第3章 机械波 增分测评卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第3章 机械波 增分测评卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 159.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 15:09:51 | ||
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文档简介
人教版高中物理选择性必修第一册 第3章 机械波 增分测评卷
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知
A. 侧波是衍射波
B. 侧波速与 侧波速相等
C. 减小挡板间距离，衍射波的波长将减小
D. 增大挡板间距离，衍射现象将更明显
2. 已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时
A. 频率变小，波长变短 B. 频率变大，波长变长
C. 频率不变，波长变短 D. 频率不变，波长变长
3. 如图所示，水面上有 、 两个振动情况完全一样的振源，在水面上形成两列水波。在 连线的中垂线上有 、 、 三点，已知某时刻 点是两波谷相遇点， 点是两波峰相遇点，则可以判断 点
A. 一定是振动加强的点 B. 一定是两波峰相遇点
C. 一定是两波谷相遇点 D. 条件不足，无法判断
4. 已知一列在弹性介质上传播的简谐波的波形，以下说法错误的是
A. 只要其中一点的振动方向已知（波峰和波谷除外），就可以判断出波的传播方向
B. 只要波的传播方向已知，就可以判断出绳上任一点的振动方向
C. 波速跟波长成正比，跟周期成反比
D. 波动的周期等于绳上每一质点的振动周期
5. 一列简谐波在 轴上传播，某时刻的波形如图所示，经 后，其波形如图中虚线所示。已知该波的周期大于 ，以下说法正确的是
A. 波速一定为 B. 振幅一定为
C. 波长一定为 D. 频率一定为
二、双项选择题（共2小题；共8分）
6. 如图所示，一列简谐横波沿 轴正方向传播，从波传到 的 点时开始计时，已知在 时振动恰好传到 处，且 的 点正好在波谷，下列说法中正确的是
A. 点的振动周期为
B. 点开始振动的方向沿 轴正方向
C. 当 点开始振动时， 点正好在波峰
D. 这列波的传播速度是
7. 如图所示， 是 轴上的上、下振动的波源，振动频率为 。激起的横波沿 轴左右传播，波速为 。质点 、 到 的距离分别为 ，，且都已经开始振动。若此时刻波源 正通过平衡位置向上振动，则该时刻
A. 位于 轴上方，运动方向向下
B. 位于 轴下方，运动方向向上
C. 位于 轴上方，运动方向向上
D. 位于 轴下方，运动方向向下
三、多项选择题（共4小题；共16分）
8. 如图所示， 、 是同一介质中在同一直线上的两点，相距 。现有一波源发出的一列简谐横波经过 、 两点，某时刻发现 点恰经过平衡位置向下振动时， 点恰好到达波峰位置，并测得 后 点恰好第二次到达波谷位置。则这列波的波速的可能值为
A. B. C. D.
9. 在坐标原点的波源产生一列沿 轴正方向传播的简谐横波，波速 ，已知 时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到 处。下列说法中正确的是
A. 这列波的波长为
B. 振幅为
C. 这列波的频率为
D. 波源起振方向沿 轴正方向
E. 再经过 的时间，质点 到达质点 现在所处的位置
10. 一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有 、 两点。在 时刻 、 两点间形成如图甲所示波形，在 时刻 、 两点间形成如图乙所示波形，已知 、 两点的平衡位置间距离 ，则以下说法中正确的是
A. 若波的周期为 ，波一定向右传播
B. 若波的周期大于 ，波可能向右传播
C. 若波速为 ，波一定向左传播
D. 该波的传播速度可能的最小值为
11. 如图所示为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由 点从平衡位置开始起振向右传播的图象，屏上每一小格长度为 。在 时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。因为显示屏的局部故障，造成从水平位置 到 之间（不包括 、 两处）的波形无法被观察到，但故障不影响波在发生器内传播。此后的时间内，观察者看到波形相继传经 、 处，在 时，观察者看到 处恰好第四次（ 开始起振计第 次）出现平衡位置，则该波的波速可能是
