振动图像如图乙所示。求： (1)该波传播的速度大小及方向； (2)在0~2s内质点M振动的路程s； (3)从t=0时刻开始质点M回到平衡位置的最短时间。 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 $