人教版选择性必修第一册第三章 机械波 本章达标检测（Word版含答案）

人教版选择性必修第一册 第三章 本章达标检测
一、单选题
1．如图所示，水平面上有M、N两个振动情况完全一样的振源、在水面上形成两列水波，在MN连线的中垂线上有a、b、c三点，已知某时刻a点是两波谷相遇点，b点是两波峰相遇点，则可以判断c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．可能是波峰与波谷相遇
2．一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为x＝0．当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x＝2m的质点所处位置及运动情况是(　　)
A．在其平衡位置上方且向下运动
B．在其平衡位置上方且向上运动
C．在其平衡位置下方且向上运动
D．在其平衡位置下方且向下运动
3．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为。如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间第一次出现如图乙所示的波形，则该波的（ ）
A．周期为，波长为 B．周期为，波长为
C．周期为，波速为 D．周期为，波速为
4．下列现象中属于波的衍射的是(　　)
A．敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来
B．挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来
C．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间
D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播
5．沿x轴正方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图如图所示，此时波传播到x=2.0m处的质点B，质点A恰好位于波谷位置。当t2=0.6s时，质点A恰好第二次处于波峰位置，以下说法正确的是（　　）
A．t1=0时刻，质点B沿y轴正方向运动
B．再经过四分之一个周期，质点A会到达质点B处
C．这列波的周期为0.4s
D．这列波的波速为10m/s
6．声音在某盐水中的速度为1531 m/s，在空气中的速度为340 m/s；现有声波由该盐水进入空气。下列说法正确的是（　　）
A．声波的频率和波长都不变 B．声波的频率和波长都变大
C．声波的频率不变，波长变小 D．声波的频率增大，波长不变
7．关于声波的描述，下述正确的是…………（ ）
A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的
B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快
C．人能辨别不同乐器同时发出的声音，说明声波不会发生干涉
D．“隔墙有耳”说明声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射
8．两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（　　）
A．质点K为振动减弱的点
B．质点N的振幅为2cm
C．经过一段时间，质点M、N的位移大小不可能相等
D．由图中时刻再经过半周期时，质点M的位移为零
二、多选题
9．一简谐横波在图中x轴上向右传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2-t1=1.0s．由图判断下列波速哪些是可能的（ ）
A．2m/s B．3m/s C．5m/s D．9m/s
10．图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（　　）
A．这列波沿x轴负方向传播
B．这列波的传播速度为10m/s
C．从t=0到t=0.15s，Q通过的路程为30cm
D．从t=0到t=0.15s，P通过的路程为30cm
E．该波在传播过程中若遇到直径为3m的球，能发生明显衍射现象
11．下列说法正确的是（　　）
A．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不相同
B．鸣笛火车进站时，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．机械波传播过程中各质点沿波的传播方向迁移
E．在用单摆测重力加速度实验中，若所测g值偏大，可能是把n次全振动误记为n+1次
12．如图所示是水平面上两列频率相同的简谐波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点。下列说法中正确的是（　　）
A．A、C两处质点是振动减弱的点
B．E处质点是振动减弱的点
C．经0.02s，B处质点通过的路程是8cm
D．经0.01s，D处质点偏离平衡位置的位移为零
13．下列说法中正确的是（　　）
A．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
B．在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断水对a光的折射率比b光大
D．肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的
E．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
