人教版高中物理选修一 第3章 机械波 单元检测(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修一 第3章 机械波 单元检测(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 275.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-09 22:00:10 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修一 第3章 机械波 单元检测
一、单项选择题（共4小题；）
1. 【 西城一模 】如图所示为一列沿着 轴正方向传播的简谐横波在 时刻的波形图。已知这列波的波速 。则
A. 这列波的频率
B. 经过一个周期， 处的质点沿着 轴正向运动的距离为
C. 和 处的质点可以同时到达波峰位置
D. 在 时刻， 处的质点正在沿着 轴负方向运动
2. 水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是
A. 不同质点的振幅都相同
B. 不同质点振动的相位都相同
C. 同一质点处，两列波的相位差不随时间变化
D. 不同质点振动的周期不同
3. 【 通州二模 】波有一些特有的现象，如干涉、衍射、多普勒效应等。我们知道当障碍物的尺寸比波长小时会产生明显的衍射现象，而当波源与观察者互相靠近或者互相远离时会产生多普勒效应。高速公路上将超声测速仪固定在高速公路旁，每隔相同的时间发出一个超声波脉冲，超声波脉冲通过汽车反射再被测速仪接收。已知测速仪发出超声波脉冲的时间间隔为 ，测速仪接收到到汽车反射回来的超声波脉冲的时间间隔为 。则下列说法正确的是
A. 若 ，则汽车离测速仪越来越近
B. 若 ，则汽车离测速仪越来越近
C. 超声波测速仪利用了超声波的衍射现象
D. 可以利用波长为 的无线电波代替超声波进行测量
4. 、 是水平绳上的两点，相距 ，一列正弦横波从 到 沿此绳传播，每当 点经过平衡位置向上运动时， 点正好到达上方最大位移处，则此波的波长可能是
A. B. C. D.
二、双项选择题（共3小题；）
5. 一列沿 轴负方向传播的简谐横波，在 时刻的波形如图中实线所示， 时刻的波形如图中虚线所示。则该波的传播速度可能是
A. B. C. D.
6. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则
A. 降噪过程实际上是声波发生了干涉
B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C. 降噪声波与环境噪声的传播速度相等
D. 点经过一个周期传播的距离为一个波长
7. 如图所示，为一列在均匀介质中沿 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 ，则
A. 质点 此时刻的振动方向沿 轴负方向
B. 点振幅比 点振幅小
C. 经过 ，质点 将向右移动
D. 经过 ，质点 通过的路程是
三、多项选择题（共1小题；）
8. 如图所示，在一条直线上两个振动源 、 相距 ，振动频率相等。 时刻 、 开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象如图： 为甲， 为乙。 向右发出一个脉冲波， 向左发出一个脉冲波， 时刻两列波在 、 间的 点开始相遇，则
A. 波在 、 间传播速度为
B. 两列波的波长都是
C. 在两列波相遇过程中， 点为振动减弱点
D. 时刻 点在平衡位置且速度方向向下
四、填空题（共2小题；）
9. 如图所示为声波干涉演示仪的原理图。两个 形管 和 套在一起， 管两侧各有一个小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率 的波。当声波分别通过 、 传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅 ；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅 。
10. 如图是一列简谐波在 秒时的波的图象，波的传播速度为 米/秒，则从 秒到 秒的时间内，质点 通过路程是 米，位移是 米。
五、解答题（共2小题；）
