高中物理单元测试——第三章机械波（适中版01）

高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（适中版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）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）如图所示是观察水波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间相距一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列说法正确的是（   　） A．此时不能观察到水波明显的衍射现象 B．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 C．挡板前、后波纹之间距离不相等 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能观察到明显衍射现象 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）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）在同一均匀介质中有相距为L的A、B两波源，t=0时波源开始振动，起振方向如图中箭头所示，形成两列相向传播的简谐横波，两列波波长均为、频率均为f。已知O为A、B的中点，P为A、B连线上的一点，且。当A、B两点间形成稳定的干涉图样时，下列说法正确的是（　　） A．O点为振动减弱点 B．两列波的波速均为 C．当时，P点振动方向向下 D．A、B之间共能观察到10个振动加强点 10．（本题6分）一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为4m B．该波的传播速度大小为4m/s C．时，质点P沿y轴正方向运动 D．内，质点Q运动的路程一定为20cm 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）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）诗词“洞庭波涌连天雪”，描述的正是机械波传播的场景。一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中虚线所示。 (1)求这列波传播速度的大小； (2)若该列波的周期T>1s，则从t1=0时刻开始计时，求质点M在0~6s内运动的路程。 15．（本题12分）如图甲所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，已知处的质点做简谐运动的图像如图乙所示。 (1)求该横波传播速度大小； (2)从开始计时，求位于处的质点开始振动的时间以及内运动的路程。 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 $ 高中物理单元测试 —— 第三章 机械波（适中版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）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）如图所示是观察水波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间相距一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列说法正确的是（   　） A．此时不能观察到水波明显的衍射现象 B．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 C．挡板前、后波纹之间距离不相等 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能观察到明显衍射现象 【答案】B 【详解】A．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，A错误； B．如果将孔AB扩大，孔的尺寸可能比波长大很多，就观察不到明显的衍射现象，B正确； C．波通过孔后，波速、频率、波长不变，挡板前后波纹之间距离相等，C错误； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，由 可知波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误。 故选B。 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）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）在同一均匀介质中有相距为L的A、B两波源，t=0时波源开始振动，起振方向如图中箭头所示，形成两列相向传播的简谐横波，两列波波长均为、频率均为f。已知O为A、B的中点，P为A、B连线上的一点，且。当A、B两点间形成稳定的干涉图样时，下列说法正确的是（　　） A．O点为振动减弱点 B．两列波的波速均为 C．当时，P点振动方向向下 D．A、B之间共能观察到10个振动加强点 【答案】AC 【详解】A．两波源起振方向相反，O点距离两个波源的波程差为0，即半波长的偶数倍，故为减弱点，故A正确； B．波速为，故B错误； C．时，A波传播到距离A点处，B波传播到P点，此时A波激起的P点振动方向向下，B波激起的P点振动方向也向下，故P质点此时向下振动，故C正确； D．设加强点距离波源A为x，B距离加强点的距离为L-x，根据振动加强点的特点 解得，，，，，，，，共8个，故D错误。 故选AC。 10．（本题6分）一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。下列说法正确的是（　　） A．该波的波长为4m B．该波的传播速度大小为4m/s C．时，质点P沿y轴正方向运动 D．内，质点Q运动的路程一定为20cm 【答案】AC 【详解】A．由波形图可知，实线波形一个完整周期的长度为，因此波长，故A正确； B．波沿轴负方向传播，从到，波传播的距离为 因此波速，波速有多解，且不可能为，故B错误； C．波沿轴负方向传播，由同侧法可得时，质点P沿y轴正方向运动，故C正确； D．周期 内周期个数 总路程，只有时路程为，时路程不是，因此路程不是一定为，故D错误。 故选AC。 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）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）诗词“洞庭波涌连天雪”，描述的正是机械波传播的场景。一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中虚线所示。 (1)求这列波传播速度的大小； (2)若该列波的周期T>1s，则从t1=0时刻开始计时，求质点M在0~6s内运动的路程。 【答案】(1) (2)75cm 【详解】（1）由图像可知，该波的波长为 因为该波正在沿x轴正方向传播，考虑波传播的周期性，该波在内沿x轴正方向传播的距离为 所以这列波传播速度的大小为 （2）根据周期与波速和波长的关系可知该波的周期为 由周期可知只有时满足条件，解得 所以质点M在0~6s内运动的时间为 已知质点在一个周期内运动的路程为4个振幅，由图像可知该波的振幅为 则质点M在0~6s内运动的路程为 15．（本题12分）如图甲所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，已知处的质点做简谐运动的图像如图乙所示。 (1)求该横波传播速度大小； (2)从开始计时，求位于处的质点开始振动的时间以及内运动的路程。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，则波速为 （2）由图甲可知波从传到所用时间为 可知质点开始振动的时间为；内质点振动的时间为 则内质点运动的路程为 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 $