高中物理单元测试——第3章机械波（适中版01）

高中物理单元测试 —— 第3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）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）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）下列选项中相关物理现象的描述及判定正确的是（　　） A．图甲中条形磁铁向铝环B快速靠近，铝环B中有感应电流产生 B．图乙S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使A处的水也能发生振动，则波源S的振动周期应该变大 C．图丙为干涉型消声器的结构示意图，同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应为该声波半波长的偶数倍 D．图丁救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率为fB>fA 【答案】B 【详解】A．题图甲中由于铝环B不是闭合的，铝环没有感应电流产生，故A错误； B．要使处水也能发生振动，要求波要发生衍射，由波长越长，越容易衍射，根据可知，相同的情况下，频率越大，波长越短，越不容易发生衍射，因此要使处水也能发生振动，则波源频率应该变小，即周期应该变大，故B正确； C．根据波的干涉，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，叠加后振动减弱，起到消声的目的，故C错误； D．题图丁救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应可知，听到警笛声的频率变高，听到警笛声的频率变低，即，故D错误。 故选B。 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）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，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅不同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。与、共面的a、b、c、d四点中，b、d位于与的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．随着时间的推移，四个质点均沿波的传播方向平移 B．该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大 C．质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强 D．再过，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置 【答案】CD 【详解】A．在波的传播过程中，各质点均不会沿波的传播方向发生移动，只会在其平衡位置上下振动，A错误。 B．a处是波峰与波谷相遇处，但因为两波振幅不同，故位移不为0；此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，其位移最大；d处在振动加强的区域，但此时位移不是最大，B错误。 C．该时刻b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的；d处在振动加强的区域，振动也是最强的；即b、c、d质点振动都最强。a处是波峰与波谷相遇处，振动最弱，C正确。 D．图示时刻a在波峰与波谷相遇处，b在波峰，c在波谷，再过，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，D正确。 故选CD。 10．（本题6分）如图所示，实线为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，虚线是该波在时刻的波形，则下面可能正确的是（     ） A．周期为0.20 s B．周期为0.80 s C．波速为 D．波速为 【答案】BC 【详解】从波形图可得，该波的波长 波沿x轴正方向传播，从（实线）到（虚线），波向右平移的距离 对应的时间满足 整理得周期 根据波速公式 A．若，则 可得，不是整数，故A错误； B．若，则 可得，是整数，故B正确； C．若，则 可得，是整数，故C正确； D．若，则 可得，不是整数，故D错误。 故选 BC。 三、填空题 11．（本题6分）如图，水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了__________（选填“干涉”或“衍射”）现象，为了使树叶停止振动，可__________（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。 【答案】 衍射 增加 【详解】[1][2] 水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，说明波绕过了障碍物继续传播，是因为波发生了衍射，现象，为了使树叶停止振动，使衍射现象不明显，可以减小波长，根据 可知，波速不变，可以增加波源S的频率。 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14分）如图所示，在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1＝0、x2＝10 m处，它们在同一均匀介质中均从t＝0开始沿y轴做简谐运动，波源S1开始的振动方程为，波源S2开始的振动方程为，质点P位于x轴上x3＝1 m处，已知质点P在t＝0.5 s时开始振动，求： (1)这两列波在介质中的波速和波长； (2)P点是振动的加强点还是减弱点，简要说明原因 (3)在t＝0至t＝8 s内质点P通过的路程。 【答案】(1)2m/s，2m (2)减弱点；波程差为8m，为波长的整数倍，但波源振动状态相差半个周期 (3)94cm 【详解】（1）波从处传播到处的时间是0.5s，所以这两列波在介质中的波速 由振动方程可知 则周期为 所以波长为 （2）由 所以P点是振动的减弱点；因为波程差为8m，为波长的整数倍，两波源起振方向相反，波源振动状态相差半个周期。 （3）波源S2的振动传播到P点的时间 波源S2的振动传播到P点，质点P已经振动的时间 波源S2的振动传播到P点，质点P已经振动的路程 波源S2的振动传播到P点以后，质点P振动的振幅 波源S2的振动传播到P点以后，质点P振动的时间 波源S2的振动传播到P点以后，质点P振动的路程 所以在t＝0至t＝8 s内质点P通过的路程 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3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）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）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）下列选项中相关物理现象的描述及判定正确的是（　　） A．图甲中条形磁铁向铝环B快速靠近，铝环B中有感应电流产生 B．图乙S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使A处的水也能发生振动，则波源S的振动周期应该变大 C．图丙为干涉型消声器的结构示意图，同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应为该声波半波长的偶数倍 D．图丁救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率为fB>fA 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）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，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅不同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。与、共面的a、b、c、d四点中，b、d位于与的连线的垂直平分线上。关于a、b、c、d四点的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．随着时间的推移，四个质点均沿波的传播方向平移 B．该时刻质点a的位移为0，质点b、c、d的位移均为最大 C．质点a振动最弱，质点b、c、d振动最强 D．再过，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置 10．（本题6分）如图所示，实线为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，虚线是该波在时刻的波形，则下面可能正确的是（     ） A．周期为0.20 s B．周期为0.80 s C．波速为 D．波速为 三、填空题 11．（本题6分）如图，水面上的S是波源，为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，是因为波发生了__________（选填“干涉”或“衍射”）现象，为了使树叶停止振动，可__________（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。 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14分）如图所示，在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1＝0、x2＝10 m处，它们在同一均匀介质中均从t＝0开始沿y轴做简谐运动，波源S1开始的振动方程为，波源S2开始的振动方程为，质点P位于x轴上x3＝1 m处，已知质点P在t＝0.5 s时开始振动，求： (1)这两列波在介质中的波速和波长； (2)P点是振动的加强点还是减弱点，简要说明原因 (3)在t＝0至t＝8 s内质点P通过的路程。 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 $