高中物理单元测试——第3章机械波（较难版02）

高中物理单元测试 —— 第3章 机械波（较难版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）如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知质点F此时的运动方向竖直向下，则（　　）    A．波向右传播 B．此时质点H和F的运动方向相同 C．质点B比质点C先回到平衡位置 D．此时速度最大的质点是A、E、I 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）在操场直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器，两个扬声器连续发出相同的声波。一同学从该跑道的中点向某一端点缓慢行进过程中，听到扬声器的声音强弱交替变化，这种现象属于声波的（　　） A．折射 B．衍射 C．干涉 D．多普勒效应 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）如图为主动降噪耳机的消音原理图。该耳机能根据噪声情况产生相应的反噪声声波，使合成后的声音大大降低。下列说法正确的是（　　） A．抵消声波和噪音声波频率可以不同 B．抵消声波和噪音声波振幅相同 C．抵消声波和噪音声波相位相同 D．主动降噪是利用了声波的衍射原理，使噪音信号不能从外面传入耳机 7．（本题4分）“地震预警”是指在地震发生以后，地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域，从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中地震横波时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于4m处，图乙为质点M的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A．质点M在2s内沿轴运动了80cm B．该列波的传播方向沿轴正方向传播 C．该列波的传播速度为 D．质点M在5s内通过的路程为120cm 二、多选题 8．（本题6分）有关纵波与横波，下列说法不正确的是(　　) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 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）如图所示，波速为30m/s，向右传播的机械横波，在时刻的部分波形对应图中的实线所示，时刻的部分波形对应图中的虚线所示（），A、B两质点间的距离为7.5m，下列说法正确的是（     ） A．这列波的频率为0.25Hz B．时刻质点B的加速度最大 C．时刻质点A向上振动 D．与的差值为 三、填空题 11．（本题6分）在光刻机内部，芯片电路的紫外线影像通过一系列复杂的光路和狭小的孔径，微缩到几纳米的尺度后在硅晶片表面曝光蚀刻出实际电路。紫外线波长越短，衍射越________，为得到更小的曝光尺寸就需要波长更短的紫外线，对光刻机可采取的改进措施为____________。 12．（本题6分）如图甲为某汽车消声器，其结构简化为图乙，内部主要由两个通道构成，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道a、b继续向前传播，在右端汇聚在一起后从出口排出，该消声器消声主要利用了波的__________原理（填“多普勒效应”或“干涉”）；若要使该消声器产生稳定的消声效果，则a、b通道的长度要__________（填“相等”或“不相等”）。 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）一列沿x轴正方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。求： (1)该波的波长； (2)该波的波速大小v。 15．（本题12分）一列简谐横波沿x轴正向传播，a、b为x轴上的两质点，其平衡位置相距3m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。已知该波波长大于3m，求： (1)质点b在0~1.6s时间内的运动路程的大小； (2)该波波速v的大小。 16．（本题14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3章 机械波（较难版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）如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知质点F此时的运动方向竖直向下，则（　　）    A．波向右传播 B．此时质点H和F的运动方向相同 C．质点B比质点C先回到平衡位置 D．此时速度最大的质点是A、E、I 【答案】D 【详解】A．因质点F的振动方向向下，由同侧法得，波的传播方向向左，故A错误； B．此时质点H的振动方向向上，与质点F的振动方向相反，故B错误； C．同理，此时质点B的振动方向向上，质点B要先到最高位置，然后再往下到平衡位置，所以质点C比B先回到平衡位置，故C错误； D．质点在平衡位置时速度最大，则此时速度最大的质点是A、E、I，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）在操场直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器，两个扬声器连续发出相同的声波。一同学从该跑道的中点向某一端点缓慢行进过程中，听到扬声器的声音强弱交替变化，这种现象属于声波的（　　） A．折射 B．衍射 C．干涉 D．多普勒效应 【答案】C 【详解】A．折射是波从一种介质进入另一种介质时传播方向改变的现象。本题中，声波在同一介质（空气）中传播，且未涉及方向改变，故A错误； B．衍射是波绕过障碍物或通过小孔继续传播的现象。本题中，无障碍物或小孔，故B错误； C．干涉是两列相干波（频率相同、相位差恒定）在空间叠加时，某些区域加强、某些区域减弱的现象。本题中，两个扬声器由同一信号发生器带动，发出相同声波（相干波），该同学移动时到两扬声器的距离差发生变化，导致相位差变化，引起声音强弱交替，符合干涉特征，故C正确； D．