第三章 機(jī)械波（單元檢測卷）（附答案）-2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理選擇性必修1人教版2019

第三章機(jī)械波（單元檢測卷）(考試時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(1～8題為單選題，9～12題為多選題，每小題4分，共48分)1.兩列振幅和波長都相同而傳播方向相反的波如圖甲所示，在相遇的某一時(shí)刻如圖乙所示，兩列波“消失”了，此時(shí)介質(zhì)中M、N兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是()A.M點(diǎn)向下，N點(diǎn)向上B.M點(diǎn)向上，N點(diǎn)向下C.M點(diǎn)、N點(diǎn)都向下D.M點(diǎn)、N點(diǎn)都靜止2.如圖表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰，下列說法中正確的是()A.該圖表示的是衍射現(xiàn)象B.該圖表示的是多普勒效應(yīng)C.該圖表示波源正在向B點(diǎn)移動(dòng)D.觀察者在圖中的A點(diǎn)接收到的波的頻率最低3.一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時(shí)刻的波形圖，并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在M、N之間，已知此波的周期為T，質(zhì)點(diǎn)Q速度方向在波形圖中是向下的，下面說法中正確的是()A.波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，點(diǎn)P已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TB.波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，點(diǎn)P已經(jīng)振動(dòng)了eq\f(3T,4)C.波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，點(diǎn)P已經(jīng)振動(dòng)了eq\f(T,4)D.波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，點(diǎn)P已經(jīng)振動(dòng)了eq\f(T,4)4.在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝200m/s，已知t＝0時(shí)，波剛好傳播到x＝40m處，如圖所示．在x＝400m處有一接收器(圖中未畫出)，則下列說法正確的是()A.波源開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向B.從t＝0開始經(jīng)0.15s，x＝40m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6mC.接收器在t＝2s時(shí)才能接收到此波D.若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，接收器接收到波的頻率可能是9Hz5.如圖所示，在水平面上有兩個(gè)完全相同的振源S1和S2，在S1和S2連線的中垂線上有a、b、c三點(diǎn)．已知在某一時(shí)刻兩列波的波峰在a點(diǎn)相遇，波谷在c點(diǎn)相遇，b為a、c連線的中點(diǎn)，如圖所示，下列結(jié)論中正確的是()A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，b點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)B．a(chǎn)點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，b點(diǎn)振動(dòng)情況不確定C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)的振幅都為零D．a(chǎn)、c連線上所有點(diǎn)都為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)6.一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖，比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c，則()A.此刻a的加速度最大B.此刻b的速度最小C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.若波沿x軸負(fù)方向傳播，a比c先回到平衡位置7.如圖所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時(shí)間，水面上的波形將分布于()A.整個(gè)區(qū)域B.陰影Ⅰ以外區(qū)域C.陰影Ⅱ以外區(qū)域D.陰影Ⅰ區(qū)域8.上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器迅速水平旋轉(zhuǎn)，同學(xué)們聽到蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是()A．旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)聲的頻率變化了B．由于旋轉(zhuǎn)，改變了同學(xué)們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調(diào)變高時(shí)，一定是向遠(yuǎn)離觀察者的方向運(yùn)動(dòng)D．音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的9.（多選）在空氣中的同一區(qū)域內(nèi)，兩列聲波波源的振動(dòng)情況如圖所示，可以肯定的是()A.a波源的頻率為b波源頻率的2倍B.a波的波長為b波波長的2倍C.a、b兩列波疊加能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉D.通過同一狹縫，a波的衍射效果比b波明顯10.（多選）圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0s時(shí)刻的波形圖．已知t1＝0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P首次位于波谷，質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(1.5,0)，質(zhì)點(diǎn)M的坐標(biāo)是(13,0)(圖中未畫出)，則以下說法正確的是()A.該波的傳播速度為0.3m/sB.從t＝0開始，質(zhì)點(diǎn)Q一定比P先到達(dá)波峰C.