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(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 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(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 347.4KB | ||
| 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 18:50:57 | ||
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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）
1. 关于波的衍射现象，下列说法正确的是
A. 只有某些波在一定条件下才有衍射现象
B. 只有某些波在任何情况下都有衍射现象
C. 一切波在一定条件下才有衍射现象
D. 一切波在任何情况下都有衍射现象
2. 声音由冰传到水中时
A. 频率不变 B. 波长不变 C. 频率变小 D. 波长变长
3. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.干涉型消声器的结构及气流运行如图所示.产生的波长为 的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达 处时，分成两束相干波，它们分别通过 和 的路程，再在 处相遇，即可达到削弱噪声的目的.若 ，则 等于
A. 波长 的整数倍 B. 波长 的奇数倍
C. 半波长 的奇数倍 D. 半波长 的偶数倍
4. 一列简谐波的图象如实线所示，当这列波进入到其它介质中时，该波的图象变成如虚线所示，则该波的波速和原来相比
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
5. 如图甲，让一根足够长均匀软绳的绳端 点在垂直于软绳的方向以 开始做持续的简谐运动，软绳上会形成横波波形。已知软绳端点 的振动图象如图乙。在 时刻， 、 平衡位置之间只有一个波峰，且 点处在平衡位置且向下运动， 、 两点平衡位置之间距离 。下列说法中正确的是
A. 该波的波速为 B. 该波的波长为
C. 波上各质点的起振方向向上 D. 时， 点位于波峰
二、双项选择题（共2小题）
6. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，图（）是 时刻的波形图，图（）和图（）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.
7. 一列波的波源 在 点做竖直方向、频率为 的简谐运动。 时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出
A. 时刻， 处的质点振动方向向上
B. 时刻， 处的质点振动方向向上
C. 时刻， 处的质点处在波谷位置
D. 时刻， 处的质点处在波峰位置
三、多项选择题（共4小题）
8. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，在 和 时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期 。下列说法正确的是
A. 波速为
B. 波长为
C. 的质点在 时位于波谷
D. 的质点在 时位于波谷
E. 若此波传入另一介质中其波速变为 ，则它在该介质中的波长为
9. 如图，一列简谐横波沿 轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为 和 时的波形图。已知该简谐波的周期大于 。关于该简谐波，下列说法正确的是
A. 周期为
B. 波速为
C. 处的质点在 时位于波峰
D. 若位于 处的观察者沿 轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大
10. 一列简谐横波在 轴上传播， 时， 轴上 至 区域内的波形图象如图所示（ 处的质点恰好位于平衡位置）， 时其间恰好第三次出现图示的波形，根据以上的信息，可以确定
A. 波的传播速度大小
B. 时间内质点 经过的路程
C. 时刻质点 的速度方向
D. 时刻的波形
11. 如图所示为某时刻从 点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图， 点在甲波最大位移处， 点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是
A. 两列波具有相同的波速
B. 两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短
C. 点比 点先回到平衡位置
D. 在 质点完成 次全振动的时间内 质点可完成 次全振动
E. 甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样
四、填空题（共2小题）
12. 在 平面内有一列沿 轴正方向传播的简谐横波，波速为 ，振幅为 。 、 是平衡位置相距 的两个质点，如图所示。在 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于 。则该波的波长为 ；周期为 ；从 到 ，质点 向 （“上”或“下”）运动，其动能逐渐 （“增大”或“减小”）。
13. 如图，是一列横波某时刻的波形图，若此时只有 、 之间的质点在振动，周期为 ，其中 点向下运动，则波向 （选填：“左”或“右”）传播， 点已经振动的时间为 。
五、解答题（共4小题）
14. 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过 后，其波形如图中虚线所示。该波的周期 大于 。
（1）求该正弦波的波长。
（2）若波是沿 轴负方向传播的，求波的周期和波的速度。
15. 如图所示，一列水平向右沿 轴正方向传播的简谐横波，波速大小为 ， 质点的平衡位置坐标为 。从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距 点 的位置）。求：
（1）经过多长时间， 质点第二次到达波峰。
（2）当 质点第二次到达波峰时， 质点通过的路程及该时刻 质点的位移。
16. 一列简谐横波在 时的波形图如图所示。介质中 处的质点 沿 轴方向做简谐运动的表达式为 。
（1）由所给信息确定这列波的周期 、振幅 与波长 ；
（2）求出这列波的波速 ；
（3）试判定这列波的传播方向。
17. 一列简谐横波沿 轴正方向传播， 时刻的波形如图所示，介质中质点 、 分别位于 、 处。从 时刻开始计时，当 时质点 刚好第 次到达波峰。
（1）求波速。
（2）写出质点 做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。
答案
1. D
【解析】衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确.
