2022年秋新教材高中物理階段驗(yàn)收評價(jià)三機(jī)械波粵教版選擇性必修第一冊

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D．①④解析：選D機(jī)械波是以機(jī)械振動形式向外傳播，是能量向外傳遞，介質(zhì)只在各自平衡位置附近振動，不向外傳遞，故①正確；衍射、干涉是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射、干涉現(xiàn)象，故②、③錯(cuò)誤；由機(jī)械波的性質(zhì)可知，機(jī)械波的頻率由波源決定，故④正確。故選項(xiàng)D正確。2.振源A帶動細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡諧運(yùn)動，t＝0時(shí)刻繩上形成的波形如圖所示。規(guī)定繩上質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動的方向?yàn)閤軸的正方向，則P點(diǎn)的振動圖像是()解析：選B根據(jù)題意知，t＝0時(shí)P點(diǎn)正由平衡位置向下運(yùn)動，故比較各圖知，選項(xiàng)B正確。3．有一種用鋼絲操縱做圓周飛行的飛機(jī)模型，該飛機(jī)模型裝有發(fā)動機(jī)。操縱者站在圓心，他聽到的發(fā)動機(jī)工作時(shí)發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的，而場邊觀察者聽到的聲音是忽高忽低地做周期性變化的，這是()A．波的反射現(xiàn)象 B．波的衍射現(xiàn)象C．波的干涉現(xiàn)象 D．波的多普勒效應(yīng)解析：選D多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。操縱者和做圓周飛行的飛機(jī)模型之間沒有距離變化，場邊觀察者和做圓周飛行的飛機(jī)模型之間的距離卻一直在改變，故D正確。4．如圖所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t＝0.2s時(shí)刻的波形圖。已知該波的波速是0.8m/s，則下列說法正確的是()A．這列波的波長是14cmB．這列波的周期是0.125sC．這列波可能是沿x軸正方向傳播的D．t＝0時(shí)，x＝4cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向解析：選D由波的圖像可以看出，波長λ＝12cm，波的周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.12,0.8)s＝0.15s,0～0.2s時(shí)間內(nèi)波傳播的距離Δx＝vt＝0.8×0.2m＝0.16m＝16cm＝(λ＋4cm)，由波動圖像可以看出，波沿x軸負(fù)方向傳播；t＝0時(shí)，x＝4cm處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動。5.一列簡諧波沿x軸傳播，其波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，質(zhì)點(diǎn)O剛好完成一次全振動時(shí)，形成的簡諧橫波波形如圖所示。已知波速為8m/s，波源O做簡諧運(yùn)動的周期為0.4s，B是沿波傳播方向上介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則()A．圖中x軸上O、A之間的距離為3.2mB．波源O的起振方向沿y軸正方向C．在一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A將向右運(yùn)動一個(gè)波長的距離D．圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B所受的回復(fù)力方向沿y軸正方向解析：選D該波的波長為λ＝vT＝4×0.8m＝3.2m，則O、A之間的距離為eq\f(λ,2)＝1.6m，故A錯(cuò)誤；波源O開始振動時(shí)的運(yùn)動方向與波前質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同，沿y軸負(fù)方向，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近上下振動，并不隨波遷移，故C錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B所受的回復(fù)力方向指向平衡位置，即沿y軸正方向，故D正確。6．一簡諧橫波在x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別是t1和t2時(shí)刻的波形圖，已知t2－t1＝1.0s。由圖判斷下列哪一個(gè)波速是不可能的()A．1m/s B．3m/sC．5m/s D．10m/s解析：選D如果波向右傳播，則v右＝(4n＋1)m/s，(n＝0,1,2,3…)；如果波向左傳播，v左＝(4n＋3)m/s，(n＝0,1,2,3…)；將v＝1m/s代入v右，n＝0，符合向右的波速通項(xiàng)，故A正確；將v＝3m/s代入v左，n＝0，符合向左的波速通項(xiàng)，故B正確；將v＝5m/s代入v右，n＝1，符合向右的波速通項(xiàng)，故C正確；將v＝10m/s代入任何一式均不符合，故D錯(cuò)誤。7．一列簡諧橫波a，某時(shí)刻的波形如圖甲所示。從該時(shí)刻經(jīng)t＝eq\f(T,2)后開始計(jì)時(shí)，波上質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像如圖乙所示。波a與另一列簡諧橫波b相遇能發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則下列判斷正確的是()A．波a沿x軸正方向傳播B．波b的頻率為0.4HzC．從該時(shí)刻起，經(jīng)過0.4s質(zhì)點(diǎn)A通過的路程為40cmD．若波b遇到障礙物能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，則障礙物的尺寸一定比0.4m大很多解析：選C從題圖乙可知開始計(jì)時(shí)時(shí)甲圖中A點(diǎn)正向下振動，由波形平移法可知波a沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；由乙圖得到波a的周期為T＝0.4s，故頻率為：f＝eq\f(1,T)＝2.5Hz，發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相同、相位差恒定、振動方向相同，故若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，則所遇到的波b的頻率為2.5Hz，故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)A做簡諧運(yùn)動，一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為：s＝4A＝4×10cm＝40cm，故C正確；由甲圖得到波長為λ＝0.4m；發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長相差不大或者比波長小，故波b遇到一障礙物能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，該障礙物的尺寸一定與0.4m相差不大或者比0.4m小，故D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)8．假如一輛汽車在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300Hz，在汽車向你駛來并擦身而過的過程中，下列說法正確的是()A．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率大于300HzB．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率小于300HzC．當(dāng)汽車擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率大于300HzD．