人教版(新教材)高中物理选择性必修1第三章机械波章末验收卷（三）

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE1章末验收卷(三)(时间：75分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1.(2021·山东高二期末)交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，其工作原理利用的是()A.波的干涉 B.波的衍射C.波的折射 D.多普勒效应〖答案〗D〖解析〗交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，其工作原理利用的是多普勒效应。2.(2020·湖北高二期末)2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法正确的是()A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样B.在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移C.当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射〖答案〗C〖解析〗两列波在同一空间相遇，需要波的频率相等，相位差恒定，才能形成稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点的振幅最大，振动减弱区域的质点的振幅最小，但所有的质点都在平衡位置附近振动，位移有大有小，两种质点的位移大小关系不能确定，则B错误；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生明显的衍射现象，故D错误。3.(2021·江苏镇江一中高二月考)关于机械波的概念，下列说法正确的是()A.横波中质点的振动方向为竖直方向，纵波中质点的振动方向为水平方向B.简谐横波在长绳中传播，绳上相距半个波长的两振动质点位移大小始终相等C.任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D.如果振源停止振动，在介质中传播的波也就立即停止〖答案〗B〖解析〗横波中质点的振动方向与运动方向相互垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，故A错误；平衡位置相距半个波长的两质点振动完全相反，故位移大小始终相等，故B正确；质点不会随着波的传播而移动，故C错误；振源停止振动，但介质中的波仍继续传播，故D错误。4.(2020·保定容大中学月考)我们生活中的物理现象随处可见，下列物理现象分别属于波的()(1)“闻其声而不见其人”；(2)在夏天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B.折射、衍射、多普勒效应、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效应D.衍射、反射、干涉、多普勒效应〖答案〗D〖解析〗(1)“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射。(2)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射。(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区。这是声音的干涉。(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变大，因此这是多普勒效应现象。5.一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m。且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐横波可能的波长为()A.4m、6m和8m B.6m、8m和12mC.4m、6m和12m D.4m、8m和12m〖答案〗C〖解析〗由图可知，满足题意的两点可能有以下情况。①O点和A点，此时λ＝2OA＝2×6m＝12m。②O点和B点或A点和C点，此时λ＝6m。③A点和D点，此时λ＝eq\f(2,3)AD＝eq\f(2,3)×6m＝4m，故C项正确。6.一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v＝4m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图像如图所示，在下列选项中能够正确表示t＝0.15s时波形的是()〖答案〗A〖解析〗由振动图像知，周期T＝0.4s，故波长λ＝vT＝1.6m；同时还可以从振动图像知道坐标原点处的质点在t＝0.15s时的位移为正，振动方向向下，分析可知选项A正确。7.(2020·河北辛集中学高二月考)如图所示，S1和S2是两个相干波源，其振幅均为A，周期均为T。实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。此刻，c是波谷与波谷的相遇点，下列说法中正确的是()A.a处质点始终处于离平衡位置2A处B.随着时间的推移，c处的质点将向右移动C.从该时刻起，经过eq\f(1,4)T，c处的质点将通过平衡位置D.若S2不动，S1沿S1b连线向b运动，则b处质点仍然始终处于平衡位置〖答案〗C〖解析〗a处是波峰与波峰叠加，为振动加强点，振幅为2A，但质点并不始终处于离平衡位置2A处，A错误；质点只在平衡位置附近振动，并不随波移动，B错误；从该时刻起，经过eq\f(1,4)T，c处为平衡位置与平衡位置相遇，质点将通过平衡位置，C正确；两列波传到b点的振动情况一直在变化，当S2不动，S1沿S1b连线向b运动，b处质点不可能始终处于平衡位置，D错误。二、多项选择题(共5个小题，每小题6分，共30分)8.(2020·山东莒县高二期中)下列说法正确的是()A.当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大B.只有缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生波的衍射现象C.当波源的频率发生变化时，就会发生多普勒效应现象D.频率不同的两列波相互叠加时，各个质点的振幅是不断变化的〖答案〗AD〖解析〗当驱动力的频率等于系统的固有频率时，产生共振，此时受迫振动的振幅最大，选项A正确；只有缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生明显的衍射现象，选项B错误；多普勒效应是波源与观察者间相对运动时，接收到的频率与波源的频率不同而产生的现象；当波源与观察者有相对运动时，才会发生多普勒效应，故C错误；频率不同的两列波相互叠加时，各个质点的振幅是不断变化的，选项D正确。9.(2020·延安市一中高二月考)如图，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，一列横波以1m/s的速度水平向右传播，t＝0时到达质点a，a开始由平衡位置向上运动，t＝1s时，质点a第一次到达最高点，则在4s＜t＜5s这段时间内()A.