2. A
3. C
4. A
5. A
6. A， D
【解析】由图（）可知波长 ，图（）所示质点在 时在正向最大位移处，图（）所示质点在 时，，运动方向沿 轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图所示，其中 位置对应的横坐标为 。
若图（）所示质点为图中左侧波峰上的点，假设为 点，考虑周期性，则两点平衡位置之间的距离为 ，其中 ；
若图（）所示质点为图中右侧波峰上的点，假设为 点，考虑周期性，则两点平衡位置之间的距离为 ，其中 ，故A 、D正确，B、C错误。
7. A， C
【解析】由波的传播方向向右，波形向右平移，可知 时刻， 处的质点向上运动，故A正确；
时刻， 处的质点与 时 处的介质点振动方向相同，由波的传播方向，根据波形的平移法得知，该质点的振动方向向下，故B错误；
波的周期为：，则 为又经过了 ， 处的介质点与 时刻 的位置相同，处于波谷，故C正确；
在 为往前推了 ， 处的介质点的处于波谷，故D错误。
8. A， C， E
【解析】由图象可知，该波的波长 ，选项B错误；
（），可得 ，即 ，解得 ，，波速 ，选项A正确；
，即从 时该开始到 时刻， 的质点振动了 ，则可知 时，该质点位于波谷，选项C正确；
，则 的质点在 时位于平衡位置和波峰之间的某一位置，选项D错误；
机械波传入另一介质中，其周期不变，则波长 ，选项E正确。
9. B， C， D
10. A， B， D
【解析】由波动图象读出波长 。根据经过 该波形恰好第三次重复出现，得到 ，则周期为 ，可确定出波速为 ，故A正确；
经过 的时间，质点 通过的路程是 。故B正确；
由于波的传播方向不确定， 点的速度方向不确定，故C错误；
时的波形图与图示时刻重复，是确定的，故D正确。
11. A， D， E
【解析】两列简谐横波在同一介质中波速相同，传播相同距离所用时间相同，故A正确，B错误。由题图可知，两列波波长之比 ，波速相同，由波速公式 得到周期之比为 ， 点与 点都要经过 周期才回到平衡位置，所以 点比 点先回到平衡位置，故C错误。两列波的频率之比为 ，则在 质点完成 次全振动的时间内 质点完成了 次全振动，故D正确。两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E正确。
12. ；；下；增大
【解析】 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处，根据周期 ，由波 可得 ；又知波向右传播，由 、 两质点在 时刻的位置及振动方向可得 ，故波长 ，周期 ；在 时刻，质点 在平衡位置向上振动，故从 到 ，即从 到 ，质点 从波峰运动到平衡位置，即向下运动，且动能逐渐增大。
13. 左；
14. （1）
【解析】。
（2）
【解析】，其中 ，，，
由于 ，则
。
15. （1）
【解析】由波形图可知，波长 ，质点振动的振幅为 ，质点振动的周期为
设 质点第二次到达波峰经过的时间为 ，为了求 ，可选取平衡位置在 处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到 点所需的时间再加一个周期即所求时间，则
（2） ；
【解析】设波传到 处所需时间为 ，有
所以 质点从起振到第二次到达波峰历时
，所以 通过的路程为
该时刻质点 的位移为 。
16. （1） ；；
【解析】由波形图可知 ，
由振动方程可知 。
（2）
【解析】根据波速公式得 。
（3） 波沿 轴负方向传播
【解析】根据振动方程可知，下一时刻质点 沿 轴正方向振动，所以该波沿 轴负方向传播。
17. （1）
【解析】设简谐横波的波速为 波长为 ，周期为 ，由图象知 。由题意得 联立代入数据得 。
（2）
【解析】质点 做简谐运动的表达式为 .