A. B. C. D.
四、填空题（共2小题；共8分）
12. 一列简谐横波，在传播方向上相距 的 、 两点的振动图象分别如图甲、乙所示。已知这列波的波长大于 ，则这列波的频率为 ，波长为 。
13. 一列向右传播的横波在 时刻的波形如图所示， 后 点出现第一次波峰，则该波的周期为 ， 点第二次出现波谷的时刻为 。
五、解答题（共4小题；共52分）
14. 平衡位置位于原点 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平 轴传播， 、 为 轴上的两个点（均位于 轴正半轴）， 与 的距离为 ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自 时由平衡位置开始向上振动，周期 ，振幅 。当波传到 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过 ，平衡位置在 处的质点第一次处于波峰位置，求：
（1） 、 之间的距离；
（2）从 开始到平衡位置在 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。
15. 如图所示，波源位于图中 点， 、 、 三点位于同一条直线上， 点产生的横波可沿直线传到 、 两点。已知 。
（1）若 点左、右两侧为不同介质，向左、向右传播的波同时传到 、 两点，则向左、向右传播的两列波的波长之比为多少
（2）若 点左、右两侧为同种介质， 点比 点先起振 时间， 、 两点起振后振动方向始终相反，则波源的周期为多少
16. 如图甲所示，介质中振源 的振动图象如图乙所示，与 点在同一直线上有 、 两个质点， 质点距离 点 ， 质点距离 点 ，振源振动所形成的机械波在传播过程中两相邻波谷之间的距离为 。求：
（1）振源的振动方程；
（2）从振源振动开始计时， 质点第一次到达波谷时所需要的时间 ；
（3） 质点第一次经过平衡位置向下运动时 质点的位置。
17. 如图所示，甲图为一列横波在 时刻的波形图象，乙图为该横波中 的质点 从 时刻开始计时的振动图象，求：
（1）这列横波的传播速度大小和方向；
（2）质点 从 时刻开始 时间内运动的路程。
答案
第一部分
1. B
【解析】由于波在传播过程中形成以波源为圆心的分别表示波峰和波谷的同心圆， 侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后会发生衍射， 侧水波是衍射波，选项A错误；
同种机械波在相同介质中的传播速度相同，选项B正确；
减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变，故波长不变，选项C错误；
当增大挡板间距离时，衍射现象将变得不明显，选项D错误。
2. C
3. A
【解析】由题， 、 是两个振动情况完全相同的振源， 、 、 在 连线的中垂线上，则 、 、 到两个波源的距离都相等，路程差都为零，三点的振动都加强。
4. C
5. B
第二部分
6. A， C
【解析】由题意，简谐横波沿 轴正向传播，在 时 间第一次形成图示波形， 时间内振动传播了一个波长，经过了一个周期，故 点的周期为 ，故A正确；
点开始振动的方向与图示时刻 处质点的振动方向相同，由波形平移法得知， 点开始振动的方向沿 轴负方向，故B错误；
当 点开始振动时，由波形可知， 点在波峰，故C正确；
由图知，波长 ，则波速 ，故D错误。
7. A， D
【解析】由 ，可得 ，，去整（），留零（）， 的振动状态应跟与振源 相距 的 相同（如图所示），由此可判断 点在 轴上方，运动方向向下；，去整（），留零（），由 ，知 点在 轴下方，运动方向向下，故A、D正确。
第三部分
8. A， B， D
【解析】若波由 向 传播，设其波长为 ，则 ，故 ，根据题意有 ，解得 ，又 ，可得波速为 ，当 时，，当 时，；若波由 向 传播，设其波长为 ，则 ，故 ，根据题意有 ，解得 ，又 ，可得波速为 ，将 分别代入，可得当 时，。综上可得 不可能为 ，故C错误，A、B、D正确。
9. A， C， D
【解析】由波形可知，这列波的波长为 ，振幅为 ，选项A正确，B错误；
周期 ，频率为 ，选项C正确；
处质点的起振方向沿 轴正方向，说明波源起振方向沿 轴正方向，选项D正确；
质点 围绕平衡位置上下振动，不会到达质点 现在所处的位置，选项E错误。
10. A， C， D
【解析】若波向右传播，则 ，，B错误；若波向左传播，则 ， 可知 ，当 ， 时，波向右传播，故A正确；由题图知波长 ，若波速为 ，波在 内传播的距离为 ，根据波形的平移可知，波一定向左传播，故C正确；波在 内传播的最小距离为 ，波速的最小值为 ，故D正确。
