2023-2024学年粤教版选择性必修一第三章《机械波》单元测试B卷

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2023-2024学年 粤教版 选择性必修一 第三章《机械波》单元测试
B卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为时刻向右传播的简谐横波如图所示，则以下说法错误的是（　　）
A．该横波的波速大小为
B．时，处的质点振动方向向下
C．时，处的质点处在平衡位置且振动方向向下
D．传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象
2．如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图像，已知t2＝t1＋s，振动周期为0.5s，则波的传播方向与传播距离是（　　）
A．沿x轴正方向，6 m
B．沿x轴正方向，2 m
C．沿x轴负方向，6 m
D．沿x轴负方向，2 m
3．中医是我国传统文化的瑰宝，“悬丝诊脉”更是一门绝技。悬丝诊脉，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有间距相等的点1、2、3、4、5、6…，且相邻两点间距离为l。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在t=0时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向医生传播，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，则下列说法正确的是（　　）

A．该波的波长为2l B．t=1.25s时质点6振动的方向向下
C．t=2s时质点3恰好位于波谷位置 D．t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反
4．如图所示，一根竖直悬垂的轻弹性绳，令其上端左右振动，某时刻绳上形成如图所示波形，则绳上a、b两点此时的运动方向是（　　）
A．a点向左，b点向右 B．a点向右，b点向左
C．a、b两点均向左 D．a、b两点均向右
5．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）
A．发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
6．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是（ ）
A．此时能观察到明显的波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
7．如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在 x=6m 处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波 （　　）
A．沿 x 轴的正方向传播，波速为2.5m/s
B．沿 x 轴的负方向传播，波速为2.5m/s
C．沿 x 轴的正方向传播，波速为100m/s
D．沿 x 轴的负方向传播，波速为100m/s
评卷人得分
二、多选题
8．一列简谐横波在时的波形图如图所示，介质中处的质点P正沿y轴正方向运动，经0.1s第一次到达最大位移处，下列判断正确的是（　　）

A．波长为6m B．波速为10m/s
C．波向x轴的负方向传播 D．振幅为10cm
9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示，已知该波的周期。从时刻开始，经过时间，处的质点P第一次到达波峰，下列选项正确的是（　　）
A．周期为 B．周期为 C． D．
10．在O点有一波源，t= 0时刻开始向+ y方向振动，形成沿x轴正方向传播的一列简谐横波。距离O点为x1=3m的质点A的振动图像如图甲所示；距离O点为x2=4m的质点B的振动图像如图乙所示；距离O点为x3= 5m的质点C的振动图像如图丙所示。由此可知（　　）
A．该波的波长为24m
B．该波的周期为12s
C．该波的波速为1m/s
D．10s末A点的振动速度大于B点的振动速度
11．有一列沿 x 轴传播的简谐横波，从某时刻开始，介质中位置在x=0 处的质点a和在x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图 2所示．则下列说法正确的是( )
A．若波沿x 轴负方向传播，这列波的最大波长为24m
B．若波沿x 轴正方向传播，这列波的最大传播速度为 3m/s
C．若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x 轴正方向传播
D．质点a处在波谷时，质点定b 一定处在平衡位置且向 y 轴正方向振动
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线。从三个图线可知，这三个物体振动的共同特点是具有 性，三个物体中，最简单的振动是 的振动。图中心脏跳动的图线是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5 cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8 cm/s。则此人的心率是 次/分。
13．当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中v是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。
（1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段 ，在③段 （分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）；
（2）手机静止一段时间后以的速度运动，由图乙信息可得声速为 ；
（3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是 m/s。
评卷人得分
四、解答题
14．如图示一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=3s时的波形图。
（1）若波向x轴负方向传播，则该波的周期可能是多少？最小波速是多少
（2）若波向x轴正方向传播，平衡位置坐标为1.5m处的质点a在t=0时刻的位移为，经过0.5s第一次达到正向最大位移，求波速，并写出质点a的振动方程。
15．图示为一列简谐横波在时刻的波形图象，此时波中质点M正处于平衡位置，运动方向沿y轴负方向，到时质点M恰好第三次到达y轴正方向最大位移处。试求：
（1）该波的传播方向。
（2）该波的波速大小。
（3）从时刻到时刻，波中质点N走过的路程是多少。
16．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时坐标为的Q质点刚好开始振动。在时刻，坐标为的P质点首次位于波峰位置。求：
（ⅰ）这列波的传播速度（保留两位有效数字）；
（ⅱ）时处质点的位移。

