2023-2024学年鲁科版选择性必修1第三章《机械波》单元测试A卷（后附解析）

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2023-2024学年 鲁科版 选择性必修1 第三章《机械波》单元测试A卷
试卷后附解析
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）
请添加修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．关于机械波，下列说法中正确的是（　　）
A．“未见其人，先闻其声”是声波发生干涉时产生的一种现象
B．横波中质点的振动方向与波的传播方向共线
C．机械波在介质中传播的速度大小与介质有关
D．从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是声波的衍射
2．一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．t=T时刻的波形如图1所示，a、b是波上两个质点，图2是波上某质点的振动图像．下列说法中正确的是
A．t=T时质点a的振幅比质点b的大
B．t=T时质点a的速度比质点b的大
C．质点a的振动图像是图2
D．质点b的振动图像是图2
3．如图所示是某横波的波形图，实线表示某时刻的波形，虚线表示0.2s后的波形图，以下说法正确的是（　　）
A．若波向左传播，则它传播的距离可能是5m
B．若波向右传播，则它的最大周期是0.8s
C．若波向左传播，则它的波速可能是45m/s
D．若波速为35m/s，则波的传播方向向右
4．一列波长大于1m的横波沿x轴负方向传播，处在的质点A和的质点B各自的振动图像如图所示，由此可知（　　）
A．波长等于两米
B．波速为1m/s
C．3s末质点B的振动方向为y轴负方向
D．2s末至3s末A、B两质点振动的平均速度相同
5．如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度为16.0m/s，从此时起，图中的P质点比Q质点先经过平衡位置．那么下列说法中正确的是( )
A．这列波一定沿x轴正向传播
B．这列波的频率是3.2Hz
C．t=0.25s时Q质点的速度和加速度都沿y轴负向
D．t=0.25s时P质点的速度和加速度都沿y轴负向
6．如图为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的图像，该时刻P、Q两质点离开平衡位置的位移相同，此后P质点回到平衡位置的最短时间为0.2s，Q质点回到平衡位置的最短时间为0.6s，下列说法正确的是（　　）
A．该波沿轴负方向传播 B．该波的传播速度为7.5m/s
C．该波的传播周期为1.2s D．s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向
7．关于波的叠加和干涉，下列说法正确的是（　　）
A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加
B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只有波峰与波峰相遇的点
C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零
D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点距平衡位置的距离总是比振动减弱的质点距平衡位置的距离大
评卷人得分
二、多选题
8．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是(　　)
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变
D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低
9．有关纵波与横波，下列说法不正确的是(　　)
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源水平振动形成的波是纵波
C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波
D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波
10．一列沿x轴传播的简谐横波，在时的波形如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，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。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿x轴负方向传播
B．时，质点P沿y轴正方向运动
C．内质点Q通过的路程为1m
D．该波的波速为
E．图乙可能为质点N的振动图像
11．学校操场有两个并联音箱安放在操场当中播放音乐，某同学在操场经过时感觉到有的地方音乐比较强，而有的地方比较弱，当他走到教学楼后面时虽然看不到音箱，但依然可以听到音箱播放的音乐。下列说法中正确的是（　　）
A．该同学听到有的地方声音比较强，有的地方声音比较弱，是声音发生了衍射
B．在操场上和两个音箱距离相等的点听到的音乐声音比较大
C．该同学走到教学楼后面能听到音乐是声音发生了衍射
D．如果适当增加播放音乐的音量，教学楼后面可能听不到音乐
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，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播。
（1）图中可观察到波的
A．干涉　　B．衍射　　C．折射　　D．反射
（2）水面各点的振动均为
A．自由振动，频率由水体自身性质决定　　B．自由振动，频率由驱动力决定
C．受迫振动，频率由水体自身性质决定　　D．受迫振动，频率由驱动力决定
（3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的 增大（选填“频率”、“波长”“波速”）。
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
14．一列横波沿x轴传播，在某时刻波的图像如图所示，根据此时质点F的运动方向，判断此横波的传播方向。
15．如图是一列简谐波在某一时刻的波形图线。虚线是0.2s后它的波形图线。这列波可能的传播速度是多大？
16．一简谐横波沿x轴负方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，质点P的横坐标xp=5 m，质点Q的横坐标xQ=9 m．
①若在t1=0.6 s时，质点Q恰好第2次到达波峰，求该列波的周期T1和波速v1；
②若在t2 =1.1 s时，质点P恰好第2次到达波峰，求该列波的波速v2．