11. A， B， C
【解析】由图，得波长 。
若 时刻波形为波长，则得到 ，，波速
若 时刻波形为一个波长，则得到 ，，波速
若 时刻波形为一个半波长，则得到 ，，波速 。
第四部分
12. ；。
【解析】由振动图象得到周期 ，则频率为 ；
由振动图象知道：两质点的步调总是相反，它们之间距离 ，（）
则得
据题：波长大于 ，则得到 。
13. ；
第五部分
14. （1）
【解析】由题意知， 、 两点间的距离与波长满足 ，
波速与波长的关系为：，
在 时间内波传播的路程为 ，由题意有：，
解得：。
（2）
【解析】从 开始到平衡位置在 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为 ，
波源由平衡位置开始运动，每经过 ，波源运动的路程为 ，由题意可知：，
故 时间内，波源运动的路程为 。
15. （1）
【解析】向左、向右传播的波同时传到 、 两点，则由 可知
向左、向右传播的波周期相同，根据 可得
（2）
【解析】因 、 两点起振后的振动方向始终相反，则 、 两点到波源 的距离之差为半波长的奇数倍
联立解得 。
16. （1） （）
【解析】由题图乙可得，周期 ，则 ，振幅 ，则振源的振动方程为 （）。
（2）
【解析】两相邻波谷之间的距离 ，则波长 。
设波速为 ，波传到 点用时 ，由题意和波的传播规律有
，
，
，
联立解得 。
（3） 正向的最大位移处
【解析】设质点 从开始计时到第一次经过平衡位置向下运动的时间为 ，波传到 点用时 ， 点振动时间为 ，有
，
，
，
联立解得 ，
故 质点在正向的最大位移处。
17. （1） ；波沿 轴负方向传播
【解析】 时刻 处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿 轴负方向传播；
由左图得到波长为 ，右图得到周期为 ，故波速
（2）
【解析】开始 时间内，质点 完成一次全振动，因此质点 运动的路程为：
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一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知
A. 侧波是衍射波
B. 侧波速与 侧波速相等
C. 减小挡板间距离，衍射波的波长将减小
D. 增大挡板间距离，衍射现象将更明显
2. 已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时
A. 频率变小，波长变短 B. 频率变大，波长变长
C. 频率不变，波长变短 D. 频率不变，波长变长
3. 如图所示，水面上有 、 两个振动情况完全一样的振源，在水面上形成两列水波。在 连线的中垂线上有 、 、 三点，已知某时刻 点是两波谷相遇点， 点是两波峰相遇点，则可以判断 点
A. 一定是振动加强的点 B. 一定是两波峰相遇点
C. 一定是两波谷相遇点 D. 条件不足，无法判断
4. 已知一列在弹性介质上传播的简谐波的波形，以下说法错误的是
A. 只要其中一点的振动方向已知（波峰和波谷除外），就可以判断出波的传播方向
B. 只要波的传播方向已知，就可以判断出绳上任一点的振动方向
C. 波速跟波长成正比，跟周期成反比
D. 波动的周期等于绳上每一质点的振动周期
5. 一列简谐波在 轴上传播，某时刻的波形如图所示，经 后，其波形如图中虚线所示。已知该波的周期大于 ，以下说法正确的是
A. 波速一定为 B. 振幅一定为
C. 波长一定为 D. 频率一定为
二、双项选择题（共2小题；共8分）
6. 如图所示，一列简谐横波沿 轴正方向传播，从波传到 的 点时开始计时，已知在 时振动恰好传到 处，且 的 点正好在波谷，下列说法中正确的是
A. 点的振动周期为
B. 点开始振动的方向沿 轴正方向
C. 当 点开始振动时， 点正好在波峰
D. 这列波的传播速度是
7. 如图所示， 是 轴上的上、下振动的波源，振动频率为 。激起的横波沿 轴左右传播，波速为 。质点 、 到 的距离分别为 ，，且都已经开始振动。若此时刻波源 正通过平衡位置向上振动，则该时刻
A. 位于 轴上方，运动方向向下
B. 位于 轴下方，运动方向向上
C. 位于 轴上方，运动方向向上
D. 位于 轴下方，运动方向向下
三、多项选择题（共4小题；共16分）
8. 如图所示， 、 是同一介质中在同一直线上的两点，相距 。现有一波源发出的一列简谐横波经过 、 两点，某时刻发现 点恰经过平衡位置向下振动时， 点恰好到达波峰位置，并测得 后 点恰好第二次到达波谷位置。则这列波的波速的可能值为
