第三章 机械波（单元检测卷）（附答案）-2022-2023学年高二上学期物理选择性必修1人教版2019

第三章机械波（单元检测卷）(考试时间：60分钟满分：100分)一、选择题(1～8题为单选题，9～12题为多选题，每小题4分，共48分)1.两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波如图甲所示，在相遇的某一时刻如图乙所示，两列波“消失”了，此时介质中M、N两质点的振动方向是()A.M点向下，N点向上B.M点向上，N点向下C.M点、N点都向下D.M点、N点都静止2.如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰，下列说法中正确的是()A.该图表示的是衍射现象B.该图表示的是多普勒效应C.该图表示波源正在向B点移动D.观察者在图中的A点接收到的波的频率最低3.一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，质点Q速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是()A.波源是M，由波源起振开始计时，点P已经振动时间TB.波源是N，由波源起振开始计时，点P已经振动了eq\f(3T,4)C.波源是N，由波源起振开始计时，点P已经振动了eq\f(T,4)D.波源是M，由波源起振开始计时，点P已经振动了eq\f(T,4)4.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200m/s，已知t＝0时，波刚好传播到x＝40m处，如图所示．在x＝400m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()A.波源开始振动时方向沿y轴正方向B.从t＝0开始经0.15s，x＝40m的质点运动的路程为0.6mC.接收器在t＝2s时才能接收到此波D.若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能是9Hz5.如图所示，在水平面上有两个完全相同的振源S1和S2，在S1和S2连线的中垂线上有a、b、c三点．已知在某一时刻两列波的波峰在a点相遇，波谷在c点相遇，b为a、c连线的中点，如图所示，下列结论中正确的是()A．a、c两点是振动加强点，b点是振动减弱点B．a点是振动加强点，c点是振动减弱点，b点振动情况不确定C．a、b、c三点的振幅都为零D．a、c连线上所有点都为振动加强点6.一列简谐横波某时刻的波形如图，比较介质中的三个质点a、b、c，则()A.此刻a的加速度最大B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴负方向运动D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置7.如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于()A.整个区域B.阴影Ⅰ以外区域C.阴影Ⅱ以外区域D.阴影Ⅰ区域8.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是()A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的9.（多选）在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是()A.a波源的频率为b波源频率的2倍B.a波的波长为b波波长的2倍C.a、b两列波叠加能产生稳定的干涉D.通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显10.（多选）图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0s时刻的波形图．已知t1＝0.3s时，质点P首次位于波谷，质点Q的坐标是(1.5,0)，质点M的坐标是(13,0)(图中未画出)，则以下说法正确的是()A.该波的传播速度为0.3m/sB.从t＝0开始，质点Q一定比P先到达波峰C.每经过0.3s，质点Q的路程一定是15cmD.在t2＝1.6s时刻，质点M第二次位于波峰11.（多选）如图所示为两列波叠加的示意图，这两列波的振动方向，振幅频率完全相同，M、N、Q为叠加区域的三个点，Q为两个波谷相遇，M为两个波峰相遇，N点为波峰和波谷相遇，波的周期为T，则下列说法正确的是()A.Q点为振动加强点B.N点始终静止不动C.经eq\f(1,2)周期，质点Q传播到N点D.M点为振动加强点，经过eq\f(T,2)，此点振动减弱12.(多选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是()A.女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B.女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C.女同学从C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D.女同学从C点向左运动时，她感觉哨声音调变低二、非选择题(本大题5小题，共52分)13.(6分)如图甲，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图乙、丙所示．两列波的波速均为1.00m/s.两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为______m，两列波引起B(4,1)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)，C(0,0.5)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)．14.(12分)如图所示，是沿绳向右传播的一列横波．(1)在图上标出B、D两点的振动速度方向．(2)________点正处于波峰，它此时具有最________(填“大”或“小”)的位移，最________(填“大”或“小”)的加速度，最______(填“大”或“小”)的速度．(3)再经________T，A第一次回到平衡位置．15.(10分)如图所示是一列横波上A、B两质点的振动图像，该波由A向B传播，两质点沿波的传播方向上的距离Δx＝4.0m，波长大于3.0m，求这列波的波速．16.