第三章机械波 章末综合练(Word版含解析)

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名称 第三章机械波 章末综合练(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 1.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-09 23:22:26

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人教版(2019)选择性必修一 第三章 机械波 章末综合练
一、单选题
1.关于图片中的物理现象,描述不正确的是(  )
A.甲图,水波由深水区传播至浅水区,波速方向改变,属于波的反射现象
B.乙图,水波穿过障碍物的小孔后,能传播至两侧区域,属于波的衍射现象
C.丙图,两列同频率的水波在空间叠加,部分区域振动加强,属于波的干涉现象
D.丁图,竹竿举起蜂鸣器快速转动,听到蜂鸣器频率发生变化,属于波的多普勒效应
2.沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的天气现象.发生沙尘暴时能见度只有几十米,天空变黄发暗。这是由于在这种情况下(  )
A.只有波长较短的一部分光才能到达地面
B.只有波长较长的一部分光才能到达地面
C.只有频率较大的一部分光才能到达地面
D.只有能量较大的光子才能到达地面
3.某一列简谐横波中的质点a的振动图像如图甲所示,这列简谐波在时的波形图如图乙所示,则( )
A.s时刻,质点a经平衡位置向下运动
B.在0~1 s时间内,质点a的位移始终在增大
C.这列波沿x轴负方向传播,波速为
D.这列波沿x轴负方向传播,波速为
4.下列有关机械波的说法正确的是(  )
A.有机械振动就一定有机械波
B.波长等于振动相同的两质点间的距离
C.波动过程是质点由近及远的传播过程
D.波是传递能量的一种方式
5.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向由a向b传播,波速为v。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为l,a、b之间只有一个波谷,则从该时刻开始计时,质点a第一次到达波谷所用的时间不可能是(  )
A. B.
C. D.
6.下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是(  )
A.隔墙有耳是因为波的衍射现象
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期与单摆的摆长无关
C.学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为波的干涉
D.在两列波的叠加区域,若质点到两列波源的距离相等,该质点的振动一定加强
7.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,波源位于坐标原点,t=0时刻波源开始振动,在时刻的波形如图所示,此时,处的质点刚开始振动。振幅为A,波长为,质点振动周期为T,则下列说法正确的是(  )
A.t=T时刻,x=处质点的振动方向沿y轴负方向
B.波源处质点的振动方程为y=Asin
C.经过一个周期T,质点通过的路程为
D.波源起振方向沿y轴负方向
8.关于教材中插图所涉及的物理知识,描述正确的是( )
A. 一列水波通过狭缝时的折射现象
B. 单摆做受迫振动的周期与摆球质量有关
C. 水下多普勒测速仪可测海水流速
D. 水波干涉时振动加强点位移一定比振动减弱点位移大
9.如图所示为两列频率相同的简谐横波在某时刻的叠加情况,S1、S2为波源,实线是波峰,虚线是波谷、S1的振幅A1=10cm,S2的振幅A2=20cm,则下列说法正确的是(  )
A.质点A、D都是振动加强点
B.质点A、D在图示时刻高度差为30cm
C.质点B、C的位移大小始终为10cm
D.质点B、C的振幅为30cm
10.如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出),t=0时,O点位于最高点,P点位于最低点,则(  )
A.t=时,P点位于平衡位置上方
B.P点的起振方向与O点的起振方向相反
C.t=时,P点的速度方向水平向右
D.P点的起振方向与O点的起振方向相同
11.一列沿 x 轴传播的简谐横波,在 t=0.1s 时的波形如图甲所示,P、Q 是波上的两个质点,此时质点 P 沿 y 轴负方向运动。图 乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是 (  )
A.该波沿 x 轴负方向传播
B.图 2 乙可能为 Q 点的振动图像
C.t=0.15s 时,质点 P 沿 y 轴正方向运动
D.该波的波速为80m/s
12.S是波源,其振动频率为50Hz,所产生的横波向右传播,波速是80m/s,P、Q是传播方向上的两个质点,已知SP = 8.4m,SQ = 10.8m。当S通过平衡位置向上运动时,以下说法正确的是( )
A.P在波谷,Q在波峰
B.P在波峰,Q在波谷
C.P、Q都在波谷
D.P、Q都在平衡位置
二、填空题
13.判断下列说法的是否正确:
(1)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象。( )
(2)孔的尺寸比波长小能观察到明显的衍射现象。( )
(3)超声波比普通声波的波长小。( )
14.如图所示,在围墙上开有两个小洞、,在、连线的中垂线上某处安放一个声源,在围墙后手持分贝仪检测围墙后面声音的强弱,已知、为连线中垂线上的两点,实线代表波峰、虚线代表波谷,则、、、四个点中声音最强的点位是___________,没有声音的点位是___________。
15.如图所示的简谐横波,波源位于坐标原点O,时刻波恰好传到质点P,质点P与波源O的距离为1.75m,已知波的频率为10Hz,介质中质点振幅为4cm,波的传播速度为______m/s,质点P起振后0.125s通过的路程为______m,坐标为12.25m的质点起振时刻为______s。
16.高铁进站过程中,声音越来越尖锐,其原因是:当声源靠近人时,单位时间被人接收的声波的个数________(选填“大于”“小于”或“等于”)声源静止时的,导致人接收到的声音的________(选填“频率”“周期”或“波长”)变大。
17.一列机械波在某一均匀介质中传播。如果将波源的振动频率调为原来的一半,而其他条件保持不变,则这列波在该介质中的传播速度___________(填“变大”“变小”或“不变”),波长变为原来的___________倍。
三、解答题
18.如图甲所示,一列简谐横波沿直线向右传播,传播方向上、两质点的距离,、两质点的振动情况如图乙所示。求:
(1)该波可能的波速;
(2)该波的最大波长。
19.如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图,若每隔0.2 s波沿+x方向行进0.8 m,试画出17 s和20s后的波形图。
20.水袖的文化源远流长,它是中华民族文化的艺术结晶,有着独特的表现形式。舞者的手有规律地振动,并传导至袖子,这给人营造出一种“行云流水”的美感,而这一过程其实就是机械波的传播。现有一列向x轴正方向传播的简谐横波,时刻的波形如图中实线所示,M为平衡位置在处的质点,时刻的波形如图中虚线所示。已知波的周期,求:
(1)波的传播速度大小v;
(2)质点M振动的位移y随时间t变化的关系式(用正弦函数表示)。
21.如图所示,数字式声波发生装置可经调整发出特定频率的声波,现有固有频率为的音叉,发声装置发出的声波,音叉明显振动,已知此时声波速度。若音叉放置较远距离仍可以保证效果,按照前述调整发出该频率的声波,从声源振动开始计时,经过,音叉某点发生了16次全振动,则声源到该点距离为多少?此声波的波长多少?
22.简谐横波沿x轴传播,M、N是x轴上的两质点,如图甲是质点N的振动图像,图乙中实线是t=3.0 s时的波形曲线,质点M位于x=8 m处,虚线是经过Δt时间后的波形曲线(其中Δt>0),图中两波峰间的距离Δx=7.0 m,求:
(1)波速大小和方向;
(2)时间Δt;
(3)从实线时刻算起,质点M第11次到达y=2.5 cm所需时间。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
A.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象,A错误;
B.乙图,水波穿过障碍物的小孔后,能传播至两侧区域,属于波的衍射现象,B正确;
C.丙图,两列同频率的水波在空间叠加,部分区域振动加强,属于波的干涉现象,C正确;
D.丙图,竹竿举起蜂鸣器快速转动,听到蜂鸣器频率发生变化,属于波的多普勒效应,D正确。
故选A。
2.B
【详解】
AB.波长较短的波容易被障碍物挡住,不能到达地面,波长较长的光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面,故A错误,B正确;
CD.波长越长的光,其频率越低,能量较小,所以频率较低,能量较小的光才能到达地面,故CD错误。
故选B。
3.C
【详解】
A.由质点a的振动图可知,s时刻,质点a经平衡位置向上运动,A错误;
B.由质点a的振动图可知,在0~1 s时间内,质点a的位移先增大,后减小,B错误;
CD.由质点a的振动图可知,s时刻,质点a经平衡位置向下运动,结合简谐波在时的波形图,由“同侧法”可以判断波的传播方向,如图所示
由此可知该简谐波沿x轴负方向传播,结合图像可知,简谐波的波长和波源的振动周期分别为
则简谐波的波速为
C正确,D错误。
故选C。
4.D
【详解】
A.机械波需要机械振动和传播振动的介质,A错误;
B.振动相同的相邻两质点间的距离才是波长,B错误;
CD.波动是介质将振动的形式和能量传递出去,而介质中的质点只是在各自平衡位置附近振动,并没有随波迁移,C错误,D正确。
故选D。
5.C
【详解】
位于平衡位置的两质点a、b相距为l,a、b之间只存在一个波谷,又因为波沿x轴正方向由a到b传播,则a点的振动方向如图所示
所以质点a第一次到达波谷的时刻可能是
t1=,t2=