14．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波速可能为50 m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cm
C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm
D．若周期T＝0.8 s，则在t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同
15．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如乙所示，则下列判断正确的是（ ）
A．该列波沿y轴负方向传播
B．该列波的波速大小为1m/s
C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为0.4Hz
D．若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸一定比40cm小很多
E．从该时刻起，再经过0.4s的时间，质点A通过的路程为40cm
16．如图所示为两个相干波源、产生的波在同一种均匀介质中相遇时产生的干涉图样．图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示波谷．下列说法正确的是（　　）
A．、两点的振动加强，、两点的振动减弱
B．、两点的振动介于加强点和减弱点之间
C．经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰
三、填空题
17．如图，虚线和实线分别表示在同一绳上传播的甲、乙两列简谐横波某时刻的波形图，波速均为v=4m/s。则绳上位于x=0.2m处的质点M的振动是________的(选填“加强”或“减弱”)。从图示时刻开始，再经过____________s，M将位于波峰。
18．机械波的产生条件是需要波源和______。机械波传递的是振动形式和______。
19．甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速均为2m/s，振幅均为1cm，某时刻的图象如图所示．甲乙两波的周期之比为_____；再经过3s，平衡位置在x＝3m处的质点位移为_____cm．
20．机械波
机械振动在______中传播，形成了机械波。
四、解答题
21．在一列简谐横波沿-x方向传播，在x轴上有两质点P和Q，间距为d=24 m，t=0．3s时波形如图所示．此时质点P在波谷，再过0.4 s，质点P回到平衡位置．求：
（i）波速多大？
（ii）若T>1 s，质点P的振动方程？并画出质点P的振动图象（请标出坐标的物理量及单位、有关数值）
22．一列简谐横波沿x轴正向传播，波源位于坐标原点O，某时刻的波形如图所示。x轴上两质点P、Q的平衡位置到原点O的距离分别为3m、7m，此时质点P振动了0.4s，质点Q刚好起振，求：
（i）波速；
（ii）从图示时刻算起x轴上坐标为30m的质点M在10s内运动的路程和10s时质点M的位移。
23．如图所示，A，B，C，D，E是均匀介质中x轴上的五个点，相邻两点的间距为1m，一列简谐横波以5m/s的速度沿x轴正方向传播，在t=0时刻到达质点A处，质点A由平衡位置开始竖直向下振动，其振幅为10cm，周期为0.8s，试求
(1).该简谐波的波长；
(2).画出t=0.6s时的波形图；
(3).自t=0时刻起到质点E到达波峰的时间．
24．如图甲所示为一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形，波上位于x=6m处的质点M的振动图像如图乙所示，求：
(1)这列波的传播速度大小及方向；
(2)从t=0时刻起，再经过，x=3m处的质点运动的路程．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
由题，A、B是两个振动情况完全相同的振源，a、b、c在AB连线的中垂线上，则a、b、c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，一定是振动加强的点，具体距离不清楚，故无法判断是两波峰还是波谷相遇点。
故选A。
2．C
【解析】
【详解】
由图λ=4m，坐标x=2m的质点的振动情况与波源的振动情况总是相反．当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，则x=2m的质点在平衡位置下方且向上运动，故C正确．
故选C．
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可读出波长，画出时刻的波形图，如图所示，质点1到质点9与题图乙相同，只是延长到了第13个质点，因为第13个质点的运动方向向下，与题目中“质点1开始向下运动”相符。由图可知，在时刻，波已传播到质点13，所以波速为，根据，得周期
故选B。
4．D
【解析】
【分析】
衍射又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．
【详解】
A、敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉也响起来，这种现象是共振现象．故A错误；
B、挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动．故B错误；
C、打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是由于雷声经过多次反射造成，故C错误；
D、水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于衍射现象．故D正确．
故选D．