(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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(
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
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)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：A．“未见其人，先闻其声”是声波发生衍射时产生的一种现象，故A错误；
B．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直定义为横波，故B错误；
C．波得传播速度由介质决定，与频率无关， 故C正确；
D．从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向利用的是多普勒效应，故D错误；
答案：C。
2．D
解析：A.在一列波中所有质点的振幅都一样．故A错误．
B. t=T时质点a的速度等于零，质点b的速度最大．故B错误．
CD.在 t=T时刻质点a的位移最大，质点b的位移为零，在结合图2，可知图2是质点b的振动图象．故D正确．
3．B
解析：A．由图可知，若波向左传播，传播距离可表示为
当时，，不是整数，故它传播的距离不可能是5m，A错误；
C．若波向左传播，则它的波速可表示为
当v=45m/s时，，不是整数，故它的波速不可能是45m/s，C错误；
B．由于波匀速传播，每个周期传播一个波长，若波向右传播，传播时间可表示为
解得
当n=0时周期取得最大值，可得最大周期为
B正确；
D．若波速为35m/s，则传播距离为
对比A解析中的表达式可知，波的传播方向向左，D错误。
答案：B。
4．B
解析：AB．因为该波沿x轴负方向传播，所以A与B相隔个周期，间距为1m，故波速为1m/s，由振动图像可知周期T=4s，可得波长为4m，故A错误，B正确；
C．由图像可知3s末A、B两质点的位移分别为，，所以3s末质点B的振动方向为y轴正方向，故C错误；
D．由图可知2~3s末,质点A从平衡位置运动到波谷，质点B从波谷运动到平衡位置，两质点的平均速度大小相等但是方向不同，故D错误。
答案：B。
5．D
解析：A．图中的质点P比质点Q先经过平衡位置，说明P点向下运动，Q点向上运动，根据波形平移法可知，这列波沿x轴负向传播，A错误；
B．由图知，波长λ=4m，由
得，周期
则频率为
B错误；
C．，P质点运动到x轴的上方正向上（沿y轴正方向）运动，回复力向下，加速度向下（沿y轴负方向），C错误；
D．，Q质点运动到x轴的上方正向下运动，回复力是向下的，故速度和加速度都沿y轴负向，故D正确。
答案：D。
6．B
解析：AC．由题意可判断出波沿x轴正方向传播，P点向下运动，Q向上振动，周期为
故AC错误；
B．该波的传播速度为
故B正确；
D．时，质点P回到平衡位置，s时，质点P位于y轴负方向，所以加速度方向沿y轴正方向，故D错误。
答案：B。
7．C
解析：A．根据波的叠加和干涉的概念可知，只要两列波相遇就会叠加，但如果两列波的频率不同，在叠加区域就没有稳定的干涉图样，A错误；
B．发生干涉时振动加强的点还有波谷和波谷相遇的点，B错误；
CD．因为某质点振动加强仅是振幅加大，但只要仍在振动就一定有位移为零的时刻，所以D错误C正确。
答案：C。
8．CD
解析：若波源和观察都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；当观察者与波源相互靠近或远离时发生，故B错误；当声源朝靠近观察者运动时，即两者间距减小，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率大于声源的频率，但声源的频率不变，故C正确；当声波远离观察者运动时，即两者间距增大，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率小于声源的频率，故D正确．
9．AB
解析：不论振源沿水平方向振动，还是竖直方向振动，只要振动方向与波传播方向垂直，则为横波；若振动方向与波传播方向在一条直线上则为纵波。则AB错误，CD正确。
此题选择不正确的选项，答案：AB。
10．BDE
解析：A．因质点P沿y轴负方向运动，则质点P左侧的质点先振动，所以波沿x轴正方向传播，选项A错误；
B．，即再经过半个周期质点P沿y轴正方向运动，选项B正确；
C．因为，则在内质点Q通过的路程
选项C错误；
D．波速
选项D正确；
E．由题图甲可知，时质点N从平衡位置沿y轴负方向运动，所以题图乙可能为质点N的振动图像，选项E正确。
答案：BDE。
11．BC
解析：A．该同学听到有的地方声音比较强有的地方声音比较弱是因为声音发生了干涉现象，相互加强的地方音乐比较强，相互减弱的地方声音比较弱，故A错误；
B．两个音箱并联，所以发出的声音步调相同，与两个音箱距离相同的点是振动的加强点，所以声音比较大，故B正确；
C．该同学走到教学楼后面还能听到音乐，是声音发生了衍射，绕过教学楼继续传播了，故C正确；
D．声音发生明显衍射的条件是障碍物的大小小于波长，如果适当增大播放音乐的频率，会使波长减小，一旦波长小于教学楼的尺寸，声音不能发生明显衍射，教学楼后面就听不到了，而增加播放音乐的音量不影响声音的衍射，故D错误。
答案：BC。
12． B D 频率
解析：（1）[1]图中可观察到水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播，是波的衍射。
答案：B。
（2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由驱动力决定，与水体自身性质无关。
答案：D。
（3）[3]若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，根据多普勒效应可知，相比于波源静止，狭缝右侧水波的频率变大，波速不变，由公式可知，波长减小。
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．向左或沿x轴负方向
解析：在波的传播方向上，后振动的质点总是落后与先振动的质点，质点F向下振动，紧邻的质点的中右侧的位移比左侧的位移大，可知此横波的传播方向为向左传播。
15．或(n=0,1,2,3,…)
解析：若此波沿+x方向传播，则有
(n=0,1,2,3,…)
可得
(n=0,1,2,3,…)
波沿-x方向传播，则有
(n=0,1,2,3,…)
可得
(n=0,1,2,3,…)
点拨：利用波的时间周期性，求出周期，再求解波速的，要考虑波的双向性。
16．①0.4s；30m/s；②20m/s
解析：①由波形图可知，该波的波长为
在时，质点Q恰好第2次到达波峰，有：
又
解得
T1=0.4s
v1=30m/s
②在t=0时，质点P沿y轴负方向运动，在1.1s内该波沿x轴负方向传播的距离为
又
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页