t3=,t4=
故ABD正确;C错误。
故选C。
6.D
【详解】
A.隔墙有耳是因为波绕过障碍物继续传播,即波的衍射现象,A正确;
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期是由驱动力的周期决定的,与单摆的摆长无关,B正确;
C.音叉振动时会产生干涉的声波,在音叉周围产生强弱相间的区域学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,C正确;
D.在两列波的叠加区域,某质点到两列波源的距离相等,若两个波源初相位相同,该质点的振动一定加强,而若两个波源初相位相反,则该点振动减弱,D错误;
故选D。
7.B
【详解】
D.波源的起振方向与处的质点刚开始振动的方向相同,沿y轴正方向,D错误;
A.时刻,处质点刚开始振动,振动方向与波源的起振方向相同,沿y轴正方向,A错误;
B.由A选项可知,波源处质点的振动方程为,B正确;
C.经过一个周期T,质点通过的路程为,C错误。
故选B。
8.C
【详解】
A.该现象是一列水波通过狭缝时的衍射现象,选项A错误;
B.单摆做受迫振动的周期只与驱动力的周期有关,与摆球质量无关,选项B错误;
C.水下多普勒测速仪可测海水流速,选项C正确;
D.水波干涉时振动加强点振幅一定比振动减弱点振幅大,但是加强点的位移不一定大于减弱点的位移,选项D错误。
故选C。
9.A
【详解】
A. 图中质点A、D分别是波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇,是振动加强点,选项A正确;
B. 质点A、D在图示时刻高度差为60cm,选项B错误;
C. 质点B、C一直是振动减弱点,但两点也在振动,两点的位移大小也在变化,选项C错误;
D. 质点B、C一直是振动减弱点,则质点B、C的振幅为
选项D错误;
故选A。
10.D
【详解】
A.t=时,P点从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A错误;
BD.每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故B错误,D正确;
C.t=时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故C错误。
故选D。
11.B
【详解】
A.已知条件知道P点沿y轴负方向运动,根据同侧法可知波向x轴正方向传播,故A错误;
B.根据同测法可知,Q点在0.1s时刻沿y轴正方向运动,所以乙图可能是Q点的振动图像,故B正确;
C.根据振动图可知周期是0.2s,所以0.15s时是波在经过0.05s,即再经过四分之一个周期,根据图像可知P点在平衡位置下方沿y轴负方向运动,故C错误;
D.根据图像可知波长是8m,周期是0.2s,所以波速
故D错误。
故选B。
12.A
【详解】
由于波的周期等于质点振动的周期
波从S到传播到P所需时间为
解得
tP = 0.105s,
即波从S到传播到P用时,因此当S在平衡位置向上运动时,P滞后,则此时P点在波谷,同理S到Q所需时间为
解得
即波从S到传播到Q有,因此当S在平衡位置向上运动时,Q滞后,则此时Q在波峰处。
故选A。
13. 错误 正确 正确
【详解】
(1)孔的尺寸比波长大得多时也会发生衍射现象,只不过不很明显。
(2)依据波的明显衍射条件:孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小。
(3)人耳最高感觉到的频率是20000Hz,频率高于20000Hz的声波,称为超声波,根据则频率高,波长小。
14. B、D A、C
【详解】
[1]点波谷与波谷相遇,点波峰与波峰相遇,均为振动加强点,声音最强;
[2]、点波峰与波谷相遇,均为振动减弱点,没有声音。
15. 14 0.2 0.75
【详解】
[1]由题图知
则波长

