高二物理选择性必修一第三章《机械波》素养形成性达标训练卷(含解析)

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名称 高二物理选择性必修一第三章《机械波》素养形成性达标训练卷(含解析)
格式 docx
文件大小 3.7MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-12-17 10:50:49

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文档简介

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第三章 机械波--素养形成性达标训练卷
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一.选择题(本题共10小题,共46分,在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1.(23-24高二上·湖北·阶段练习)如图所示,一组学生在玩“人浪”游戏。学生手挽手排成一行,从左边第一位同学开始,周期性地“下蹲、起立”,呈现类似波浪的效果。则( )
A.“人浪”是纵波
B.学生“下蹲、起立”的动作越频繁,“人浪”传播的速度一定越快
C.当“人浪”向右传播时,学生随“人浪”向右移动
D.“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式
2.(23-24高二下·河南郑州·期中)以下关于机械波的说法中正确的是(  )
A.无论是否发生干涉,两列波相遇时都能保持各自的运动特征,继续传播
B.当波源与观测者靠近时,波的频率会增加
C.机械波在介质中传播时,介质本身不随波传播,所以传播过程中介质也不会获得能量
D.绳波、水波、声波这些我们熟悉的机械波,通常都是横波
3.(2024·广西南宁·二模)“战绳”是一种用途广泛的健身器材,某运动员双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳,使战绳形成绳波,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.两根战绳形成的波形一定完全相同
B.两根战绳上的波传播速度大小相同
C.两根战绳上各点的振动频率一定不相同
D.若人停止抖动战绳,则绳波立即消失
4.(24-25高二上·上海·随堂练习)周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波(  )
A.波长为40m
B.频率为0.5Hz
C.沿x轴负方向传播,波速v=10m/s
D.沿x轴正方向传播,波速v=20m/s
5.(24-25高二上·河北唐山·阶段练习)某简谐振动的图像如图所示,则以下说法正确的是(  )
A.振幅为2cm B.0.2s时加速度方向竖直向下
C.0.1s时速度为0 D.频率为2.5Hz
6.(23-24高二下·福建福州·期末)如图所示,S为水面上一波源,M、N是两块挡板,两板中间有一狭缝,此时观察不到A处叶子的振动,为使水波能带动叶片振动,可采用的方法是( )
A.增大波源的振幅 B.增大波源的频率
C.将N板向左移 D.将波源S向左移
7.(24-25高二上·重庆合川·阶段练习)“重”情七运会,“合”你共精彩,2024年9月20日,重庆市第七届运动会开幕式在合川区体育中心如期举行,众多文体节目轮番呈现在观众面前;在现场的观众自发玩起了如甲图所示的“人浪”游戏。人浪可简化为沿x轴方向上传播的简谐横波,图乙为t=1s时的波形图,此时质点P在平衡位置,质点Q在波谷位置,图丙为质点P的振动图像,则(  )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波传播速度9m/s
C.t=0.7s时,质点P的加速度正在增大
D.t=2.4s时,质点Q的振动方向沿y轴负方向
8.(23-24高二下·河南信阳·期中)消除噪音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会发出噪声,如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播,在声波到达a处时分成上下两束波,这两束波在b处相遇时可削弱噪声,则下列说法正确的是( )
A.两束波到达b点时发生干涉,b点时而是振动加强点时而是振动减弱点
B.上下两束波的频率和波长都是相同的
C.上下两束波从a到b的波程差是半个波长的偶数倍
D.上下两束波从a到b的波程差是半个波长的奇数倍
9.(24-25高二上·四川成都·阶段练习)一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=1s时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是(  )
A.波速为2m/s
B.波向左传播
C.x=5m处的质点在t=9s时位于平衡位置
D.质点P在0~5s时间内运动的路程为50cm
10.(24-25高二上·山东泰安·期中)两列频率、振幅均相同的简谐波I和II分别从绳子的两端持续相向传播,在相遇区域发生了干涉,在相距0.72m的、间用频闪相机连续拍摄,依次获得1、2、3、4、5五个波形,如图所示,且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.18s,下列说法正确的是(  )
A.简谐波I和II的波速均为
B.简谐波I和II的波速均为
C.两波源到点路程差与两波源到点的路程差之差的绝对值是0.72m
D.两波源到点路程差与两波源到点的路程差之差的绝对值是0.36m
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11.(6分)(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)如图所示,图(a)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图(b)为质点Q的振动图像,该波沿x轴的 (正方向或负方向)传播;传播速度为 m/s。
12.(9分)(24-25高二上·全国·期末)如图所示,一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的固有频率为的振动系统.某时刻位于长绳两端的振源P、Q分别在长绳上形成的两列波及传播方向如图所示,振幅都为A.两列波先后通过弹簧上端时观察到小球出现了两次振动,第一次振动起振方向向上,振动不显著,第二次则产生了较强烈的振动,则振源 产生的波先到达弹簧处,振源P产生的波在长绳中的波速约为 ,两列波 (选填“可能”或“不可能”)产生干涉,相遇时长绳上 (选填“会”或“不会”)出现振动位移为的点.
13.(8分)(24-25高二上·上海·期中)资料记载,海啸波是重力长波,波长可达100公里以上:它的传播速度等于重力加速度g与海水深度乘积的平方根,使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪,到达浅海区波长减小,振幅增大。掀起10~40米高的拍岸巨浪,当波谷到达海岸时,水位下落,暴露出浅滩海底;几分钟后波峰到来,一退一进,造成毁灭性的破坏。
(1)在深海区有一海啸波(忽略海水深度变化引起的波形变化)如图甲,实线是某时刻的波形图,虚线是后首次出现的波形图。已知波沿x轴正方向传播。波源到浅海区的水平距离万公里,求海啸波到达浅海区的时间。
(2)在浅海区有一海啸波(忽略海水深度变化引起的波形变化)如图乙,海啸波从浅海区到海岸的水平距离为10公里,写出该海啸波波源的振动方程和波谷最先到达海岸的时间。
(13分)(23-24高二下·福建泉州·期末)如图所示,图为亚运会艺术体操比赛中中国队选手赵樾进行带操比赛的画面,某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴正方向传播的简谐横波,图甲为这列简谐横波在某时的波形图,M点刚开始振动,图乙为某质点以该时刻作为计时起点的振动图像,求:
(1)该波的波速大小;图乙是P、M中哪一质点的振动图像;
(2)平衡位置位于x=3m处的N点(未画出)经多长时间第一次到达波峰;
(3)经1s的时间质点Q走过的路程。