11. 一列横波沿 轴传播，波速 。已知 时刻的波形如图所示。图中 点正经过平衡位置沿 轴正方向运动。
（1）将 时刻的波形画在原图上；
（2）求质点 在 内通过的路程。
12. 一列简谐横波在介质中沿 轴正向传播，波长满足 。 和 是介质中平衡位置分别位于 和 处的两个质点。 时开始观测，此时质点 恰好在平衡位置，且沿 轴负方向运动，质点 处于波峰位置； 时，质点 第一次回到平衡位置。
（1）求简谐波的波长；
（2）若波源振动的振幅 ，求质点 在 内通过的路程。
答案
1. D
2. C
【解析】两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同，相位差恒定。任何质点都在按照相同的频率振动，不同区域的质点振幅和位移不一定相同，两列波在水面上相遇时发生干涉，有的质点振动加强，有的振动减弱，则不同质点的振幅不一定相同，选项A错误；各质点到振源的距离不一定相同，则各质点振动的相位不一定相同，选项B错误；同一质点处，因与振源的位置关系一定，则两列波的相位差不随时间变化，选项C正确；不同质点振动的周期都与细杆的振动周期相同，细杆的振动周期与振动片的周期相同，则不同质点振动的周期都与振动片的振动周期相同，选项D错误。
3. B
4. C
【解析】由题可知正弦波沿绳传播，方向从 到 ，每当 点经过平衡位置向上运动时， 点正好到达上方最大位移处，得到 、 间距离与波长的关系是：，
得到波长：，
当 时，波长最大为：，
当 时，波长为：，
当 时，波长为：，
A. 与分析不符，故A错误；
B. 与分析不符，故B错误；
C. 与分析相符，故C正确；
D. 与分析不符，故D错误。
5. B， D
6. A， C
【解析】由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A正确；
降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误；
机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C正确；
点并不随波移动，故D错误。
7. A， D
8. A， C， D
【解析】设 间距离为 ，两列波的速度为 ，则由题 ，得 ，故A正确；由振动图象读出周期 ，则波长为 ，故B错误；由振动图象知道 起振方向向上， 起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点 是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱，故C正确； 时刻只有 引起的波传到 点，由乙图读出此刻 经过平衡位置且振动方向向下，故D正确。
9. 相同；减小；增大
【解析】由同一波源分成的两列波频率相同，这符合两列机械波干涉的条件，当两波的波程差等于半波长的奇数倍时，振动减弱，当路程差等于波长的整数倍时，振动加强。
10. ；
11. （1） 图略；
（2）
12. （1）
【解析】 、 间距离 （）
则有 （）
又因为
解得 。
（2）
【解析】因 时，质点 第一次回到平衡位置，所以周期
故经过 ，质点 通过的路程
联立并代入数据解得 。
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一、单项选择题（共4小题；）
1. 【 西城一模 】如图所示为一列沿着 轴正方向传播的简谐横波在 时刻的波形图。已知这列波的波速 。则
A. 这列波的频率
B. 经过一个周期， 处的质点沿着 轴正向运动的距离为
C. 和 处的质点可以同时到达波峰位置
D. 在 时刻， 处的质点正在沿着 轴负方向运动
2. 水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是
A. 不同质点的振幅都相同
B. 不同质点振动的相位都相同
C. 同一质点处，两列波的相位差不随时间变化
D. 不同质点振动的周期不同
3. 【 通州二模 】波有一些特有的现象，如干涉、衍射、多普勒效应等。我们知道当障碍物的尺寸比波长小时会产生明显的衍射现象，而当波源与观察者互相靠近或者互相远离时会产生多普勒效应。高速公路上将超声测速仪固定在高速公路旁，每隔相同的时间发出一个超声波脉冲，超声波脉冲通过汽车反射再被测速仪接收。已知测速仪发出超声波脉冲的时间间隔为 ，测速仪接收到到汽车反射回来的超声波脉冲的时间间隔为 。则下列说法正确的是