【点睛】
考查波的衍射原理：偏离原来直线继续传播，注意明显衍射的条件，并与折射及干涉的区别．
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由波形图可知，t1=0时刻，质点B沿y轴负方向运动，选项A错误；
B．机械波传播的过程中，质点只能在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，选项B错误；
C．当t2=0.6s时，质点A恰好第二次处于波峰位置，可知
1.5T=0.6s
则这列波的周期为
T=0.4s
选项C正确；
D．这列波的波速为
选项D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
ABCD．声波的频率由声源决定，与介质无关，所以声波由该盐水进入空气时，频率不变，波速变小，由波速公式v = λf知，波长变小，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
介质决定波速，所以同一列波在各种介质中频率相同；据波速公式可知波长不一定相同，AB错误；人能辨别不同乐器同时发出的声音，是由于音色不同，并非声波不会发生干涉，C错误；隔墙有耳说明声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射，D正确．
8．B
【解析】
【详解】
A．质点K为波谷与波谷的相遇点，为振动加强点，故A错误；
B．图中N点实线与虚线相遇，为振动减弱点，振幅为
故B正确；
C．M点是振动加强点，N点是振动减弱点，此时M点的位移为12cm，N点的位移为2cm，由于M、N一直在振动，所以经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等，故C错误；
D．图中时刻M点在波峰，经过周期，质点M回到平衡位置，位移为零，故D错误。
故选B。
9．CD
【解析】
【分析】
【详解】
波沿x轴正方向传播，则有
得
（n=0，1，2，…）
由图读出波长
则波速为
若
n=0，v=1m/s
n=1，v=5m/s
n=2，v=9m/s
故选CD。
10．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播，故A正确；
B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为
v20m/s
故B错误；
CD．从t=0到t=0.15s，质点Q振动了个周期，通过的路程为
x=3A=30cm
质点P没有在平衡位置和最大位移处，通过的路程不等于30cm，故C正确，D错误；
E．障碍物与波长相比，相差不大甚至比波长小，能够发生明显的衍射，故E正确。
故选ACE。
11．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．声波的传播速度与介质有关，同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不相同。故A正确；
B．根据多普勒效应可知，鸣笛火车进站时，声波的传播速度变大，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高。故B正确；
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加也相互加强，都属于振动加强点。故C错误；
D．在机械波传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。故D错误；
E．把n次全振动误记为n+1次，则带入计算得周期偏小，根据公式有：，计算得到的加速度的值偏大。故E正确。
故选ABE。
12．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题图可知，A、C两处质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，是振动减弱的点，A正确；
B．B、D两处质点都是振动加强的点，它们的连线上各点也是振动加强点，所以E处质点是振动加强的点，B错误；
C．B处质点是振动加强点，振幅为
波的周期为
0.02s为半个周期，则B处质点经0.02s通过的路程是
C正确；
D．根据题意
而在 时刻D处质点处于波峰，故再经过，D处质点在平衡位置，偏离平衡位置的位移为零，D正确。
故选ACD。
13．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．弹簧振子做简谐振动时，机械能守恒，振动系统的势能与动能之和保持不变，A正确；
B．质点的振动速度和波的传播速度是两个运动形式的速度，二者之间不存在联系，B错误；
C．由双缝干涉的条纹间距公式知，a光的波长小，由得a光的频率大，频率大的光折射率也大，因此水对a光的折射率大，C正确；
D．肥皂泡呈彩色是光的干涉现象，D错误；
E．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，E正确。
故选ACE。
14．ACD
【解析】
【详解】
A．由波形图可知波长λ=40m，且
0.6s=nT+T（n=0,1,2…）
解得周期T=s（n=0,1,2…）。当n=0时，T=0.8s，波速
v==50m/s
A正确；
B．由传播方向沿x轴正方向可知质点a在t时刻向上运动，当n=0时，T=0.8s，则质点a的运动时间为，但由于刚开始在远离平衡位置处运动较慢，故通过的路程小于30cm，当n=1时，T=s，质点a的运动时间为，通过的路程大于30cm，B错误；
C．若n=1，则T=s，波传播到c点所用时间为T，0.6s相当于，可供质点c振动的时间为
-=
故在这段时间内质点c通过的路程为