(12分)两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s，振幅均为A＝2cm.两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示．M、N两质点的横坐标分别为x1＝0.40m和x2＝0.45m，在t＝3.25s时，质点M、N的位移分别为多少？17.(12分)甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24m。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰。(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30m的桥洞，桥墩直径为3m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？参考答案及解析：选择题1.A解析：题图所示时刻M、N的位移均为零，但下一时刻，M点位置在平衡位置下方，故M点将向下振动，N点位置在平衡位置上方，故N点将向上振动．2.B解析：该图表示的是由于波源的移动而引起的多普勒效应，而不是衍射现象，A错误，B正确；由图可知，波正在向A点移动，故在A点处单位时间内接收到的完全波的个数最多，即在A点处接收到的波的频率最高，C错误，D错误．3.C解析：由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近的质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源．振动从N点传播到M点，经过了一个周期，则从波源N起振开始计时，需经eq\f(3,4)T，P点才开始起振，故P质点已振动了eq\f(T,4)，故C正确．4.B5.D解析：两个完全相同的振源S1和S2，a、b、c三点在连线的中垂线上，则a、b、c到两个波源的距离都相等，路程差都为零，三点的振动都加强，但振动加强点也仍在周期性振动，故振幅并非都为零．故A、B、C错误，D正确．6.A解析：由波动图像可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，A正确；此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，B错误；若波沿x轴正方向传播，由“同侧法”可知，质点b向y轴正方向运动，C错误；若波沿x轴负方向传播，由“同侧法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，D错误．7.B解析：从题图中可以看出挡板A比波长大得多，因此波不会绕过挡板A，而小孔B的大小与波长差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确。8.B解析：旋转时蜂鸣器发声的频率没有变化，故A错误；旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故B正确，D错误；当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误．9.BD解析：由波的图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，由f＝eq\f(1,T)可知b波的频率是a波频率的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式v＝eq\f(λ,T)可知a波的波长等于b波的2倍，故A错误，B正确；两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，故C错误；波长越长，衍射现象越明显，故D正确．10.BD解析：P点第一次到达波谷的时间为eq\f(3,4)T，因此振动周期T＝0.4s，由图可知，波长λ＝4cm，因此波速v＝eq\f(λ,T)＝0.1m/s，A错误；波向右传播，波峰先传到Q点再传到P点，因此质点Q一定比P先到达波峰，B正确；振幅是5cm，只有特殊位置(波峰、波谷和平衡位置)的点，经0.3s运动的路程才等于15cm，其它点不是15cm，由于Q点不在特殊位置，C错误；第一波峰到达M点用时t1＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(13－1×10－2,0.1)s＝1.2s，再经过一个周期，第二个波峰到达M点，因此第二个波峰到达M点的时间t2＝t1＋T＝1.6s，D正确．11.AB解析:Q点是波谷和波谷叠加，为振动加强点，且始终振动加强，故A正确；N点为波峰与波谷叠加，因振幅相同，则位移总是为零，始终静止不动，故B正确；质点不会随着波迁移而迁移，故C错误；M点为振动加强点，经过半个周期，此点振动仍加强，故D错误．12.AD解析：女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低．故A、D正确，B、C错误．二、非选择题13.答案：2，减弱，加强解析：由几何关系可知两波源到A点的距离分别为AS1＝10m，AS2＝8m，所以两波的路程差为2m；同理可得，BS1－BS2＝0，为波长的整数倍，由振动图象知两振源振动方向相反，故B点振动减弱；两波源到C点的路程差Δx＝CS1－CS2＝1m，波长λ＝vT＝2m，所以C点振动加强．14.答案：(1)图见解析(2)C大大小(3)eq\f(1,4)解析：(1)根据波沿绳向右传播，由波形平移法知，B点向下振动，D点向上振动，如图所示．(2)由图可知，C点正处于波峰，它此时具有最大的位移，最大的加速度，最小的速度．(3)A点，向上振动，经过eq\f(T,4)第一次回到平衡位置．15.解：由振动图像可知，质点振动周期T＝0.4s.取t＝0时刻分析，质点A经平衡位置向上振动，质点B处于波谷，设波长为λ，则Δx＝nλ＋eq\f(1,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，所以该波波长为：λ＝eq\f(4Δx,4n＋1)＝eq\f(16,4n＋1)m(n＝0,1,2,3…)因为λ>3.0m，所以取n＝0或1，当n＝0时，λ1＝16m，波速v1＝eq\f(λ1,T)＝40m/s，当n＝1时，λ2＝3.2m，波速v2＝eq\f(λ2,T)＝8.0m/s.16.解：根据题意，λA＝0.2m，λB＝0.4m，根据公式T＝eq\f(λ,v)可得：TA＝0.5s，TB＝1s，t＝3.25s＝eq\f(13,2)TA＝eq\f(13,4)TB，该时刻MN附近的波动图像如图中虚线所示：可得yM＝－2cm，yN＝－(2＋eq\r(2