人教版(新教材)高中物理选择性必修1第三章机械波章末自测卷（三）

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE1章末自测卷(三)(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(共11小题，每题6分，共66分。其中1～7题为单项选择题，8～11题为多项选择题。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选和不选的得0分)1.关于波的认识，正确的是()A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化C.机械波在介质中的传播速度是由波源频率和介质共同决定D.波在传播过程中绕过障碍物向前传播的现象，是波的折射现象〖答案〗A〖解析〗潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，属于声呐定位，用的是波的直线传播和反射原理，故A正确；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的频率会发生变化，波源本身的频率没有发生变化，故B错误；机械波在介质中的传播速度是由介质决定的，与波源的频率没有关系，故C错误；波在传播过程中绕过障碍物向前传播的现象，属于波的衍射现象，不是波的折射现象，故D错误。2.(2020·北京昌平一中高二期末)钢琴的“中央C”即为C调do，频率约为261.2Hz，则它发出的声波()A.一边做仰卧起坐一边听，音调不会有变化B.隔着门缝听，声音会变小，这是由于干涉现象造成的C.与北京交通台103.9MHz相比，中央C频率低、波长长D.假如琴边古筝也有一根调到C调do的弦，由于构造不同，它们无法发生共振〖答案〗C〖解析〗由于波源与观察者间的位置会发生变化，故听到的频率会变，音调会有变化，故A错误；隔着门缝听，声音会变小，这是由于衍射现象造成的，故B错误；由题可知“中央C”的频率为261.2Hz小于北京交通台的103.9MHz，故中央C频率低、波长长，故C正确；若古筝也有一根调到C调do的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误。3.(2020·上海市松江二中高二月考)关于波的干涉现象，下列说法中正确的是()A.在振动削弱的区域，质点不发生振动B.在振动削弱的区域，各质点都处于波谷C.在振动加强的区域，各质点都处于波峰D.在振动加强的区域，有时质点的位移也等于零〖答案〗D〖解析〗在振动削弱的区域，由于两列波使质点振动的方向相反，故质点振动的位移为两位移的矢量和，其大小为两个位移的大小的差，故该质点仍然可能振动，只是振动的幅度小了一些，故A、B错误；在振动加强的区域，两个独立的振动使质点振动的方向相同，故合位移可以大于0，也可以等于0，还可以小于0，故C错误，D正确。4.(2020·湖北高二月考)如图所示，S是水面波的波源，MN是挡板，S1、S2是到S距离相等的两个相同的狭缝，BD为S1S2中垂线上的两点，实线代表波峰、虚线代表波谷，下列说法正确的是()A.A、C点为振动加强点B.B、D点为振动加强点C.当S1、S2两狭缝宽度增加时，D点振动一定更剧烈D.当S1、S2两狭缝距离减小时，D点振动幅度一定明显降低〖答案〗B〖解析〗A、C点波峰和波谷叠加，为振动减弱点，故A错误；B点波谷和波谷叠加，为振动加强点，D点波峰和波峰叠加，为振动加强点，故B正确；当S1、S2两狭缝宽度增加时，如果缝的宽度大于波的波长，衍射现象不明显，故C错误；当S1、S2两狭缝距离减小时，D点可能不是振动加强点，这时振动幅度减小，但如果S1、S2两个狭缝关于BD对称且距离减小，D点还是振动加强点，此时振动幅度不变，故D错误。5.(2020·永安市三中高二期中)如图所示是两完全相同的波源形成的干涉图样(部分)，其中实线和虚线分别表示波峰和波谷，a、b、c、d为波峰、波谷的交点，ad连线与bc连线交于e点(图中未画出)，波源振幅为A。下列说法正确的是()A.质点a振动加强，此时位移为零B.质点b振动加强，此时位移为AC.质点e振动加强，振幅为2AD.从此刻起，经过半个周期时间，质点c回到平衡位置〖答案〗C〖解析〗质点a处是波峰与波谷相遇，属于振动减弱点，此时的位移为零，所以A错误；质点b处是波峰与波峰相遇，所以属于振动加强点，此时位移为2A，所以B错误；质点e处是ad连线与bc连线的交点，所以属于平衡位置与平衡位置相遇，属于振动加强点，振幅为2A，所以C正确；从此刻起，经过半个周期时间，质点c处将由波谷与波谷相遇变为波峰与波峰相遇，所以D错误。6.(2020·山东高二期中)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()A.增大波源的振动频率 B.减小波源的振动频率C.增大障碍物的长度 D.波源远离障碍物运动〖答案〗B〖解析〗波发生明显衍射的条件即为当波的波长大于障碍物尺寸或与障碍物尺寸相差不多，由公式v＝eq\f(λ,T)＝λf可知，增大波源的振动频率，波长减小，则波不能发生明显衍射，减小波源的振动频率，波长增大，则波可能发生明显衍射，故A错误，B正确；增大障碍物的长度，则波不能发生明显衍射，故C错误；波能否发生明显衍射现象与波源和障碍物的相对运动无关，故D错误。7.(2021·1月湖北学业水平选择性考试模拟演练，5)一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为10m/s，t＝0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是()A.0～0.6s时间内，质点P运动的路程为18cmB.t＝0.6s时刻，质点P相对平衡位置的位移是6cmC.t＝1.2s时刻，质点Q加速度最大D.t＝1.4s时刻，质点M沿y轴负方向运动〖答案〗A〖解析〗由波形图可知A＝6cm，λ＝8m，因为v＝10m/s，所以T＝eq\f(λ,v)＝0.8s，0～0.6s时间内，质点P的路程s＝3A＝18cm，A正确；t＝0.6s时，即经过eq\f(3,4)T，质点P恰好回到平衡位置，相对平衡位置的位移为0，B错误；t＝1.2s＝eq\f(3,2)T，原点Q处于平衡位置，加速度为0，C错误；t＝1.4s＝1eq\f(3,4)T，质点M处于波谷和平衡位置之间，正沿y轴正方向运动，D错误。