每經(jīng)過0.3s，質(zhì)點(diǎn)Q的路程一定是15cmD.在t2＝1.6s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M第二次位于波峰11.（多選）如圖所示為兩列波疊加的示意圖，這兩列波的振動(dòng)方向，振幅頻率完全相同，M、N、Q為疊加區(qū)域的三個(gè)點(diǎn)，Q為兩個(gè)波谷相遇，M為兩個(gè)波峰相遇，N點(diǎn)為波峰和波谷相遇，波的周期為T，則下列說法正確的是()A.Q點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B.N點(diǎn)始終靜止不動(dòng)C.經(jīng)eq\f(1,2)周期，質(zhì)點(diǎn)Q傳播到N點(diǎn)D.M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過eq\f(T,2)，此點(diǎn)振動(dòng)減弱12.(多選)如圖所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng)，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是()A.女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B.女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C.女同學(xué)從C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變D.女同學(xué)從C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低二、非選擇題(本大題5小題，共52分)13.(6分)如圖甲，在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0，－2)．兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖乙、丙所示．兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程差為______m，兩列波引起B(yǎng)(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互______(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，C(0,0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互______(填“加強(qiáng)”或“減弱”)．14.(12分)如圖所示，是沿繩向右傳播的一列橫波．(1)在圖上標(biāo)出B、D兩點(diǎn)的振動(dòng)速度方向．(2)________點(diǎn)正處于波峰，它此時(shí)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)再經(jīng)________T，A第一次回到平衡位置．15.(10分)如圖所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，該波由A向B傳播，兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離Δx＝4.0m，波長大于3.0m，求這列波的波速．16.(12分)兩列簡諧波沿x軸相向而行，波速均為v＝0.4m/s，振幅均為A＝2cm.兩波源分別位于A、B處，t＝0時(shí)的波形如圖所示．M、N兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1＝0.40m和x2＝0.45m，在t＝3.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M、N的位移分別為多少？17.(12分)甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，兩船相距24m。有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動(dòng)20次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有5個(gè)波峰。(1)此水波的波長為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過一跨度為30m的橋洞，橋墩直徑為3m，橋墩處能否看到明顯衍射？(4)若該橋?yàn)橐?m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射？參考答案及解析：選擇題1.A解析：題圖所示時(shí)刻M、N的位移均為零，但下一時(shí)刻，M點(diǎn)位置在平衡位置下方，故M點(diǎn)將向下振動(dòng)，N點(diǎn)位置在平衡位置上方，故N點(diǎn)將向上振動(dòng)．2.B解析：該圖表示的是由于波源的移動(dòng)而引起的多普勒效應(yīng)，而不是衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤，B正確；由圖可知，波正在向A點(diǎn)移動(dòng)，故在A點(diǎn)處單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)最多，即在A點(diǎn)處接收到的波的頻率最高，C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．3.C解析：由于此時(shí)Q點(diǎn)向下振動(dòng)，且Q質(zhì)點(diǎn)右方鄰近的質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)下方，則波向左傳播，N是波源．振動(dòng)從N點(diǎn)傳播到M點(diǎn)，經(jīng)過了一個(gè)周期，則從波源N起振開始計(jì)時(shí)，需經(jīng)eq\f(3,4)T，P點(diǎn)才開始起振，故P質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了eq\f(T,4)，故C正確．4.B5.D解析：兩個(gè)完全相同的振源S1和S2，a、b、c三點(diǎn)在連線的中垂線上，則a、b、c到兩個(gè)波源的距離都相等，路程差都為零，三點(diǎn)的振動(dòng)都加強(qiáng)，但振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)也仍在周期性振動(dòng)，故振幅并非都為零．故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．