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一、单项选择题（共5小题）
1. 关于波的衍射现象，下列说法正确的是
A. 只有某些波在一定条件下才有衍射现象
B. 只有某些波在任何情况下都有衍射现象
C. 一切波在一定条件下才有衍射现象
D. 一切波在任何情况下都有衍射现象
2. 声音由冰传到水中时
A. 频率不变 B. 波长不变 C. 频率变小 D. 波长变长
3. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.干涉型消声器的结构及气流运行如图所示.产生的波长为 的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达 处时，分成两束相干波，它们分别通过 和 的路程，再在 处相遇，即可达到削弱噪声的目的.若 ，则 等于
A. 波长 的整数倍 B. 波长 的奇数倍
C. 半波长 的奇数倍 D. 半波长 的偶数倍
4. 一列简谐波的图象如实线所示，当这列波进入到其它介质中时，该波的图象变成如虚线所示，则该波的波速和原来相比
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
5. 如图甲，让一根足够长均匀软绳的绳端 点在垂直于软绳的方向以 开始做持续的简谐运动，软绳上会形成横波波形。已知软绳端点 的振动图象如图乙。在 时刻， 、 平衡位置之间只有一个波峰，且 点处在平衡位置且向下运动， 、 两点平衡位置之间距离 。下列说法中正确的是
A. 该波的波速为 B. 该波的波长为
C. 波上各质点的起振方向向上 D. 时， 点位于波峰
二、双项选择题（共2小题）
6. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，图（）是 时刻的波形图，图（）和图（）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.
7. 一列波的波源 在 点做竖直方向、频率为 的简谐运动。 时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出
A. 时刻， 处的质点振动方向向上
B. 时刻， 处的质点振动方向向上
C. 时刻， 处的质点处在波谷位置
D. 时刻， 处的质点处在波峰位置
三、多项选择题（共4小题）
8. 一列简谐横波沿 轴正方向传播，在 和 时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期 。下列说法正确的是
A. 波速为
B. 波长为
C. 的质点在 时位于波谷
D. 的质点在 时位于波谷
E. 若此波传入另一介质中其波速变为 ，则它在该介质中的波长为
9. 如图，一列简谐横波沿 轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为 和 时的波形图。已知该简谐波的周期大于 。关于该简谐波，下列说法正确的是
A. 周期为
B. 波速为
C. 处的质点在 时位于波峰
D. 若位于 处的观察者沿 轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大
10. 一列简谐横波在 轴上传播， 时， 轴上 至 区域内的波形图象如图所示（ 处的质点恰好位于平衡位置）， 时其间恰好第三次出现图示的波形，根据以上的信息，可以确定
A. 波的传播速度大小
B. 时间内质点 经过的路程
C. 时刻质点 的速度方向
D. 时刻的波形
11. 如图所示为某时刻从 点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图， 点在甲波最大位移处， 点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是
A. 两列波具有相同的波速
B. 两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短
C. 点比 点先回到平衡位置
D. 在 质点完成 次全振动的时间内 质点可完成 次全振动
E. 甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样
四、填空题（共2小题）
12. 在 平面内有一列沿 轴正方向传播的简谐横波，波速为 ，振幅为 。 、 是平衡位置相距 的两个质点，如图所示。在 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于 。则该波的波长为 ；周期为 ；从 到 ，质点 向 （“上”或“下”）运动，其动能逐渐 （“增大”或“减小”）。
13. 如图，是一列横波某时刻的波形图，若此时只有 、 之间的质点在振动，周期为 ，其中 点向下运动，则波向 （选填：“左”或“右”）传播， 点已经振动的时间为 。
五、解答题（共4小题）
14. 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过 后，其波形如图中虚线所示。该波的周期 大于 。
（1）求该正弦波的波长。
（2）若波是沿 轴负方向传播的，求波的周期和波的速度。
15. 如图所示，一列水平向右沿 轴正方向传播的简谐横波，波速大小为 ， 质点的平衡位置坐标为 。从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距 点 的位置）。求：
（1）经过多长时间， 质点第二次到达波峰。
（2）当 质点第二次到达波峰时， 质点通过的路程及该时刻 质点的位移。
16. 一列简谐横波在 时的波形图如图所示。介质中 处的质点 沿 轴方向做简谐运动的表达式为 。
（1）由所给信息确定这列波的周期 、振幅 与波长 ；
（2）求出这列波的波速 ；
（3）试判定这列波的传播方向。
17. 一列简谐横波沿 轴正方向传播， 时刻的波形如图所示，介质中质点 、 分别位于 、 处。从 时刻开始计时，当 时质点 刚好第 次到达波峰。
（1）求波速。
（2）写出质点 做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。
答案
1. D
【解析】衍射现象是波在传播过程中所特有的特征，没有条件，故一切波在任何情况下都有衍射现象，只是有的明显，有的不明显，故D正确.
