2024年新教材高中物理第3章机械波达标检测卷粤教版选择性必修第一册

第三章达标检测卷(考试时间：60分钟满分：100分)班级：________座号：________姓名：________分数：________一、选择题(1～6为单选题，7～10为多选题，每小题6分，共60分)1．对声波的各种现象，以下说法正确的是()A．在空房子里讲话，声音特殊响，这是声音的共振现象B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的衍射现象C．火车驶离远去时，音调变低D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象【答案】C【解析】在空房子里讲话，声音特殊响，这是声音的反射现象，故A错误；绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是由于路程差为半个波长的偶数倍为振动加强，若为奇数倍则为振动减弱，这声音的干涉结果，故B错误；依据多普勒效应，火车驶离远去时，笛声音调变低，故C正确；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的直线传播，故D错误．2．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，不发生衍射现象【答案】A【解析】视察图，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，但仍旧有衍射现象，只是不明显，不易视察；孔A和障碍物D尺寸分别小于和接近波长，会发生明显衍射现象．故A正确，B、C、D错误．3．一列简谐波在匀称介质中沿直线向右以v的速度传播，图中上半部分所示的各质点的平衡位置在同始终线上，间距相等，以质点1从平衡位置起先竖直向上运动为起始时刻，经过时间t，前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图，则两质点平衡位置的间距d为()A．eq\f(vt,4) B．eq\f(vt,8)C．eq\f(vt,12) D．eq\f(vt,16)【答案】D【解析】由题意可知，各质点的起振方向竖直向上，前13个质点第一次形成如题图下半部分所示波形图说明波已经传播了2T，即2T＝t；而该波的波长λ＝vT；由图像可知λ＝8d；联立以上各式得d＝eq\f(vt,16)，故D正确．4．两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“消逝”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【答案】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．5．如图表示产朝气械波的波源O做匀速运动的状况，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．视察者在图中的A点接收到的波的频率最低【答案】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，故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，故C、D错误．6．一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，Q质点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，由波源起振起先计时，P点已经振动时间TB．波源是N，由波源起振起先计时，P点已经振动了eq\f(3T,4)C．波源是N，由波源起振起先计时，P点已经振动了eq\f(T,4)D．波源是M，由波源起振起先计时，P点已经振动了eq\f(T,4)【答案】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起振起先计时，需经eq\f(3,4)T，P点才起先起振，故P质点已振动了eq\f(T,4)，故C正确．7．如图所示表示两列相干水波的叠加状况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m．C点是BE连线的中点，下列说法正确的是()A．C、E两点都保持静止不动B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cmC．图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动D．从图示时刻起经0.25s后，质点B的路程为20cm【答案】CD【解析】B点是波谷与波谷相遇，E点是波峰与波峰相遇，振动均加强；C点为BE连线的中点，故C点振动也加强，振幅为2A，故A错误；图示时刻A在波峰，B在波谷，且都为加强点，故A、B两点的竖直高度差为4A＝4×5cm＝20cm，故B错误；图示时刻C点处于平衡位置，两列波单独引起的速度均向上，故C点此时的合速度方向向上，故C正确；周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.5,1)s＝0.5s；从图示时刻起经0.25s，质点B通过的路程为4A＝20cm，故D正确．8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示．介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点16cm处．从该图像对应时刻算起，质点A的速度与质点B的速度相同，所需的最短时间为0.02s．则()A．该简谐横波的频率为5HzB．从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置C．介质中平衡位置x＝10cm处质点的振动方程为y＝10sin(10πt＋π)cmD．该波传播中遇到宽度为20cm障碍物能发生明显的衍射现象【答案】ACD【解析】在最短时间内，使A点与B点的速度相同，波沿x轴正方向传播，则应当是平衡位置为6cm的质点的振动形式传播到A点，平衡位置为14cm的质点的振动形式传播到B点，即传播距离为2cm，则波速v＝eq\f(0.02,0.02)m/s＝1m/s，分析波形图可知，λ＝20cm＝0.2m，则频率f＝eq\f(v,λ)＝eq\f(1,0.2)Hz＝5Hz，故A正确；题图示时刻，质点A向波谷振动，质点B向波峰振动，平衡位置的振动形式传播到A点，距离为8cm，传播到B点，距离为6cm，故质点B先回到平衡位置，故B错误；由波形图可知，波的振幅为10cm，圆频率ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝10πrad/s，10cm处的点的相位为10πt＋π；故其振动方程为y＝10sin(10πt＋π)cm，故C正确；波的波长为20cm，与障碍物尺寸相当，能发生明显的衍射现象，故D正确．