高中物理单元测试——第三章机械波（较难版01）

高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（较难版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（  ） A．波形甲的振幅比波形乙大 B．波形甲的周期比波形乙大 C．波形甲的形成时间比波形乙早 D．波形甲的起振方向与波形乙相同 2．（本题4分）手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，振动沿绳水平传播，P、Q为绳上的两点，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（　　） A．t1时刻之前Q点始终静止 B．t1时刻P点向上运动 C．t1时刻P点刚好振动半个周期 D．t=0时刻O点向下运动 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）水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可（   ） A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率 5．（本题4分）关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 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）图甲是一列沿轴传播的横波在时的波形图，分别是平衡位置在及处的质点。图乙是质点的振动图像。则（　　） A．质点比先回到平衡位置 B．波沿轴负方向传播 C．时，质点的位移为 D．时间内，质点通过的路程为 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，甲、乙两名同学同时连续抖动一条绳子的两端，某时刻分别形成如图所示的半个波形，已知两同学抖动绳子的频率相等且不变，且间距恰为三个波长，则下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两同学抖动绳子产生的两列波传播速度大小不同 B．甲、乙两同学抖动绳子产生的两列波波长相等 C．绳子上振动加强的点有6个 D．若点是绳子的中点，则点为振动加强点 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）公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低。 (1)此现象属于_______ A．波的衍射 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射 (2)若该路段限速100 km/h，则该轿车_______（填“超速”或“未超速”）。 13．（本题6分）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的反射回来的超声波信号形成B超图像，如图甲所示。图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为，内质点M运动的路程为__________mm，超声波在血管中的传播速度为__________。 四、解答题 14．（本题8分）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，其平衡位置相距1m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。 (1)求质点a在0~2.6s时间内的运动路程； (2)若该波的波长大于0.8m，求波速大小。 15．（本题12分）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，有一个平衡位置与坐标原点距离为4m的质点P从该时刻开始的振动图像如图乙所示。求： (1)判定该波的传播方向并求出波速； (2)求从该时刻开始4s内P质点运动的路程及振动方程。 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 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（较难版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（  ） A．波形甲的振幅比波形乙大 B．波形甲的周期比波形乙大 C．波形甲的形成时间比波形乙早 D．波形甲的起振方向与波形乙相同 【答案】B 【详解】A．由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A错误； B．甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正确； C．波形乙的形成时间比波形甲早，C错误； D．波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D错误。 故选B。 2．（本题4分）手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，振动沿绳水平传播，P、Q为绳上的两点，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（　　） A．t1时刻之前Q点始终静止 B．t1时刻P点向上运动 C．t1时刻P点刚好振动半个周期 D．t=0时刻O点向下运动 【答案】D 【详解】A．根据图象可知，该波传到点需要，而时刻恰好完成两次全振动，所以时刻点已经振动，故A错误； B．根据“同侧法”可知，时刻点运动方向向下，故B错误； C．该波传到点需要一个周期，而时刻振源恰好完成两次全振动，所以时刻点刚好完成一次全振动，故C错误； D．