8.一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75s，P点的位移和速度可能是()A.位移是2cm，速度为零B.位移是零，速度方向沿y轴正方向C.位移是－2cm，速度为零D.位移是零，速度方向沿y轴负方向〖答案〗BD〖解析〗此列波没有给出传播方向，因而可能向x轴负方向也可能向x轴正方向传播，P点在平衡位置附近振动，由此分析确定0.75s后的位移和速度。如果此波向x轴负方向传播，此时P点运动方向沿y轴正方向，经0.25s，P点第一次到达波峰，此时经过eq\f(1,4)T，此后再经0.75s，即eq\f(3,4)T，P点到达平衡位置并沿y轴正方向运动，故B正确；如果此波向x轴正方向传播，此时P点沿y轴负方向运动，经0.25s，P点第一次到达波峰，此时经eq\f(3,4)T，此后再经0.75s，即3个eq\f(3,4)T后，P点到达平衡位置并沿y轴负方向运动，故D正确。9.如图甲所示为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1s时的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法正确的是()A.该简谐横波的传播速度为4m/sB.从此时刻起，经过2s，P质点运动了8m的路程C.从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置D.图乙可能是图甲中x＝2m处质点的振动图像〖答案〗ACD〖解析〗由题图甲可得λ＝4m，由题图乙可得T＝1s，所以该简谐横波的传播速度为v＝eq\f(λ,T)＝4m/s，故A正确；t＝2s＝2T，则从此时刻起，经过2s，P质点运动的路程为s＝8A＝8×0.2m＝1.6m，故B错误；简谐横波沿x轴正向传播，此时刻Q质点向y轴正方向运动，而P质点直接向y轴负方向运动，所以P质点比Q质点先回到平衡位置，故C正确；由题图乙知t＝1s时刻质点的位移为0，振动方向沿y轴负方向，与题图甲中x＝2m处t＝1s时刻的状态相同，所以题图乙可能是题图甲中x＝2m处质点的振动图像，故D正确。10.在波的传播方向上有A、B两点，相距1.8m，它们的振动图像如图所示，波的传播速度的大小可能是()A.18m/s B.12m/sC.6m/s D.3.6m/s〖答案〗ACD〖解析〗由振动图像可看出T＝0.2s，A、B质点振动情况相反，故A、B间隔距离为半波长的奇数倍，Δx＝(2n＋1)eq\f(λ,2)＝1.8m(n＝0，1，2…)所以λ＝eq\f(3.6,2n＋1)m(n＝0，1，2…)由v＝eq\f(λ,T)得v＝eq\f(18,2n＋1)m/s(n＝0，1，2，…)将n＝0，1，2…代入得选项A、C、D正确。11.如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说法正确的是()A.由P振源产生的波先到达弹簧处B.由Q振源产生的波先到达弹簧处C.两列波可能形成干涉D.由Q振源产生的波的波速接近4m/s〖答案〗AD〖解析〗由“上下坡”法知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到达弹簧处的是P振源产生的波，故A正确，B错误；干涉条件是两个波的频率相等，由于两列波的频率不相等，故不会形成干涉，故C错误；Q振源产生的波晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q振源产生的波的振动频率接近2Hz，则周期接近0.5s，波速接近v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(2,0.5)m/s＝4m/s，故D正确。二、计算题(本题共2小题，每小题17分，共34分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)12.如图(a)所示，相距d＝20m的波源A、B，在t＝0时同时开始振动，波源A只振动了半个周期，其振动图像如图(b)所示；波源B连续振动，其振动图像如图(c)所示。两列简谐横波的传播速度都为v＝1.0m/s。求：(1)0～22s内，波源A右侧1m处的质点C经过的路程；(2)0～16s内，从波源A发出的半个波传播过程中遇到波峰的个数。〖答案〗(1)128cm(2)6〖解析〗(1)设波源A的振动传到C的时间为t0，有t0＝eq\f(xAC,v)＝1s波源B的振动传播到C点的时间t0′＝eq\f(d－xAC,v)＝19s则波源A引起的质点C振动的路程为s1＝2A1＝8cm19s之后的3s波源B引起的质点C振动的路程为s2＝eq\f(3,2)×4A2＝120cm所以，在0～22s内质点C经过的路程s＝s1＋s2＝128cm。(2)16s内两列波相遇后相对运动的长度为Δl＝lA＋lB－d＝2vt－d＝12mB波的波长为λB＝vTB＝2m波源A发出的波传播过程中遇到波峰的个数为n＝eq\f(Δl,λB)＝6。13.在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻刚好传到A点，且再经过0.6s，P点也开始起振，求：(1)该列波的周期T为多少？(2)从t＝0时起到P点第一次达到波峰时止，坐标原点O点相对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？〖答案〗(1)0.2s(2)－2cm0.3m〖解析〗(1)由图像可知，λ＝2m，A＝2cm，波速v＝eq\f(x,Δt1)＝eq\f(6,0.6)m/s＝10