9．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起先，质点Q肯定比P先到达波峰C．每经过0.3s，质点Q的路程肯定是15cmD．在t2＝1.6s时刻，质点M其次次位于波峰【答案】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肯定比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，其他点不是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，其次个波峰到达M点，因此其次个波峰到达M点的时间t2＝t1＋T＝1.6s，D正确．10．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6m、10m、15m，从该时刻起先计时，波上A质点的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是()A．该波波速是25m/s，传播方向沿x负方向B．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5HzC．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸肯定比20m大许多D．从该时刻起，再经过0.4s质点Q通过的路程为4m【答案】AD【解析】由乙图知：t＝0时刻质点A正向上运动，所以波的传播方向沿x负方向．由图知，波长为λ＝20m，周期为T＝0.8s，则该波波速是v＝eq\f(λ,T)＝25m/s，故A正确；该波频率为f＝eq\f(1,T)＝1.25Hz，两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，所以，若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz，故B错误；该波波长为20m，若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸肯定比20m小许多，或差不多，故C错误；从该时刻起，再经过0.4s即半个周期，振幅为2m，质点Q通过的路程为2A＝4m，故D正确．二、非选择题(本题共4小题，共40分)11．(6分)如图所示，为水中两个振动状况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是________图．【答案】干涉C【解析】题图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显．当孔缝的宽度相同，波长越大时越简单发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，由v＝λf知，C的频率最大．12．(9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．【答案】(1)图见解析(2)C大大小(3)eq\f(1,4)【解析】(1)依据波沿绳向右传播，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．13．(12分)如图所示，甲为某一波在t＝0时的图像，乙为参加该波动的质点P的振动图像．(1)试确定波的传播方向；(2)求该波的波速大小v；(3)再经过3.5s时，求P质点的振动位移和它通过的路程．【答案】(1)沿－x方向(2)4.0m/s(3)02.8m【解析】(1)从题图乙中可以看出，t＝0时P点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以推断出此波沿－x方向传播．(2)由题图甲知λ＝4m，由题图乙知T＝1.0s，所以波速v＝eq\f(λ,T)＝4.0m/s.(3)由于波动的重复性，经验时间为周期的整数倍时，位移不变．所以只需考查从图示时刻P质点经eq\f(T,2)时的位移即可，所以经3.5s质点P的位移仍为0.因为n＝eq\f(Δt,\f(T,2))＝eq\f(3.5,\f(1,2))＝7，所以路程s＝2An＝2×0.2×7m＝2.8m.14．(13分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝5cm处的两个质点．t＝0时起先观测，此时质点O的位移为y＝4cm，质点A处于波峰位置；t＝eq\f(1,3)s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1s时，质点A第一次回到平衡位置．求：(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点O的位移随时间改变的关系式．【答案】(1)4s7.5cm/s30cm(2)y＝0.08coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(πt,2)＋\f(π,3)))m或y＝0.08sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(πt,2)＋\f(5π,6)))m【解析】(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经验的是eq\f(1,4)个周期，由此可知T＝4s， ①由于质点O与A的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t＝eq\f(1,3)s时回到平衡位置，而A在t＝1s时回到平衡位置，时间相差eq\f(2,3)s．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v＝7.5cm/s， ②利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长λ＝30cm. ③(2)设质点O的位移随时间改变的关系为y＝Acoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(