高中物理单元测试——第3章机械波（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第3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）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）超声波指纹识别是第3代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是（　　） A．指纹识别中的超声波可以用次声波代替 B．超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快 C．超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确 D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长 【答案】C 【详解】A．超声波具有较强的穿透能力，而次声波没有这能力，所以指纹识别中的超声波不可以用次声波代替，故A错误； B．超声波属于机械波，传播速度由介质决定，与频率无关，则超声波频率越高，在同种介质中传播速度不变，故B错误； C．超声波的频率越高，周期越小，波速不变，则波长越短，识别就越精确，故C正确； D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，频率不变，根据 可知波长变短，故D错误。 故选C。 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）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）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）横波和纵波的区别是（　　） A．横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向相同或相反 B．纵波不能在空气中传播 C．横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部 D．横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，纵波中质点的振动方向与波的传播方向垂直 【答案】AC 【详解】AD．横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向在一条线上，相同或相反，故A正确，D错误； B．纵波能在空气中传播，如声音，故B错误； C．横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部，故C正确。 故选AC。 9．（本题6分）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为10cm，且在图示的范围内振幅不变，波速为1m/s，波长为0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（     ） A．A、E两点始终位于波峰位置 B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为40cm C．图示时刻C点正处于平衡位置且向上运动 D．从图示时刻起经1s，B点通过的路程为160cm 【答案】BCD 【详解】A．图示时刻，、两点处均为波峰与波峰相遇，合振幅为，但两点处的质点仍在平衡位置两侧往复振动，并非始终处于波峰，故A错误； B．图示时刻点处两列波的波峰相遇，有 点处两列波的波谷相遇，有，故两点的竖直高度差为，故B正确； C．沿两列波各自的传播方向，点均位于波峰之后、相邻波谷之前的中点。根据波形平移规律，两列波在点引起的振动均处于平衡位置且方向向上，叠加后点也向上运动，故C正确； D．由，整理得 故点为振动加强点，振幅为，在内，其路程为，故D正确。 故选BCD。 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）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）两波源、在水波槽中形成的波形示意图如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。波源形成的波的波长比波源形成的短，则形成的波的频率较__________（填“大”或“小”），在两波相遇的区域中__________（填“会”或“不会”）产生干涉。    【答案】 大 不会 【详解】[1]根据 由于同一介质中波速相等，波源形成的波的波长比波源形成的短，则形成的波的频率较大。 [2]由于两波源频率不相等，则在两波相遇的区域中不会产生干涉。 13．（本题6分）一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，质点P在此时刻的位移为y＝3cm，此时刻质点P正沿y轴正方向运动，该简谐波沿x轴_______（填“正”或“负”）方向传播；已知该波传播的周期为，该简谐波传播的速度大小为______m/s，从此时刻开始计时质点P的振动方程为______cm。 【答案】 负 3 【详解】[1]此时刻质点P正沿y轴正方向运动，根据振向波向同侧法，即质点的振动方向与波的传播方向都位于波形的同一侧，可知该简谐波沿x轴负方向传播。 [2]从波形图上可得该波的波长为，波传播的速度为 [3]从波动图像可知质点振动的振幅为A＝6cm，从此时刻开始计时质点P的振动方程为 此时刻质点P的位移为y＝3cm，将和y＝3cm代入振动方程解得 或 又因为此时质点P沿y轴正方向运动，则 则从此时刻开始计时质点P的振动方程为 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。 【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）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=0和x=14m处，波源的振幅分别为A1=8cm和A2=6cm，传播速度大小相同，周期T=4s。t=0时刻，两列波的图像如图所示，此时平衡位置在x=4m和x=10m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置处于x=8m处。求： (1)波传播的速度大小； (2)t=4s时，质点M偏离平衡位置的位移大小； (3)在0到8s时间内，质点M运动的路程。 【答案】(1) (2) (3)68cm 【详解】（1）由题图可知两列波的波长均为，根据波速公式有 代入数据解得两列波传播的速度大小为 （2）由题意及题图可知质点与质点平衡位置间的距离为，右侧波传到质点的时间为 解得 质点与质点平衡位置间的距离为，左侧波传到质点的时间为 解得 当时，左侧波恰好传到质点，其引起质点的位移为零；右侧波已在质点处振动了，即半个周期，其引起质点的位移也为零，分析解得此时质点偏离平衡位置的位移大小为 （3）在时间内，质点只在右侧波的作用下振动了半个周期，此阶段质点运动的路程为 代入数据解得 由题图可知左侧波和右侧波传到质点时的起振方向均为向下，故质点为振动加强点，在的时间内恰好为一个完整周期，此阶段质点运动的路程为 代入数据解得 在时间内，质点运动的总路程为 代入数据解得 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）超声波指纹识别是第3代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是（　　） A．指纹识别中的超声波可以用次声波代替 B．超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快 C．超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确 D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长 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）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）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）横波和纵波的区别是（　　） A．横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向相同或相反 B．纵波不能在空气中传播 C．横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部 D．横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，纵波中质点的振动方向与波的传播方向垂直 9．（本题6分）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为10cm，且在图示的范围内振幅不变，波速为1m/s，波长为0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（     ） A．A、E两点始终位于波峰位置 B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为40cm C．图示时刻C点正处于平衡位置且向上运动 D．从图示时刻起经1s，B点通过的路程为160cm 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）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）两波源、在水波槽中形成的波形示意图如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。波源形成的波的波长比波源形成的短，则形成的波的频率较__________（填“大”或“小”），在两波相遇的区域中__________（填“会”或“不会”）产生干涉。    13．（本题6分）一列简谐横波沿x轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，质点P在此时刻的位移为y＝3cm，此时刻质点P正沿y轴正方向运动，该简谐波沿x轴_______（填“正”或“负”）方向传播；已知该波传播的周期为，该简谐波传播的速度大小为______m/s，从此时刻开始计时质点P的振动方程为______cm。 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）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=0和x=14m处，波源的振幅分别为A1=8cm和A2=6cm，传播速度大小相同，周期T=4s。t=0时刻，两列波的图像如图所示，此时平衡位置在x=4m和x=10m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置处于x=8m处。求： (1)波传播的速度大小； (2)t=4s时，质点M偏离平衡位置的位移大小； (3)在0到8s时间内，质点M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 $