l=6A=60cm
C正确；
D．若T=0.8s，t+0.5s时刻，质点b到达负的最大位移处后向上运动0.1s，质点P到达平衡位置后向下运动0.1s，由于0.2s为，故质点b、P运动至同一位置，即此刻两质点的位移均为负值，大小相等，D正确。
故选ACD。
15．BDE
【解析】
【详解】
A.根据图乙可知，t=0时刻，A点沿负方向振动，则其滞后于左边的质点，则可知波沿x正向传播，故A错误；
B.由波动图可知波长为0.4m，由振动图可知周期T=0.4s，则波速
故B正确；
C.发生稳定的干涉现象要相同频率，此波的频率，若此波遇到另一列简谐横渡并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz，故C错误；
D.由甲图得到波长为λ=0.4m；发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象，则该障碍物的尺寸一定与0.4m相差不大或者比0.4m小，故D正确；
E.因△t=0.4s=T=0.4s，则质点A做简谐运动，一个周期内通过的路程为S=4A=4×10cm=40cm，故E正确。
故选BDE。
16．AD
【解析】
【详解】
A．点是波谷和波谷相遇的点，是波峰和波峰相遇的点，都是振动加强的点，而、两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，故A正确；
B．位于加强点的连线上，仍为加强点，故B错误；
C．相干波叠加产生的干涉是稳定的，不会随时间变化，故C错误；
D．形成干涉图样的介质质点也在不停地做周期性振动，经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，故D正确。
故选AD。
17． 加强 0.025（4k+3），k=0，1，2，3……
【解析】
【详解】
[1]．由图可知，两波的波长相等，又波速相等，则频率相等，能发生干涉，且两列波使质点M的振动方向相同，所以始终加强；
[2]．波长λ=0.4m，波速v=4m/s，周期
M点至少经过T到达波峰，则
t＝(k+)T=(k+)×0.1＝0.025(4k+3)，k=0，1，2，3…
18． 介质 能量
【解析】
【详解】
[1][2] 机械波的产生条件是需要波源和介质。机械波传递的是振动形式和能量。
19． 2：3 ﹣1
【解析】
【分析】
由图得到波长，即可根据波速相同得到周期之比；根据波的传播得到经过3s后位移，即可由叠加得到x＝3m处的质点位移．
【详解】
由图可得：甲的波长为λ甲＝4m，乙的波长为λ乙＝9m﹣3m＝6m，根据周期公式T＝λ/v可知，因同种介质的波速相等，周期之比等于波长之比，即为2：3；再经过3s，两列波均向前传播距离x＝vt＝6m，故乙波刚好传播一个波长，即N处的振动情况传播到x＝3m处，而甲波传播x＝，故刚好波谷传到x＝3m处，此时x＝3m处的质点位移为﹣1m．
【点睛】
此题关键是知道同种介质中波的传播速度相同；两列波相遇时相互叠加，互不干扰，任何一点的总位移等于两列波引起的位移之和．
20．介质
【解析】
【分析】
【详解】
略
21．（1） （n=0.1.2.3…）（2）
【解析】
【详解】
(i)由波形图可得波长
又（n=0.1.2.3…）
解得:m（n=0.1.2.3…）
(ii) （n=0.1.2.3…）
当n=0时，T=1.2 s>1 s
而t=0时质点P在波谷，故质点P的振动方程为
由振动方程可知P的振动函数为正弦关系，从平衡位置起振向下，则作出振动图象如下图：
【点睛】本题已知波形图可读出波长、周期、波速；可采用波形的微平移法和同侧法分析传播和振动的关系．
22．（i）10m/s；（ii）7.7m；-10cm
【解析】
【分析】
【详解】
（i）由题意可知，此波的周期T=0.4 s
所以
（ii）波从Q传到M所需时间
所以10 s内M点振动的时间
t2 =10s-2.3 s=7.7 s
由题意可得，质点M开始振动时是从平衡位置向下运动
质点M全振动次数
质点M运动的路程
s=4nA=7.7m
t=10s时刻，质点M处在负的最大位移处
所以位移为
23．(1)4m；(2) ；(3) (n=0、1、2...)
【解析】
【分析】
（1）根据波速v=5m/s，周期为T=0.8s，由λ=vT求解波长；
（2）根据质点A的振动情况确定0.6s时的波形图；
（3）根据质点E的振动规律求解自t=0时刻起到质点E到达波峰的时间.
【详解】
(1)根据波速v=5m/s，周期为T=0.8s，则波长：
λ=vT=4m；
(2)在t=0时刻到达质点A处，质点A由平衡位置开始竖直向下振动，可知t=0.6s=3T/4，此时质点A到达最高点，则波形如图；
(3)波从A传到E的时间为:
t1=T=0.8s，
根据波的传播可知，当E从向下振动到E到达波峰所需的时间为：
（n=0,1,2,3…..）
自t=0时刻起到质点E到达波峰的时间为:
t=t1+t2=(0.8n+1.4)s（n=0,1,2,3…..）
【点睛】
关于机械波的传播问题要能和质点的振动规律结合在一起，质点振动一个周期的同时波传播一个波长的距离；掌握质点的振动方向与波的传播方向与波形图的关系.
24．(1), 沿x轴负方向 (2)
【解析】
【详解】
(1)由图可知波长，故波速
由振动图像结合“上下坡”可知该列波沿x轴负方向传播
(2)离x=3cm处最近的波峰传播到此处所需时间为
这段时间内质点的路程为
而后运动的周期数为
后面这段时间内质点运动的路程为，
故质点运动的总路程为
【点睛】本题关键要把握两种图象的联系，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向．
答案第1页，共2页
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