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 | 282.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-11 18:27:47 | ||
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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. 如图 所示，用手握住长绳的一端， 时刻在手的带动下 点开始上下振动，其振动图象如图 所示，则以下四幅图中能正确反映 时刻绳上形成的波形的是
A. B.
C. D.
2. 如图所示是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是
A. 点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱
B. 点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强
C. 点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强
D. 点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强
3. 医院有一种先进的检测技术——“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收。测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度。这一技术主要体现了哪一种物理现象
A. 多普勒效应 B. 波的衍射 C. 波的干涉 D. 共振
4. 一个人手持绳子一端上下抖动，绳子上产生波，若人抖动的频率加快，则
A. 波长变大 B. 波长不变 C. 波速变大 D. 波速不变
二、双项选择题（共3小题）
5. 如图所示为一列沿 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图， 处的 质点从该时刻开始经 第一次到达波谷位置。已知质点 的平衡位置坐标为 ，质点 的平衡位置坐标为 ，则
A. 该简谐波的波速为
B. 图示时刻质点 正在沿 轴正方向运动
C. 从图示时刻开始，质点 经过 第一次到达波峰位置
D. 经 ，质点 将传播到 处
6. 如图所示， 、 是两列波的波源， 时，两波源同时开始垂直纸面做简谐运动。其振动表达式分别为 ，，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。 时 开始振动，已知 ，，则
A. 两列波的波速均为
B. 两列波的波长均为
C. 两列波在 点相遇时，振动总是减弱的
D. 以从波源 发出的波传播到 点时为计时起点， 点的振动方程为
7. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，图甲是 时刻的波形图，图乙和图丙分别是 轴上某两处质点的振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是
A. B. C. D.
三、多项选择题（共1小题）
8. 一列波长大于 的横波沿着 轴正方向传播，处在 和 的两质点 、 的振动图象如图所示.由此可知
A. 末 、 两质点的位移相同
B. 末 点的振动速度大于 点振动速度
C. 波长为
D. 波速为
四、填空题（共2小题）
9. 如图所示为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为 ，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别为 和 ，则图示时刻 、 点是振动 （填“加强”或“减弱”）点， 、 两质点的竖直高度差为 。
10. 一列简谐横波在 秒时刻的波形如图所示。介质中 点此时在平衡位置， 点则在波谷处。设该波沿 轴正方向传播，波速为 米/秒。当 秒时， 点对平衡位置的位移为 米， 点对平衡位置的位移为 米。
五、解答题（共2小题）
11. 甲、乙两列机械横波在同种介质中分别沿 轴负方向和正方向传播（如图 所示）， 时刻两列波的前端刚好分别传播到质点 和质点 ，已知甲波的频率 ，求：
（1）甲波的波长，和波速大小；
（2） 时， 轴上的质点 已振动了多长时间；
（3）在 时刻之后的 内， 处的质点位移为 的时刻；
（4）若只有乙波（即甲波不存在），请在给定的坐标轴（图 ）上画出原点处质点的振动图象（以 作为起始时刻，至少画一个振动周期）。
12. 有一列简谐横波沿着 轴正方向传播，波源位于原点 ， 、 是 轴上的两个点， 点与原点 间的距离为 ， 点与原点 间的距离为 。波源在某时刻开始振动，起振方向沿 轴正方向，波源振动 后，位于 处的质点的位移第一次达到最大值 ，再经过 ，位于 处的质点第一次达到负的最大位移 。求：
（1）波长和波速。
（2）波源起振 时，平衡位置距离 点为 的质点 的位移和 内质点 运动的路程。
答案
1. B
【解析】由振动图象可知， 时刻 点向上运动，绳上其余各点的起振方向与波源起振方向相同，据此可以判断选项A、D错误；由振动图象可以看出，，从 时刻到 时刻，波传播了 ，据此可进一步判断出选项B对，C错。
2. C
【解析】两列波在 、 两点 、 连线上）引起的振动始终同相，振动始终加强，两列波在 、 两点引起的振动始终反相，振动始终减弱。
3. A
4. D
【解析】介质不变，波速不变，当人抖动的频率加快时，波的频率增大，由 知此波的波长变小。故A、B、C错误，D正确。
5. A， C
6. A， C
【解析】两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播，故两列波的波速相等，根据质点 开始振动的时间可得
，A正确；
由振动方程可得，两列波的周期 相同，，
故两列波的波长均为 ，B错误；
两波源到 点的路程差 ，
则 点为振动减弱点，故两列波在 点相遇时振动总是减弱的，C正确；
以 波传播到 点时作为计时起点， 波在 点引起的振动的振动方程为 ， 波在 点引起的振动的振动方程为 ， 点的振动方程为 ，D错误。
7. B， D
【解析】甲图是 时刻的波形图，即从图乙、丙中找 时刻，两质点的位置。
一质点在正向最大位移 处，另一只点在负向位移 处，且向负向运动。
根据上述特点，在波形图中，确定两质点的位置。
情况①：两质点平衡位置之间的距离 满足 ，而 ，则 ；
情况②：两质点平衡位置之间的距离 满足 ，而 ，则 ，代入数据可知，选项 AC 错误，选项 BD 正确。
8. B， C， D
【解析】从 、 两质点的振动图象可以看出， 末质点 的位移为 ，质点 的位移为 ，选项A错误；
末 点处于平衡位置，速度最大， 点处于负向最大位移处，速度为零，选项B正确；
从 、 两点的振动图象可以看出， 、 两点间的距离为 个波长 ，结合题给条件可得：，代入数据解得波长为：，由题意知波长大于 ，则 ，波长为：，选项C正确；
从振动图象可以看出周期为：，则波速为：，选项D正确.
