（新教材适用）高中物理第三章机械波测评新人教版选择性

第三章测评(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.关于机械波的形成和传播,下列说法正确的是()A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后一步C.参与振动的质点群频率各不相同D.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递答案:B解析:机械波的形成必须具备振源和介质两个条件,只有物体做机械振动,而其周围没有传播这种振动的介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故选项A错误;任何波动都是由波源带动它周围的质点、周围的质点(相当于新的波源)带动更远的质点,所以后一质点总是落后前一质点的振动,故选项B正确;参与振动的质点的振动情况与振源相同,频率都相同,故选项C错误;形成机械波的各个质点,只在各自的平衡位置附近往复运动,并没有随波迁移,离振源远的质点振动的能量,是通过各质点的传递从振源获得的,故选项D错误。2.蝉家族中的高音歌手是一种被称作“双鼓手”的蝉,它的身体两侧有大大的环形发声器官,身体的中部是可以内外开合的圆盘。圆盘开合的速度很快,抖动的蝉鸣就是由此发出的。某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈,听到忽高忽低的蝉鸣声,下列说法错误的是()A.这种现象属于声波的衍射现象B.这种现象属于声波的干涉现象C.蝉的身体两侧的大大的环形发声器官可以看作相干波源D.蝉发出的两列声波的传播速度一定相同答案:A解析:“听到忽高忽低的蝉鸣声”说明这是声波的干涉现象,选项A错误,B正确;蝉的身体两侧的发声器官可以看作相干波源,选项C正确;因为波速是由介质决定的,所以选项D正确。3.地震以波的形式传播,地震波有纵波和横波之分,若a、b两处与c处分别相距300km和200km,c处地下15km处发生地震,则(已知在地表附近纵波的传播速度大于横波的传播速度)()A.c处居民会感到先水平摇动,后上下颠簸B.地震波是横波C.地震波传到a处时,振动方向垂直于地面D.a、b两处剧烈程度可能不同答案:D解析:由于地震波有横波、纵波之分,二者同时发生,传播速度因波而异,传到a、b两处,由于距离不同剧烈程度也当然不同,故D正确,A、B、C错误。4.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气体的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时,分成两束相干波,它们分别通过r1和r2的路程,再在b处相遇,即可达到削弱噪声的目的。若Δr=r2r1,则Δr等于()A.波长λ的整数倍B.波长λ的奇数倍C.半波长的奇数倍D.半波长的偶数倍答案:C解析:要达到削弱噪声的目的,波程差应等于半波长的奇数倍,从而保证分成两束的相干波叠加后减弱。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,则该简谐波的波长可能为()A.4m、6m和8m B.6m、8m和12mC.4m、6m和12m D.4m、8m和12m答案:C解析:由于该波上处于平衡位置的两质点相距6m,且两质点间波峰只有一个,故6m与波长λ的关系有三种可能,6m=λ,6m=λ2,6m=326.一列简谐波沿x轴正方向传播,某时刻波形如图甲所示,a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置。如再过32个周期开始计时,其中某质点继续振动的图像如图乙所示,则该质点是(甲乙A.a处质点 B.b处质点C.c处质点 D.d处质点答案:D解析:画出再过32个周期后的波形,a处质点处于波谷,c处质点处于波峰,b处质点处于平衡位置且向下运动,d处质点处于平衡位置且向上运动,所以图乙是d7.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形如图所示,坐标原点处质点位于波峰,质点A的位置与坐标原点相距0.5m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02s将第一次到达波峰,下列说法错误的是()A.这列波的波长是2mB.这列波的频率是50HzC.这列波的波速是25m/sD.这列波的传播方向是沿x轴的负方向答案:B解析:质点A的位置距原点0.5m,即λ4=0.5m,λ=2m,A正确;质点A向上振动经0.02s第一次到达波峰,即T4=0.02s,波的周期T=0.08s,波的频率f=1T=12.5Hz,B错误;波速v=λf=2×12.5m/s=25m/s,C正确;质点A向上振动,根据“上下坡法”8.一列沿x轴正向传播的简谐横波,当波传到O点时开始计时,7.0s时刚好传到x=3.5m处,如图所示。由此可以判定()A.该波的振动周期为7.0sB.波源的起振方向向上C.该波的波速为0.5m/sD.再经过1.0s,x=2m处质点刚好处在波谷的位置答案:C解析:由题述可知,该波的振动周期为4.0s,波源的起振方向向下,选项A、B错误;该波的波长为2m,波速为0.5m/s,选项C正确;再经过1.0s,x=2m处质点刚好处在平衡位置,选项D错误。二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转,蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化,下列判断正确的是()A.旋转时蜂鸣器发出的频率变化了B.教鞭的旋转改变了同学们听到的声音频率C.蜂鸣器音调变高时,一定是向靠近观察者的方向运动D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的答案:BC解析:由多普勒效应知蜂鸣器的频率并没有发生变化,只是同学们感受到的频率发生了变化,当二者靠近时,听到的音调变高,故A错,B、C对。当发生波的干涉时,是声音的强弱发生变化,而不是频率发生变化,故D错。10.当两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,则()A.质点P的振动始终是加强的B.质点P的振幅最大C.质点P的位移始终最大D.质点P的周期最大答案:AB解析:P点为波峰与波峰叠加,为振动加强点,振动始终加强,振幅最大。位移在变化,有时为零,有时处于最大,故A、B正确,C错误。质点P的周期不变,选项D错误。11.右图为某一时刻的波形,下列说法正确的是()A.此列波的振幅是0.1mB.x=15cm处质点的位移是0.1mC.若质点A的速度沿y轴正方向,则质点B的速度亦沿y轴正方向D.质点A的加速度沿y轴负方向,而质点B、C的加速度沿y轴正方向答案:ACD解析:从题图可以直接读出振幅是0.1m,x=15cm处质点离开平衡位置的位移是0.1m,A正确,B错误。各质点加速度的方向总是指向平衡位置,D正确。由于A、B两质点此刻处在同一“坡”上,根据上下坡法可以判断A、B速度方向一致,C正确。12.两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇。则()A.在相遇区域会发生干涉现象B.实线波和虚线波的频率之比为3∶2C.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零D.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0答案:BD解析:由题图可知λ实=4m,λ虚=6m,又v实=v虚,由v=λf,得f实f虚=λ虚λ实=32,B项正确;因两列波的频率不同,则在相遇区域不会发生干涉现象,A项错误;由题图可知平衡位置为x=6m处的质点此刻具有向上的最大速度,C项错误;v实=v虚=λ实f三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(8分)(1)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比。