(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
解析：A．由图可知，该波的波长是λ=2m，则波速大小为
v=λ f=2×5=10m/s
故A正确；
B．y轴右侧的波向右传播，根据波形的平移法得知，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上。故B错误；
C．该波的周期
T==0.2s
所以
t=0.5s=2T
x=3m处的介质点与t=0时，x=2m处的介质点振动方向相同，t=0时，x=2m处的质点振动方向向下，那么所以t=0.5s时，x=3m处的质点在平衡位置且振动方向向下。故C正确；
D．根据衍射的条件可知，传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象。故D正确。
答案：B。
2．B
解析：若波沿x轴正方向传播，则
①
解得
②
因为T=0.5s，所以②式有解，此时波的传播距离为2m。
若波沿x轴负方向传播，则
③
解得
④
因为T=0.5s，所以④式无解。
综上所述可知B正确。
答案：B。
3．D
解析：A．根据题意有
所以
故A错误；
B．介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，所以t=1.25s时质点6振动的方向向上，故B错误；
C．根据题意有
解得
波从质点1传播到质点3需要半个周期，即0.5s，所以在2s时质点3实际振动的时间为1.5s，所以在t=2s时质点3恰好位于平衡位置且向下振动，故C错误；
D．质点1和质点3间的距离等于半个波长，所以两质点振动步调相反，所以t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反，故D正确。
答案：D。
4．D
解析：根据波传播的同侧法，a点应该向右振动，b点也是向右振动，D正确，ABC错误。
答案：D。
5．A
解析：A．发生干涉现象时，介质中振动加强点振幅最大，减弱点振幅最小，若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零，故A正确；
B．产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收的频率发生了变化，但波源频率并不改变，故B错误；
C．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是振幅的4倍，故C错误；
D．波速由介质决定，频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误；
答案：A。
6．D
解析：A．由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，故A正确，不符合题意；
B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确，不符合题意；
C．如果将孔AB扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确，不符合题意；
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误，符合题意。
答案：D。
7．D
解析：由右图可知该时刻x=6m处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿x轴负方向传播；
由左图得到波长为λ=8cm，右图得到周期为T=0.08s，故波速
选项D正确，ABC错误。
答案：D。
8．BD
解析：AD．由题图可知，振幅为10cm，波长为4m，故A错误，D正确；
B．由题意可知
可得
波速为
故B正确；
C．由“同侧法”可知，波向x轴的正方向传播，故C错误。
答案：BD。
9．BD
解析：AB．根据题意可知，该波的周期，则波向右传播的距离小于，由图可知
解得
故A错误，B正确；
CD．根据题意，由图可知，该波的波长为，由公式可得，波速为
处的质点P第一次到达波峰，即处质点的振动形式传播到处，则有
故C错误，D正确。
答案：BD。
10．BC
解析：BC．波从波源开始振动, 传播到A点用时
传播到B点用时
由图甲可知
由图乙可知
解得
故BC正确；
A．该波的波长
故A错误；
D．波传播到B质点用时4s，再经6s即10s末，位于平衡位置，速度最大，而A点不在平衡位置，故A点的振动速度小于B点。故D错误。
答案：BC。
11．ACD
解析：A．若波沿x 轴负方向传播，振动由b传到a需要，此时ab间距离为，则波长
①
当n=0时，这列波的波长最长，且最大波长为24m，A正确；
B．若波沿x 轴正方向传播，振动由a传到b需要，此时ab间距离为，则波长
②
由图可知振动周期
当n=0时，这列波的传播速度最大，且最大传播速度为
B错误；
C．若波的传播速度为0.2m/s，根据
可得波长
代入②式恰好
恰好满足沿x 轴正方向传播表达式，因此这列波沿x 轴正方向传播，C正确；
D．由图1和图2可知，无论该波向左传播还是向右传播，质点a处在波谷时，质点定b 一定处在平衡位置且向 y 轴正方向振动，D正确。
答案：ACD。
12． 周期性 弹簧振子 72
解析：[1][2]机械波是由物体的机械振动产生的，由于物体的振动频率不同，产生的波形也不相同，有规律振动产生的波具有周期性，无规律振动产生的波不具有周期性。由图可知，心脏振动的波形和音叉振动的波形都具有周期性，它们都具有周期性（或它们都是有规律的），三个物体中，最简单的振动是弹簧振子的振动。
[3]图中心脏跳动的图线是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5 cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8 cm/s．则此人的心脏振动的周期是
心率是
次/分
13． 向左运动 向右运动 318.6 30
解析：（1）[1]由题意可知，当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低，根据题图甲可知②阶段，其频率变高，即手机在接近声源即②阶段在向左运动。
[2]由题图甲可知，在③阶段，接收到的频率变低，即在远离声源，也就是在向右运动。
（2）[3]由题图乙可知，声源的频率约为3000Hz，通过分析可知，手机在远离声源，且手机接收到的频率约为2995Hz，其中声源的速度为零。根据公式有
带入数据解得
（3）[4]由题可知，以发声器作为观测者，其接收到的频率变小了，即两者在远离声源。由于反射波的频率等于运动员接收的频率，且发声器接收的信号为反射信号，故从发声器发出信号到接收到信号的过程，可等效成发声器发出信号后，以和运动员大小相同、方向相反的速度运动。即两者的速度大小关系为
故根据公式
解得
14．（1）12s；；（2）
解析：（1）波向x轴负向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=3s时的波形图，故
解得
最大周期
因为
最小波速
（2）波向轴正向传播，由题意知时刻，处的波峰传递到a点，传播距离
则波速为
因为
周期为
点的振动方程为
15．（1）沿x轴负方向传播；（2）20m/s；（3）120cm
解析：（1）图示时刻M点沿y轴负方向运动，根据波形平移法判断得知，此波沿x轴负方向传播；
（2）在到这段时间时，质点M恰好第三次到达正最大位移处，则有
解得周期为
由波的图象可以看出波长为
则波速为
（3）由图知该波振幅为
在至这段时间，波中质点N经过了6个周期，即质点N回到始点，所以走过的路程为
16．（ⅰ）；（ⅱ）
解析：（ⅰ）由图示波形图可知，这列波的波长为
波沿x轴正方向传播，根据波形平移法知时刻P点向上振动，首次到达波峰位置，由此可知
得
所以波速为
（ⅱ）波传播到的时间为
处质点的振动方程为
其中，则处质点的位移为
答案第1页，共2页
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