9. 减弱
【解析】如题图所示时刻 、 点是波峰与波谷的交点，是振动的减弱点； 、 两质点分别是波峰与波峰的交点和波谷与波谷的交点，均是振动加强点，它们的振幅均是 ，图示时刻 、 两质点的竖直高度差为 。
10. ；
11. （1） 甲的波长 ；波速为：。
【解析】由 时刻的波形图可知，甲的波长 ，已知甲波的频率 ，周期 ，则甲波的波速为：。
（2） 。
【解析】甲、乙两列机械横波在同种介质中传播的波速大小相同，乙波的波长 ，由 可得乙波的周期为： 时，轴上的质点 在乙波上，乙波传播到质点 ， 点的起振方向向上，圆点 、 平衡位置之间的距离为乙波波长的 ，可知质点 比质点 早振动 周期，即 时， 轴上的质点 已振动了 。
（3） 、 。
【解析】甲波的振幅为 ，乙波的振幅为 ，根据波的叠加原理， 处的质点位移为 时需两列波的波峰同时到达； 时， 处的质点位移为 ，在 内甲波经 、 、 、 时 处的质点位移还为 ；
而乙波经 传播到 处，再经 到达波峰 处，
在 内乙波经 、 时 处的质点位移为 ，所以在 时刻之后的 内， 处的质点位移为 的时刻为 、 。
（4） 乙波经 传播到 处，乙波的起振方向向上，以 作为起始时刻，原点处质点的振动图象如图：
12. （1） ；
【解析】由题意可知， 处质点从开始振动到第一次到达波峰所用的时间为
故波传到 点所用的时间为
根据 ，有
同理， 处质点从开始振动到第一次到达波谷所用的时间为
故波传到 点所用的时间为
根据 ，有
联立解得 ，
波长 。
（2） ；
【解析】平衡位置距离 点为 的质点 开始振动的时刻为
波源起振 时，质点 已振动了
因此波源起振 时质点 在波谷，位移
内质点 运动的路程 。
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一、单项选择题（共4小题）
1. 如图 所示，用手握住长绳的一端， 时刻在手的带动下 点开始上下振动，其振动图象如图 所示，则以下四幅图中能正确反映 时刻绳上形成的波形的是
A. B.
C. D.
2. 如图所示是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是
A. 点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱
B. 点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强
C. 点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强
D. 点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强
3. 医院有一种先进的检测技术——“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收。测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度。这一技术主要体现了哪一种物理现象
A. 多普勒效应 B. 波的衍射 C. 波的干涉 D. 共振
4. 一个人手持绳子一端上下抖动，绳子上产生波，若人抖动的频率加快，则
A. 波长变大 B. 波长不变 C. 波速变大 D. 波速不变
二、双项选择题（共3小题）
5. 如图所示为一列沿 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图， 处的 质点从该时刻开始经 第一次到达波谷位置。已知质点 的平衡位置坐标为 ，质点 的平衡位置坐标为 ，则
A. 该简谐波的波速为
B. 图示时刻质点 正在沿 轴正方向运动
C. 从图示时刻开始，质点 经过 第一次到达波峰位置
D. 经 ，质点 将传播到 处
6. 如图所示， 、 是两列波的波源， 时，两波源同时开始垂直纸面做简谐运动。其振动表达式分别为 ，，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。 时 开始振动，已知 ，，则
A. 两列波的波速均为
B. 两列波的波长均为
C. 两列波在 点相遇时，振动总是减弱的
D. 以从波源 发出的波传播到 点时为计时起点， 点的振动方程为
7. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，图甲是 时刻的波形图，图乙和图丙分别是 轴上某两处质点的振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是