在时刻恰好完成两次全振动，所以振源的起振方向与时刻的振动情况完全相同，该时刻点运动方向向下，则时点运动方向向下，故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）水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可（   ） A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率 【答案】D 【详解】发生明显衍射的条件是：孔的尺寸与波长相差不多，甚至比波长更小，因此要使衍射现象更明显，可缩小小孔尺寸，或增大水波的波长。 水波在同种介质中传播速度恒定，由波速公式 可得 若要增大波长，需要减小水波的频率。 故选D。 5．（本题4分）关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 【答案】C 【详解】A．多普勒效应是波动现象共有的特征，机械波和电磁波均可发生，故A错误； B．波源频率由振动本身决定，与相对运动无关，故B错误； C．多普勒效应的本质是观察者与波源的相对运动导致单位时间内接收到的波峰数变化，从而使观察者接收的频率改变，此现象的直接原因是接收频率的变化，故C正确； D．波速由介质决定，与波源或观察者的运动无关，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）图甲是一列沿轴传播的横波在时的波形图，分别是平衡位置在及处的质点。图乙是质点的振动图像。则（　　） A．质点比先回到平衡位置 B．波沿轴负方向传播 C．时，质点的位移为 D．时间内，质点通过的路程为 【答案】B 【详解】AB．由图乙可知，在时质点P的振动方向沿y轴正方向，且还没有到达波峰位置，故在甲图中，根据“上下坡法”可知波沿轴负方向传播；质点Q在波谷处，经回到平衡位置，此时质点P还没有回到平衡位置，故A错误，B正确； C．由乙图可知，波的周期为，则 可知质点在时的位置与的位置相同，因，故质点Q在时还没有到达波峰位置，其位移小于10cm，故C错误； D．由题知，从的时间间隔为 若质点P从平衡位置出发，则在时间内质点通过的路程为 而由乙图可知，质点P不是从平衡位置出发，故这段时间质点P通过的路程不是50cm，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，甲、乙两名同学同时连续抖动一条绳子的两端，某时刻分别形成如图所示的半个波形，已知两同学抖动绳子的频率相等且不变，且间距恰为三个波长，则下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两同学抖动绳子产生的两列波传播速度大小不同 B．甲、乙两同学抖动绳子产生的两列波波长相等 C．绳子上振动加强的点有6个 D．若点是绳子的中点，则点为振动加强点 【答案】BC 【详解】A．在同一种介质中，两列机械波传播的速度大小相等，故A错误； B．由 可得，所以形成的两列波波长相等，故B正确； C．设距A点为x的P点为振动加强点，根据题意和给出的波形图，可知两波源A和B的初相位恰好相反，由，其中，解得绳上到A点距离、、、、、共6个点是加强点，故C正确； D．由于E点是绳子的中点，E点到两波源的路程差为0，两波源A和B的起振方向相反，由波的叠加原理可知E点是振动减弱点，故D错误。 故选BC。 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）公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低。 (1)此现象属于_______ A．波的衍射 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射 (2)若该路段限速100 km/h，则该轿车_______（填“超速”或“未超速”）。 【答案】(1)C (2)超速 【详解】（1）该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应。 故选C。 （2）因巡警车接收到的超声波频率比发出的低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车的车速比巡警车的车速大，故该轿车超速。 13．（本题6分）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的反射回来的超声波信号形成B超图像，如图甲所示。图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为，内质点M运动的路程为__________mm，超声波在血管中的传播速度为__________。 【答案】 2 【详解】[1]由题意可知 故内质点M运动的路程为 [2]超声波在血管中的传播速度为 四、解答题 14．（本题8分）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，其平衡位置相距1m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。 (1)求质点a在0~2.6s时间内的运动路程； (2)若该波的波长大于0.8m，求波速大小。 【答案】(1)52cm (2)或 【详解】（1）根据振动图像可得周期为，振幅A=4cm 因，故质点a在0~2.6s时间内的运动路程 （2）如果波沿方向传播，则有 解得 因该波的波长大于0.8m，即 解得 故 则波长为 所以波速为 如果波沿方向传播，则有 解得 因该波的波长大于0.8m，即 解得 故 则波长为 所以波速为 15．（本题12分）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，有一个平衡位置与坐标原点距离为4m的质点P从该时刻开始的振动图像如图乙所示。求： (1)判定该波的传播方向并求出波速； (2)求从该时刻开始4s内P质点运动的路程及振动方程。 【答案】(1)波的传播方向为x轴正方向， (2)， 【详解】（1）由振动图像可知此时质点P向y轴正方向振动，由同侧法可得波的传播方向为x轴正方向； 由振动图像有 振动周期 由波动图像有 波长 波速 （2）该时刻开始 P质点运动的路程为 P质点振动方程 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。 【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 $