當(dāng)汽車擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz解析：選AD汽車?yán)劝l(fā)出的聲波，因多普勒效應(yīng)，當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，你所聽到的聲波的頻率大于聲源的頻率，當(dāng)汽車擦身而過后，汽車遠(yuǎn)離你而去，此時(shí)聽到聲波的頻率小于聲源的頻率，故A、D選項(xiàng)正確。9.一列橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)A的受力，下列說法中正確的是()A．如果波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向上的作用力B．如果波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向下的作用力C．如果波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向上的作用力D．如果波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向下的作用力解析：選BD無論波向左傳播還是向右傳播，回復(fù)力始終指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)A的受力方向始終向下，故B、D正確。10．如圖所示，圖(a)為某一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波動圖像，圖(b)為質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像。下列說法正確的是()A．該列波的波速為4m/sB．t＝2.75s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P處于波峰C．該波沿x軸負(fù)方向傳播D．再經(jīng)過5.5s的過程中質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程為22m解析：選ABC由題圖(a)讀出該波的波長為λ＝4m，由題圖(b)可知周期為T＝1.0s，則波速為v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,1.0)m/s＝4m/s，故A正確；由于該波的周期為1.0s，則t＝2.75s時(shí)刻P的位移與t′＝0.75s時(shí)刻的位移是相等的，由題圖(b)可知，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰，故B正確；由圖(b)讀出質(zhì)點(diǎn)P的開始時(shí)速度方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，由圖(a)判斷出該波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向傳播，故C正確；該波的振幅為0.2m，因?yàn)棣＝5.5s＝5.5T，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動的特點(diǎn)可知，質(zhì)點(diǎn)P在5.5s內(nèi)的路程為5.5×4A＝4.4m，故D錯(cuò)誤。三、非選擇題(本題共4小題，共54分)11．(12分)(2020·全國卷Ⅰ)一振動片以頻率f做簡諧振動時(shí)，固定在振動片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點(diǎn)，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn)，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知除c點(diǎn)外，在ac連線上還有其他振幅極大的點(diǎn)，其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為eq\f(3,8)l。求：(1)波的波長；(2)波的傳播速度。解析：(1)如圖，設(shè)距c點(diǎn)最近的振幅極大的點(diǎn)為d點(diǎn)，a與d的距離為r1，b與d的距離為r2，d與c的距離為s，波長為λ。則r2－r1＝λ①由幾何關(guān)系有r1＝l－s②r22＝(r1sin60°)2＋(l－r1cos60°)2③聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得λ＝eq\f(1,4)l。④(2)波的頻率為f，設(shè)波的傳播速度為v，有v＝fλ⑤聯(lián)立④⑤式得v＝eq\f(fl,4)。⑥答案：(1)eq\f(1,4)l(2)eq\f(fl,4)12．(13分)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示，A、B、P和Q是介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)：t＝0時(shí)刻波剛好傳播到B點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像如圖乙所示，求：(1)該波的傳播速度；(2)從t＝0到t＝1.6s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程；(3)經(jīng)過多長時(shí)間質(zhì)點(diǎn)Q第二次到達(dá)波谷。解析：(1)由乙圖知，質(zhì)點(diǎn)的振動周期為T＝0.8s，由甲圖知，波長λ＝20m，則波速為：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(20,0.8)m/s＝25m/s。(2)振幅為2m；則由t＝0到1.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為：s＝2×4A＝16m。(3)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置之間的距離為：L＝85m－10m＝75m由L＝vt，解得：t＝3s即經(jīng)過3s時(shí)間質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波谷，經(jīng)過3.8s時(shí)間質(zhì)點(diǎn)Q第二次到達(dá)波谷。答案：(1)25m/s(2)16m(3)3.8s13．(13分)如圖所示為一列簡諧波在t1＝0時(shí)刻的圖像。此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動方向沿y軸正方向，且t2＝0.45s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處。試求：(1)此波向什么方向傳播？(2)波速是多大？(3)從t1＝0至t3＝1.1s時(shí)間內(nèi)波中質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動的路程和t3時(shí)刻的位移分別是多少？解析：(1)分析波形圖，M點(diǎn)的運(yùn)動方向沿y軸正方向。根據(jù)“上下坡法”，可知此波向右傳播(或沿x軸正方向傳播)。(2)在t2＝0.45s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)正向最大位移處。根據(jù)時(shí)間關(guān)系可知，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(1,4)))T＝0.45s解得周期T＝0.2s分析波形圖可知，波長λ＝0.4m根據(jù)波長、周期和波速的關(guān)系可知，波速v＝eq\f(λ,T)＝2m/s。(3)由波形圖可知波的振幅A＝5cm，在t1＝0至t3＝1.1s這段時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)N經(jīng)過了5eq\f(1,2)個(gè)周期走過的路程s＝5eq\f(1,2)×4A＝22×5cm＝110cmt3時(shí)刻的位移為－2.5cm。答案：(1)此波向右傳播(或沿x軸正方向傳播)(2)2m/s(3)110cm－2.5cm14.(16分)如圖所示，實(shí)線表示一列橫波在某時(shí)刻的波形圖線，虛線是經(jīng)過0.2s時(shí)的波形圖線。(1)若波向左傳播，求