A. 若 ，则汽车离测速仪越来越近
B. 若 ，则汽车离测速仪越来越近
C. 超声波测速仪利用了超声波的衍射现象
D. 可以利用波长为 的无线电波代替超声波进行测量
4. 、 是水平绳上的两点，相距 ，一列正弦横波从 到 沿此绳传播，每当 点经过平衡位置向上运动时， 点正好到达上方最大位移处，则此波的波长可能是
A. B. C. D.
二、双项选择题（共3小题；）
5. 一列沿 轴负方向传播的简谐横波，在 时刻的波形如图中实线所示， 时刻的波形如图中虚线所示。则该波的传播速度可能是
A. B. C. D.
6. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则
A. 降噪过程实际上是声波发生了干涉
B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C. 降噪声波与环境噪声的传播速度相等
D. 点经过一个周期传播的距离为一个波长
7. 如图所示，为一列在均匀介质中沿 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 ，则
A. 质点 此时刻的振动方向沿 轴负方向
B. 点振幅比 点振幅小
C. 经过 ，质点 将向右移动
D. 经过 ，质点 通过的路程是
三、多项选择题（共1小题；）
8. 如图所示，在一条直线上两个振动源 、 相距 ，振动频率相等。 时刻 、 开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象如图： 为甲， 为乙。 向右发出一个脉冲波， 向左发出一个脉冲波， 时刻两列波在 、 间的 点开始相遇，则
A. 波在 、 间传播速度为
B. 两列波的波长都是
C. 在两列波相遇过程中， 点为振动减弱点
D. 时刻 点在平衡位置且速度方向向下
四、填空题（共2小题；）
9. 如图所示为声波干涉演示仪的原理图。两个 形管 和 套在一起， 管两侧各有一个小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率 的波。当声波分别通过 、 传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅 ；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅 。
10. 如图是一列简谐波在 秒时的波的图象，波的传播速度为 米/秒，则从 秒到 秒的时间内，质点 通过路程是 米，位移是 米。
五、解答题（共2小题；）
11. 一列横波沿 轴传播，波速 。已知 时刻的波形如图所示。图中 点正经过平衡位置沿 轴正方向运动。
（1）将 时刻的波形画在原图上；
（2）求质点 在 内通过的路程。
12. 一列简谐横波在介质中沿 轴正向传播，波长满足 。 和 是介质中平衡位置分别位于 和 处的两个质点。 时开始观测，此时质点 恰好在平衡位置，且沿 轴负方向运动，质点 处于波峰位置； 时，质点 第一次回到平衡位置。
（1）求简谐波的波长；
（2）若波源振动的振幅 ，求质点 在 内通过的路程。
答案
1. D
2. C
【解析】两列波叠加形成稳定的干涉现象的条件是两列波的频率相同，相位差恒定。任何质点都在按照相同的频率振动，不同区域的质点振幅和位移不一定相同，两列波在水面上相遇时发生干涉，有的质点振动加强，有的振动减弱，则不同质点的振幅不一定相同，选项A错误；各质点到振源的距离不一定相同，则各质点振动的相位不一定相同，选项B错误；同一质点处，因与振源的位置关系一定，则两列波的相位差不随时间变化，选项C正确；不同质点振动的周期都与细杆的振动周期相同，细杆的振动周期与振动片的周期相同，则不同质点振动的周期都与振动片的振动周期相同，选项D错误。
3. B
4. C
【解析】由题可知正弦波沿绳传播，方向从 到 ，每当 点经过平衡位置向上运动时， 点正好到达上方最大位移处，得到 、 间距离与波长的关系是：，
得到波长：，
当 时，波长最大为：，
当 时，波长为：，
当 时，波长为：，
A. 与分析不符，故A错误；
B. 与分析不符，故B错误；
C. 与分析相符，故C正确；
D. 与分析不符，故D错误。
5. B， D
6. A， C
【解析】由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A正确；
降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误；
机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C正确；
点并不随波移动，故D错误。
7. A， D
8. A， C， D
【解析】设 间距离为 ，两列波的速度为 ，则由题 ，得 ，故A正确；由振动图象读出周期 ，则波长为 ，故B错误；由振动图象知道 起振方向向上， 起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点 是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱，故C正确； 时刻只有 引起的波传到 点，由乙图读出此刻 经过平衡位置且振动方向向下，故D正确。
9. 相同；减小；增大
【解析】由同一波源分成的两列波频率相同，这符合两列机械波干涉的条件，当两波的波程差等于半波长的奇数倍时，振动减弱，当路程差等于波长的整数倍时，振动加强。
10. ；
11. （1） 图略；
（2）
12. （1）
【解析】 、 间距离 （）
则有 （）
又因为
解得 。
（2）
【解析】因 时，质点 第一次回到平衡位置，所以周期
故经过 ，质点 通过的路程
联立并代入数据解得 。
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