2. A
3. C
4. A
5. A
6. A， D
【解析】由图（）可知波长 ，图（）所示质点在 时在正向最大位移处，图（）所示质点在 时，，运动方向沿 轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图所示，其中 位置对应的横坐标为 。
若图（）所示质点为图中左侧波峰上的点，假设为 点，考虑周期性，则两点平衡位置之间的距离为 ，其中 ；
若图（）所示质点为图中右侧波峰上的点，假设为 点，考虑周期性，则两点平衡位置之间的距离为 ，其中 ，故A 、D正确，B、C错误。
7. A， C
【解析】由波的传播方向向右，波形向右平移，可知 时刻， 处的质点向上运动，故A正确；
时刻， 处的质点与 时 处的介质点振动方向相同，由波的传播方向，根据波形的平移法得知，该质点的振动方向向下，故B错误；
波的周期为：，则 为又经过了 ， 处的介质点与 时刻 的位置相同，处于波谷，故C正确；
在 为往前推了 ， 处的介质点的处于波谷，故D错误。
8. A， C， E
【解析】由图象可知，该波的波长 ，选项B错误；
（），可得 ，即 ，解得 ，，波速 ，选项A正确；
，即从 时该开始到 时刻， 的质点振动了 ，则可知 时，该质点位于波谷，选项C正确；
，则 的质点在 时位于平衡位置和波峰之间的某一位置，选项D错误；
机械波传入另一介质中，其周期不变，则波长 ，选项E正确。
9. B， C， D
10. A， B， D
【解析】由波动图象读出波长 。根据经过 该波形恰好第三次重复出现，得到 ，则周期为 ，可确定出波速为 ，故A正确；
经过 的时间，质点 通过的路程是 。故B正确；
由于波的传播方向不确定， 点的速度方向不确定，故C错误；
时的波形图与图示时刻重复，是确定的，故D正确。
11. A， D， E
【解析】两列简谐横波在同一介质中波速相同，传播相同距离所用时间相同，故A正确，B错误。由题图可知，两列波波长之比 ，波速相同，由波速公式 得到周期之比为 ， 点与 点都要经过 周期才回到平衡位置，所以 点比 点先回到平衡位置，故C错误。两列波的频率之比为 ，则在 质点完成 次全振动的时间内 质点完成了 次全振动，故D正确。两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E正确。
12. ；；下；增大
【解析】 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处，根据周期 ，由波 可得 ；又知波向右传播，由 、 两质点在 时刻的位置及振动方向可得 ，故波长 ，周期 ；在 时刻，质点 在平衡位置向上振动，故从 到 ，即从 到 ，质点 从波峰运动到平衡位置，即向下运动，且动能逐渐增大。
13. 左；
14. （1）
【解析】。
（2）
【解析】，其中 ，，，
由于 ，则
。
15. （1）
【解析】由波形图可知，波长 ，质点振动的振幅为 ，质点振动的周期为
设 质点第二次到达波峰经过的时间为 ，为了求 ，可选取平衡位置在 处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到 点所需的时间再加一个周期即所求时间，则
（2） ；
【解析】设波传到 处所需时间为 ，有
所以 质点从起振到第二次到达波峰历时
，所以 通过的路程为
该时刻质点 的位移为 。
16. （1） ；；
【解析】由波形图可知 ，
由振动方程可知 。
（2）
【解析】根据波速公式得 。
（3） 波沿 轴负方向传播
【解析】根据振动方程可知，下一时刻质点 沿 轴正方向振动，所以该波沿 轴负方向传播。
17. （1）
【解析】设简谐横波的波速为 波长为 ，周期为 ，由图象知 。由题意得 联立代入数据得 。
（2）
【解析】质点 做简谐运动的表达式为 .
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