A. B. C. D.
9. 在坐标原点的波源产生一列沿 轴正方向传播的简谐横波，波速 ，已知 时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到 处。下列说法中正确的是
A. 这列波的波长为
B. 振幅为
C. 这列波的频率为
D. 波源起振方向沿 轴正方向
E. 再经过 的时间，质点 到达质点 现在所处的位置
10. 一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有 、 两点。在 时刻 、 两点间形成如图甲所示波形，在 时刻 、 两点间形成如图乙所示波形，已知 、 两点的平衡位置间距离 ，则以下说法中正确的是
A. 若波的周期为 ，波一定向右传播
B. 若波的周期大于 ，波可能向右传播
C. 若波速为 ，波一定向左传播
D. 该波的传播速度可能的最小值为
11. 如图所示为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由 点从平衡位置开始起振向右传播的图象，屏上每一小格长度为 。在 时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。因为显示屏的局部故障，造成从水平位置 到 之间（不包括 、 两处）的波形无法被观察到，但故障不影响波在发生器内传播。此后的时间内，观察者看到波形相继传经 、 处，在 时，观察者看到 处恰好第四次（ 开始起振计第 次）出现平衡位置，则该波的波速可能是
A. B. C. D.
四、填空题（共2小题；共8分）
12. 一列简谐横波，在传播方向上相距 的 、 两点的振动图象分别如图甲、乙所示。已知这列波的波长大于 ，则这列波的频率为 ，波长为 。
13. 一列向右传播的横波在 时刻的波形如图所示， 后 点出现第一次波峰，则该波的周期为 ， 点第二次出现波谷的时刻为 。
五、解答题（共4小题；共52分）
14. 平衡位置位于原点 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平 轴传播， 、 为 轴上的两个点（均位于 轴正半轴）， 与 的距离为 ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自 时由平衡位置开始向上振动，周期 ，振幅 。当波传到 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过 ，平衡位置在 处的质点第一次处于波峰位置，求：
（1） 、 之间的距离；
（2）从 开始到平衡位置在 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。
15. 如图所示，波源位于图中 点， 、 、 三点位于同一条直线上， 点产生的横波可沿直线传到 、 两点。已知 。
（1）若 点左、右两侧为不同介质，向左、向右传播的波同时传到 、 两点，则向左、向右传播的两列波的波长之比为多少
（2）若 点左、右两侧为同种介质， 点比 点先起振 时间， 、 两点起振后振动方向始终相反，则波源的周期为多少
16. 如图甲所示，介质中振源 的振动图象如图乙所示，与 点在同一直线上有 、 两个质点， 质点距离 点 ， 质点距离 点 ，振源振动所形成的机械波在传播过程中两相邻波谷之间的距离为 。求：
（1）振源的振动方程；
（2）从振源振动开始计时， 质点第一次到达波谷时所需要的时间 ；
（3） 质点第一次经过平衡位置向下运动时 质点的位置。
17. 如图所示，甲图为一列横波在 时刻的波形图象，乙图为该横波中 的质点 从 时刻开始计时的振动图象，求：
（1）这列横波的传播速度大小和方向；
（2）质点 从 时刻开始 时间内运动的路程。
答案
第一部分
1. B
【解析】由于波在传播过程中形成以波源为圆心的分别表示波峰和波谷的同心圆， 侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后会发生衍射， 侧水波是衍射波，选项A错误；
同种机械波在相同介质中的传播速度相同，选项B正确；