得波速
[2]振动的周期
由于
质点P在0.125s内运动的路程
[3]坐标为12.25m的质点起振时刻为
16. 大于 频率
【详解】
[1][2]根据多普勒效应可知,当声源靠近人时,单位时间被人接收的声波的个数大于声源静止时的个数,从而导致人接收到的声音的频率变大。
17. 不变 2
【详解】
[1]机械波的传播速度只与介质本身有关,与频率无关,所以振动频率调为原来的一半,波在该介质中的传播速度不变。
[2]根据
可知,当振动频率变为原来的一半,波长会变为原来的2倍。
18.(1);(2)4m
【详解】
(1)该波的周期
该波从质点传播至质点的时间

解得
(2)该波可能的波长
解得
当时,波长最大,故
19. (虚线为17s时波形,实线为20s时波形)
【详解】
由题意知,波速
波长,则周期
17s内的周期数
根据波的时间与空间的周期性,将波向轴正方向平移即可,如图中虚线所示
20s内的周期数
根据波的时间与空间的周期性,在波已经传播的区域中,波形与t=0时刻波形相同,即图中实线所示。
20.(1);(2)。
【详解】
(1)该波波长,已知,则
波的传播速度
解得

(2)简谐运动的振幅,时
解得
圆频率
质点M用正弦函数表示的振动方程为
21.
【详解】
根据公式得声波波长
根据得
16次全振动时间
声源到该点距离
22.(1)m/s,方向沿x轴负方向;(2)(6n+)s(n=0、1、2、…);(3)30.5s
【详解】
(1)由题图甲可知周期T=6.0s,且质点N在t=3.0s时刻向下运动;由题图乙可知λ=8m,且波沿x轴负方向传播,故波速大小
v==m/s
方向沿x轴负方向。
(2)由波沿x轴负方向传播可知,Δt时间内波传播的距离为
x=λ(n=0、1、2、…)
所以时间
Δt=nT+T=6n+ s(n=0、1、2、…)
(3)从实线时刻算起,质点M的振动方程为
y=A sint=5 sint=5 sint(cm)
当质点M第1次到达y=2.5 cm时,解得
t1=0.5 s
则质点M第11次到达y=2.5 cm时
t=t1+5T
解得
t=30.5 s
答案第1页,共2页
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