A. B. C. D.
三、多项选择题（共1小题）
8. 一列波长大于 的横波沿着 轴正方向传播，处在 和 的两质点 、 的振动图象如图所示.由此可知
A. 末 、 两质点的位移相同
B. 末 点的振动速度大于 点振动速度
C. 波长为
D. 波速为
四、填空题（共2小题）
9. 如图所示为两列相干水波的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为 ，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别为 和 ，则图示时刻 、 点是振动 （填“加强”或“减弱”）点， 、 两质点的竖直高度差为 。
10. 一列简谐横波在 秒时刻的波形如图所示。介质中 点此时在平衡位置， 点则在波谷处。设该波沿 轴正方向传播，波速为 米/秒。当 秒时， 点对平衡位置的位移为 米， 点对平衡位置的位移为 米。
五、解答题（共2小题）
11. 甲、乙两列机械横波在同种介质中分别沿 轴负方向和正方向传播（如图 所示）， 时刻两列波的前端刚好分别传播到质点 和质点 ，已知甲波的频率 ，求：
（1）甲波的波长，和波速大小；
（2） 时， 轴上的质点 已振动了多长时间；
（3）在 时刻之后的 内， 处的质点位移为 的时刻；
（4）若只有乙波（即甲波不存在），请在给定的坐标轴（图 ）上画出原点处质点的振动图象（以 作为起始时刻，至少画一个振动周期）。
12. 有一列简谐横波沿着 轴正方向传播，波源位于原点 ， 、 是 轴上的两个点， 点与原点 间的距离为 ， 点与原点 间的距离为 。波源在某时刻开始振动，起振方向沿 轴正方向，波源振动 后，位于 处的质点的位移第一次达到最大值 ，再经过 ，位于 处的质点第一次达到负的最大位移 。求：
（1）波长和波速。
（2）波源起振 时，平衡位置距离 点为 的质点 的位移和 内质点 运动的路程。
答案
1. B
【解析】由振动图象可知， 时刻 点向上运动，绳上其余各点的起振方向与波源起振方向相同，据此可以判断选项A、D错误；由振动图象可以看出，，从 时刻到 时刻，波传播了 ，据此可进一步判断出选项B对，C错。
2. C
【解析】两列波在 、 两点 、 连线上）引起的振动始终同相，振动始终加强，两列波在 、 两点引起的振动始终反相，振动始终减弱。
3. A
4. D
【解析】介质不变，波速不变，当人抖动的频率加快时，波的频率增大，由 知此波的波长变小。故A、B、C错误，D正确。
5. A， C
6. A， C
【解析】两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播，故两列波的波速相等，根据质点 开始振动的时间可得
，A正确；
由振动方程可得，两列波的周期 相同，，
故两列波的波长均为 ，B错误；
两波源到 点的路程差 ，
则 点为振动减弱点，故两列波在 点相遇时振动总是减弱的，C正确；
以 波传播到 点时作为计时起点， 波在 点引起的振动的振动方程为 ， 波在 点引起的振动的振动方程为 ， 点的振动方程为 ，D错误。
7. B， D
【解析】甲图是 时刻的波形图，即从图乙、丙中找 时刻，两质点的位置。
一质点在正向最大位移 处，另一只点在负向位移 处，且向负向运动。
根据上述特点，在波形图中，确定两质点的位置。
情况①：两质点平衡位置之间的距离 满足 ，而 ，则 ；
情况②：两质点平衡位置之间的距离 满足 ，而 ，则 ，代入数据可知，选项 AC 错误，选项 BD 正确。
8. B， C， D
【解析】从 、 两质点的振动图象可以看出， 末质点 的位移为 ，质点 的位移为 ，选项A错误；
末 点处于平衡位置，速度最大， 点处于负向最大位移处，速度为零，选项B正确；
从 、 两点的振动图象可以看出， 、 两点间的距离为 个波长 ，结合题给条件可得：，代入数据解得波长为：，由题意知波长大于 ，则 ，波长为：，选项C正确；
从振动图象可以看出周期为：，则波速为：，选项D正确.
9. 减弱
【解析】如题图所示时刻 、 点是波峰与波谷的交点，是振动的减弱点； 、 两质点分别是波峰与波峰的交点和波谷与波谷的交点，均是振动加强点，它们的振幅均是 ，图示时刻 、 两质点的竖直高度差为 。
10. ；
11. （1） 甲的波长 ；波速为：。
【解析】由 时刻的波形图可知，甲的波长 ，已知甲波的频率 ，周期 ，则甲波的波速为：。
（2） 。
【解析】甲、乙两列机械横波在同种介质中传播的波速大小相同，乙波的波长 ，由 可得乙波的周期为： 时，轴上的质点 在乙波上，乙波传播到质点 ， 点的起振方向向上，圆点 、 平衡位置之间的距离为乙波波长的 ，可知质点 比质点 早振动 周期，即 时， 轴上的质点 已振动了 。
（3） 、 。
【解析】甲波的振幅为 ，乙波的振幅为 ，根据波的叠加原理， 处的质点位移为 时需两列波的波峰同时到达； 时， 处的质点位移为 ，在 内甲波经 、 、 、 时 处的质点位移还为 ；
而乙波经 传播到 处，再经 到达波峰 处，
在 内乙波经 、 时 处的质点位移为 ，所以在 时刻之后的 内， 处的质点位移为 的时刻为 、 。
（4） 乙波经 传播到 处，乙波的起振方向向上，以 作为起始时刻，原点处质点的振动图象如图：
12. （1） ；
【解析】由题意可知， 处质点从开始振动到第一次到达波峰所用的时间为
故波传到 点所用的时间为
根据 ，有
同理， 处质点从开始振动到第一次到达波谷所用的时间为
故波传到 点所用的时间为
根据 ，有
联立解得 ，
波长 。
（2） ；
【解析】平衡位置距离 点为 的质点 开始振动的时刻为
波源起振 时，质点 已振动了
因此波源起振 时质点 在波谷，位移
内质点 运动的路程 。
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