减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变，故波长不变，选项C错误；
当增大挡板间距离时，衍射现象将变得不明显，选项D错误。
2. C
3. A
【解析】由题， 、 是两个振动情况完全相同的振源， 、 、 在 连线的中垂线上，则 、 、 到两个波源的距离都相等，路程差都为零，三点的振动都加强。
4. C
5. B
第二部分
6. A， C
【解析】由题意，简谐横波沿 轴正向传播，在 时 间第一次形成图示波形， 时间内振动传播了一个波长，经过了一个周期，故 点的周期为 ，故A正确；
点开始振动的方向与图示时刻 处质点的振动方向相同，由波形平移法得知， 点开始振动的方向沿 轴负方向，故B错误；
当 点开始振动时，由波形可知， 点在波峰，故C正确；
由图知，波长 ，则波速 ，故D错误。
7. A， D
【解析】由 ，可得 ，，去整（），留零（）， 的振动状态应跟与振源 相距 的 相同（如图所示），由此可判断 点在 轴上方，运动方向向下；，去整（），留零（），由 ，知 点在 轴下方，运动方向向下，故A、D正确。
第三部分
8. A， B， D
【解析】若波由 向 传播，设其波长为 ，则 ，故 ，根据题意有 ，解得 ，又 ，可得波速为 ，当 时，，当 时，；若波由 向 传播，设其波长为 ，则 ，故 ，根据题意有 ，解得 ，又 ，可得波速为 ，将 分别代入，可得当 时，。综上可得 不可能为 ，故C错误，A、B、D正确。
9. A， C， D
【解析】由波形可知，这列波的波长为 ，振幅为 ，选项A正确，B错误；
周期 ，频率为 ，选项C正确；
处质点的起振方向沿 轴正方向，说明波源起振方向沿 轴正方向，选项D正确；
质点 围绕平衡位置上下振动，不会到达质点 现在所处的位置，选项E错误。
10. A， C， D
【解析】若波向右传播，则 ，，B错误；若波向左传播，则 ， 可知 ，当 ， 时，波向右传播，故A正确；由题图知波长 ，若波速为 ，波在 内传播的距离为 ，根据波形的平移可知，波一定向左传播，故C正确；波在 内传播的最小距离为 ，波速的最小值为 ，故D正确。
11. A， B， C
【解析】由图，得波长 。
若 时刻波形为波长，则得到 ，，波速
若 时刻波形为一个波长，则得到 ，，波速
若 时刻波形为一个半波长，则得到 ，，波速 。
第四部分
12. ；。
【解析】由振动图象得到周期 ，则频率为 ；
由振动图象知道：两质点的步调总是相反，它们之间距离 ，（）
则得
据题：波长大于 ，则得到 。
13. ；
第五部分
14. （1）
【解析】由题意知， 、 两点间的距离与波长满足 ，
波速与波长的关系为：，
在 时间内波传播的路程为 ，由题意有：，
解得：。
（2）
【解析】从 开始到平衡位置在 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为 ，
波源由平衡位置开始运动，每经过 ，波源运动的路程为 ，由题意可知：，
故 时间内，波源运动的路程为 。
15. （1）
【解析】向左、向右传播的波同时传到 、 两点，则由 可知
向左、向右传播的波周期相同，根据 可得
（2）
【解析】因 、 两点起振后的振动方向始终相反，则 、 两点到波源 的距离之差为半波长的奇数倍
联立解得 。
16. （1） （）
【解析】由题图乙可得，周期 ，则 ，振幅 ，则振源的振动方程为 （）。
（2）
【解析】两相邻波谷之间的距离 ，则波长 。
设波速为 ，波传到 点用时 ，由题意和波的传播规律有
，
，
，
联立解得 。
（3） 正向的最大位移处
【解析】设质点 从开始计时到第一次经过平衡位置向下运动的时间为 ，波传到 点用时 ， 点振动时间为 ，有
，
，
，
联立解得 ，
故 质点在正向的最大位移处。
17. （1） ；波沿 轴负方向传播
【解析】 时刻 处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿 轴负方向传播；
由左图得到波长为 ，右图得到周期为 ，故波速
（2）
【解析】开始 时间内，质点 完成一次全振动，因此质点 运动的路程为：
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