6.A解析：由波動(dòng)圖像可知，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a位于波峰處，根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)可知，質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大，A正確；此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置，所以速度為最大，B錯(cuò)誤；若波沿x軸正方向傳播，由“同側(cè)法”可知，質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；若波沿x軸負(fù)方向傳播，由“同側(cè)法”可知，a質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，c質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置，D錯(cuò)誤．7.B解析：從題圖中可以看出擋板A比波長大得多，因此波不會(huì)繞過擋板A，而小孔B的大小與波長差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確。8.B解析：旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)聲的頻率沒有變化，故A錯(cuò)誤；旋轉(zhuǎn)過程中，聲源(蜂鳴器)與觀察者(同學(xué)們)的距離有時(shí)近，有時(shí)遠(yuǎn)，發(fā)生多普勒效應(yīng)，蜂鳴器發(fā)出聲波的頻率不變，只是同學(xué)們感覺到的聲音頻率變化了，故B正確，D錯(cuò)誤；當(dāng)其遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，聽到聲音的頻率變小即音調(diào)變低，故C錯(cuò)誤．9.BD解析：由波的圖像可以看出，a波的周期是b波的2倍，由f＝eq\f(1,T)可知b波的頻率是a波頻率的2倍，因?yàn)椴ㄋ傧嗟?同一介質(zhì))，由波速公式v＝eq\f(λ,T)可知a波的波長等于b波的2倍，故A錯(cuò)誤，B正確；兩列波相干的條件是頻率必須相等，可知a、b兩列波疊加不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，故C錯(cuò)誤；波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，故D正確．10.BD解析：P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為eq\f(3,4)T，因此振動(dòng)周期T＝0.4s，由圖可知，波長λ＝4cm，因此波速v＝eq\f(λ,T)＝0.1m/s，A錯(cuò)誤；波向右傳播，波峰先傳到Q點(diǎn)再傳到P點(diǎn)，因此質(zhì)點(diǎn)Q一定比P先到達(dá)波峰，B正確；振幅是5cm，只有特殊位置(波峰、波谷和平衡位置)的點(diǎn)，經(jīng)0.3s運(yùn)動(dòng)的路程才等于15cm，其它點(diǎn)不是15cm，由于Q點(diǎn)不在特殊位置，C錯(cuò)誤；第一波峰到達(dá)M點(diǎn)用時(shí)t1＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(13－1×10－2,0.1)s＝1.2s，再經(jīng)過一個(gè)周期，第二個(gè)波峰到達(dá)M點(diǎn)，因此第二個(gè)波峰到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間t2＝t1＋T＝1.6s，D正確．11.AB解析:Q點(diǎn)是波谷和波谷疊加，為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，且始終振動(dòng)加強(qiáng)，故A正確；N點(diǎn)為波峰與波谷疊加，因振幅相同，則位移總是為零，始終靜止不動(dòng)，故B正確；質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨著波遷移而遷移，故C錯(cuò)誤；M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，此點(diǎn)振動(dòng)仍加強(qiáng)，故D錯(cuò)誤．12.AD解析：女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她都有靠近聲源的趨勢，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她都感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感到音調(diào)變低．故A、D正確，B、C錯(cuò)誤．二、非選擇題13.答案：2，減弱，加強(qiáng)解析：由幾何關(guān)系可知兩波源到A點(diǎn)的距離分別為AS1＝10m，AS2＝8m，所以兩波的路程差為2m；同理可得，BS1－BS2＝0，為波長的整數(shù)倍，由振動(dòng)圖象知兩振源振動(dòng)方向相反，故B點(diǎn)振動(dòng)減弱；兩波源到C點(diǎn)的路程差Δx＝CS1－CS2＝1m，波長λ＝vT＝2m，所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)．14.答案：(1)圖見解析(2)C大大小(3)eq\f(1,4)解析：(1)根據(jù)波沿繩向右傳播，由波形平移法知，B點(diǎn)向下振動(dòng)，D點(diǎn)向上振動(dòng)，如圖所示．(2)由圖可知，C點(diǎn)正處于波峰，它此時(shí)具有最大的位移，最大的加速度，最小的速度．(3)A點(diǎn)，向上振動(dòng)，經(jīng)過eq\f(T,4)第一次回到平衡位置．15.解：由振動(dòng)圖像可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T＝0.4s.取t＝0時(shí)刻分析，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)平衡位置向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)B處于波谷，設(shè)波長為λ，則Δx＝nλ＋eq\f(1,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，所以該波波長為：λ＝eq\f(4Δx,4n＋1)＝eq\f(16,4n＋1)m(n＝0,1,2,3…)因?yàn)棣?gt;3.0m，所以取n＝0或1，當(dāng)n＝0時(shí)，λ1＝16m，波速v1＝eq\f(λ1,T)＝40m/s，當(dāng)n＝1時(shí)，λ2＝3.2m，波速v2＝eq\f(λ2,T)＝8.0m/s.16.解：根據(jù)題意，λA＝0.2m，λB＝0.4m，根據(jù)公式T＝eq\f(λ,v)可得：TA＝0.5s，TB＝1s，t＝3.25s＝eq\f(13,2)TA＝eq\f(13,4)TB，該時(shí)刻MN附近的波動(dòng)圖像如圖中虛線所示：可得yM＝－2cm，yN＝－(2＋eq\r(2