A.波速变大 B.波速不变C.频率变高 D.频率不变(2)用2×106Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长是胆汁中的倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短,遇到结石时(选填“容易”或“不容易”)发生衍射。答案:(1)BC(2)1.5不容易解析:(1)波速由传播的介质决定,故反射回来的波速不变,A错,B对;根据多普勒效应知,鱼群向渔船靠近时,超声波的频率将变高,C对,D错。(2)由v=λf知,λ1λ2=14.(8分)一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,x=0.30m处的质点的振动图线如图乙所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴(选填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30m,则该波的波长为m。

甲乙答案:正向0.8解析:由题图乙可知,t=0时刻题给质点正在向上振动,故其振动方向沿着y轴正向,且正好在18周期的位置。考虑到波长大于0.3m,因此在题图甲中处于38波长处,0.3m=38λ,解得λ=15.(10分)一列声波在空气中的波长为34cm,传播速度为340m/s,这列声波传入另一介质中时,波长变为68cm,它在这种介质中的传播速度是多少?该声波在空气中与介质中的频率各是多少?答案:680m/s1000Hz1000Hz解析:在空气中fλ=v,f=vλ=34034×10-2Hz=1000Hz,声波在介质中与在空气中频率保持不变。在介质中fλ'=v'16.(10分)甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播,t=0时的波形如图所示,两列波的波速都是10m/s。(1)甲、乙两列波的频率各是多少?(2)第几秒末两列波相遇?相遇时C、D两点间有哪些点位移最大?答案:(1)2.5Hz2.5Hz(2)0.2sx=5m与x=7m处的点位移最大解析:(1)由题图知λ=4m,又因v=10m/s所以由f=vλ=10故甲、乙两列波的频率均为2.5Hz。(2)设经时间t两波相遇,则2vt=4m所以t=42×10又因T=1f=1故两列波分别向前传播λ2故C、D间有x=5m和x=7m处的点位移最大。17.(12分)如图所示,甲为某一列波在t=1.0s时的图像,乙为参与该波动的P质点的振动图像。(1)求该波波速v。(2)画出再经过3.5s时的波形。(3)求再经过3.5s时P质点的路程s和位移x。答案:见解析解析:(1)由题图甲得波长λ=4m,由题图乙得周期T=1.0s,波速v=λT=(2)由P质点的振动图像知波沿x轴负方向传播,经过3.5s传播的距离Δx=vΔt=4×3.5m=14m=3+12λ,只需将波形沿x轴负方向平移12(3)因为n=ΔtT=3.5,所以路程s=4An=4×0.2×3.5m=2.8由波的重复性可知,经历时间为周期的整数倍时,位移不变,所以只需考虑从题图所示时刻到P质点经T2时的位移即可,所以再经过3.5s时质点P的位移x=18.(12分)一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时,其波形分别用如图所示的实线和虚线表示。(1)求这列波可能具有的波速。(2)当波速为280m/s时,波的传播方向