质点c的加速度逐渐增大 B.质点a的速度逐渐增大C.质点d向下运动 D.质点f保持静止〖答案〗ACD〖解析〗由题意知，该波的周期为T＝4s，则波长λ＝vT＝4m。波由a传到c的时间为eq\f(Δx,v)＝2s，也就是第2s末质点c才刚开始振动，所以在4s＜t＜5s这段时间内，质点c从平衡位置向下运动，加速度逐渐增大，故A正确；在4s＜t＜5s这段时间内，质点a从平衡位置向上运动，速度逐渐减小，故B错误；波由a传到d的时间为3s，d起振方向向上，则在4s＜t＜5s这段时间内，d点从波峰向平衡位置运动，即向下运动，故C正确；波从a传到f点需要5s时间，所以在4s＜t＜5s这段时间内，f还没有振动，故D正确。10.如图为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是()A.波通过孔A，发生明显的衍射现象B.波通过孔B，不发生衍射现象C.波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象D.波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象〖答案〗AD〖解析〗观察图，孔B和障碍物C尺寸明显大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，只是不明显，不易观察；孔A和障碍物D尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象。故A、D正确，B、C错误。11.(2020·运城市景胜中学期末)某横波在介质中沿x轴传播，图甲为t＝0.25s时的波形图，图乙为P点(x＝1.5m处的质点)的振动图像，那么下列说法正确的是()A.t＝0.25s时，质点P正在往y轴负方向运动B.该波向右传播，波速为2m/sC.质点L与质点N的运动方向总相反D.t＝1.25s时，质点K向右运动了2m〖答案〗BC〖解析〗从振动图像可知，在t＝0.25s时，P点振动方向沿y轴正方向，故A错误；P点振动方向沿y轴正方向，由同侧法可知，波向右传播，且据v＝eq\f(λ,T)得v＝eq\f(4,2)m/s＝2m/s，故B正确；由波动图像可知，质点L与质点N平衡位置间距为半个波长，振动情况总是相反，因此运动方向总是相反，故C正确；质点K在平衡位置附近来回振动，并不随着波迁移，故D错误。12.(2020·浙江月考)如图甲为一波源的共振曲线，图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在t＝0时刻的波形曲线，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点，则下列说法正确的是()A.图甲中，若驱动力周期变大，共振曲线的峰将向频率f小的方向移动B.在t＝2.5s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C.质点Q的振动方程为y＝10sin(πt)cmD.从t＝1s到t＝2.5s，质点P通过的路程为30cm〖答案〗BC〖解析〗当驱动力频率等于物体的固有频率时产生共振，振幅最大，驱动力周期变大时，物体的固有频率不变，则振动曲线的峰不变，故A错误；由图乙可得波长λ＝8m由图甲可得周期T＝2s故波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,2)＝4m/s根据波沿x轴正方向传播可得t＝0s时，质点P的位移为正，正沿y轴负方向运动，故经过t＝2.5s＝1eq\f(1,4)T且t＝2.5s时，质点P的位移为负，远离平衡位置沿y轴负方向运动，故加速度方向与y轴正方向相同，故B正确；设Q质点的振动方程为y＝Asin(eq\f(2π,T)t＋φ0)t＝0s时Q位于平衡位置并沿y轴正方向运动，故φ0＝0分别代入数据可得y＝10sin(πt)cm，故C正确；从t＝1s到t＝2.5s，即1.5s＝eq\f(3,4)T质点P通过的路程大于3A＝30cm故D错误。三、计算题(共4个小题，共42分)13.（8分）(2020·三明市二中高二月考)图甲为某波源的振动图像，图乙是该波源产生的横波在t＝0时刻的图像，波的图像中坐标原点表示波源。问：(1)这列波的波速为多大？(2)若波向右传播，从t＝0时刻起，到波的图像中质点Q第一次到达波峰时，需要多长时间？〖答案〗(1)1m/s(2)0.45s〖解析〗(1)从振动图像和波的图像可知，周期T＝0.2s，波长λ＝0.2m，则波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.2,0.2)m/s＝1m/s。(2)波向右传播，Q第一次到达波峰需历时t＝eq\f(x,v)＝eq\f(0.5－0.05,1)s＝0.45s。14.（10分）如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为10Hz，两列波的波速均为10m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆。(1)该波的波长为多少？(2)在S1、S2连线之间(S1和S2两波源点除外)振动减弱的点有几个？(3)在该圆周上(S1和S2两波源点除外)共有几个振动加强的点？〖答案〗(1)1m(2)8个(3)14个〖解析〗(1)λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(10,10)m＝1m。(2)S1、S2之间恰好有4个波长，振动减弱点距两波源的距离之差Δx＝eq\f(λ,2)(2n＋1)故当n＝0，1，2，3时，Δx＝eq\f(1,2)，eq\f(3,2)，eq\f(5,2)，eq\f(7,2)。由对称性可知B点左右各4个振动减弱点，一共8个振动减弱点。(3)振动加强点距两波源距离之差Δx＝nλ当n＝0，1，2，3时，距离差值小于4个波长。根据对称性，在上半圆上共有7个振动加强点，由对称性可知下半圆上也有7个振动加强点，故共有14个。15.（12分）(2020·古浪二中高二期中)一列横波如图所示，波长λ＝8m，实线表示t1＝0时刻的波形图，虚线表示t2＝0.005s时刻的波形图，则：(1)波速可能多大；(2)若波沿x轴负方向传播且2T>t2－t1>T，波速又为多大。〖答案〗(1)若波沿x轴正方向传播，v＝400(4n＋3)m/s(n＝0，1，2，…)；若波沿x轴负方向传播，v＝400(4n＋3)m/s(n＝0，1，2，…)(2)2800m/s〖解析〗(1)若波沿x轴正方向传播，则有t2－t1＝eq\f(T,4)＋nT，得T＝eq\f(0.02,4n＋1)s则波速v＝eq\f(λ,T)＝400(4n＋1)m/s(n＝0，1，2，…)若波沿x轴负方向传播，则有t2－t1＝eq\f(3,4)T＋nT，得T＝eq\f(0.02,4n＋3)s则波速v＝eq\f(λ,T)＝400(4n＋3)m/s(n＝0，1，2，…)。(2)若波沿x轴负方向传播，则有t2－t1＝eq\f(3T,4)＋T解得T＝eq\f(0.02,7)s所以波速v＝eq\f(