多普勒效应是波源与观察者发生相对运动时接收频率变化的现象（如音调变化）。本题中是声音强弱变化（振幅变化）而非频率变化，故D错误。 故选C。 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）如图为主动降噪耳机的消音原理图。该耳机能根据噪声情况产生相应的反噪声声波，使合成后的声音大大降低。下列说法正确的是（　　） A．抵消声波和噪音声波频率可以不同 B．抵消声波和噪音声波振幅相同 C．抵消声波和噪音声波相位相同 D．主动降噪是利用了声波的衍射原理，使噪音信号不能从外面传入耳机 【答案】B 【详解】A．主动降噪耳机的消音原理是声波的干涉，使合成后的噪声的振幅减小，响度降低，反噪声波和噪音声波频率相同，故A错误； B．合成后的声音大大降低，反噪声波和噪音声波振幅相同，故B正确； C．反噪声波和噪音声波相位相反，故C错误； D．主动降噪是利用了声波的干涉原理，使噪音信号不能从外面传入耳机，故D错误。 故选B。 7．（本题4分）“地震预警”是指在地震发生以后，地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域，从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中地震横波时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于4m处，图乙为质点M的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A．质点M在2s内沿轴运动了80cm B．该列波的传播方向沿轴正方向传播 C．该列波的传播速度为 D．质点M在5s内通过的路程为120cm 【答案】C 【详解】A．质点在简谐振动中仅在平衡位置附近振动，不会随波沿x轴迁移，故A错误； B．图乙可知t=0时刻质点M沿y轴正方向运动，结合图甲，同侧法可知该列波的传播方向沿x轴负方向传播，故B错误； C．根据图甲可知波长，图乙可知周期，则波速，故C正确； D．图甲可知振幅A=20cm，一个周期内质点运动路程为4A，则质点M在5s内通过的路程为，故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）有关纵波与横波，下列说法不正确的是(　　) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 【答案】AB 【详解】不论振源沿水平方向振动，还是竖直方向振动，只要振动方向与波传播方向垂直，则为横波；若振动方向与波传播方向在一条直线上则为纵波。则AB错误，CD正确。 此题选择不正确的选项，故选AB。 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）如图所示，波速为30m/s，向右传播的机械横波，在时刻的部分波形对应图中的实线所示，时刻的部分波形对应图中的虚线所示（），A、B两质点间的距离为7.5m，下列说法正确的是（     ） A．这列波的频率为0.25Hz B．时刻质点B的加速度最大 C．时刻质点A向上振动 D．与的差值为 【答案】CD 【详解】A．由波形图可知，A、B两质点间距为，解得波长 由波速公式得频率，故A错误； B．时刻质点B处于平衡位置，回复力为零，加速度为零，故B错误； C．波向右传播，沿波的传播方向，处于下坡段的质点振动方向向上，时刻质点A处于下坡段，故向上振动，C正确； D．波向右传播，从到，波形向右平移的距离为 对应的时间差，故D正确。 故选 CD。 三、填空题 11．（本题6分）在光刻机内部，芯片电路的紫外线影像通过一系列复杂的光路和狭小的孔径，微缩到几纳米的尺度后在硅晶片表面曝光蚀刻出实际电路。紫外线波长越短，衍射越________，为得到更小的曝光尺寸就需要波长更短的紫外线，对光刻机可采取的改进措施为____________。 【答案】 不明显 改变光源提高频率或替换介质减小光速 【详解】[1]由波发生明显衍射现象的条件：孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，可知波长越短，衍射越不明显； [2]要减小光的波长，根据 可知可以改变光源提高频率或替换介质减小光速。 12．（本题6分）如图甲为某汽车消声器，其结构简化为图乙，内部主要由两个通道构成，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道a、b继续向前传播，在右端汇聚在一起后从出口排出，该消声器消声主要利用了波的__________原理（填“多普勒效应”或“干涉”）；若要使该消声器产生稳定的消声效果，则a、b通道的长度要__________（填“相等”或“不相等”）。 【答案】 干涉 不相等 【详解】[1][2]该消声器的消声原理为波的干涉；利用声波沿两个通道传播的路程差为半个波长的奇数倍，就能产生稳定的消声效果，因此通道长度不能相等。 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）一列沿x轴正方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。求： (1)该波的波长； (2)该波的波速大小v。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，波长。 （2）简谐横波沿轴正方向传播，根据波的平移知识，则有 解得 波速为 15．（本题12分）一列简谐横波沿x轴正向传播，a、b为x轴上的两质点，其平衡位置相距3m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。已知该波波长大于3m，求： (1)质点b在0~1.6s时间内的运动路程的大小； (2)该波波速v的大小。 【答案】(1)32cm (2)5m/s 【详解】（1）由图可知，质点b的振幅，周期。在内，经历时间 质点一个周期内路程为4A，故2T时间内的路程 （2）在时刻，质点a位于平衡位置且向方向运动，质点b位于波峰。波沿x轴正方向传播，则a、b间距与波长满足（n=0，1，2，…） 变形得（n=0，1，2，…） 由条件且，得 解得 因n为非负整数，故取 当n=0时，波长 根据波速公式 解得 16．（本题14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 $