15.(18分)(22-23高二上·浙江嘉兴·期末)水面上水波的速度跟水深度有关,其关系式为,式中h为水的深度,g为重力加速度。如图甲所示是某水域的剖面图,C、D两部分深度不同,图乙是从上往下俯视,O点处于两部分水面分界线上,M和N分别是处在C和D两区域水面上的两点。t=0时刻O点从平衡位置向上振动,形成以O点为波源向左和向右传播的水波(可看作是简谐横波)。t=2.5s时O点第二次到达波峰,此时M点第一次到达波峰。已知D区域水波振幅A=5cm,水深hD=0.90m,OM间距离4.0m,ON间距离3.0m,g=10m/s2。求:
(1)C区域的水深hC;
(2)N点在t=3s时的振动方向及此时的位移;
(3)t=10s时,处在D水域水面上的Q点(图中未标出)处于波峰,且OQ间只有一个波峰,则Q点在t=0至t=10s时间内振动的路程是多少?
答案和解析
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A B B D C D BD AD BC
1.D
【详解】A.学生“下蹲、起立”时身体的运动方向与“人浪”传播的方向垂直,则可知“人浪”是横波,故A错误;
B.“人浪”传播的速度快慢与学生“下蹲、起立”的动作频率无直接关系,故B错误;
C.学生只在自己所站位置“下蹲、起立”,并不会随波移动,故C错误;
D.“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式,故D正确。
故选D。
2.A
【详解】A.无论是否发生干涉,两列波相遇时都能保持各自的运动特征,继续传播,A正确;
B.波源与观察者相互靠近时,根据多普勒效应可知,波源发出的波的频率不变,观察者接收到的频率增大,B错误;
C.介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式,波是传递能量的一种方式,C错误;
D.绳波、水波、声波这些我们熟悉的机械波,绳波、水波是横波,声波是纵波,D错误。
故选A。
3.B
【详解】A.由于两手抖动步调不一致,故两根战绳的波形不完全相同,故A错误;
B.波的传播速度与介质有关,两根战绳介质相同,所以传播速度大小相同,故B正确;
C.运动员抖动绳的节奏相同,即振动频率相同,故C错误;
D.若人停止抖动战绳,绳波不能立即消失,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】A.根据波的图像可知
λ=20m
故A错误;
B.根据题意可知
T=2.0s
则频率
故B正确;
CD.已知质点P沿y轴负方向运动,根据同侧法可知,波沿x轴正方向传播,波速
故CD错误。
故选B。
5.D
【详解】AD.根据图像可知,振幅为1cm;周期为
则频率为
故A错误,D正确;
C.根据图像可知,0.1s时质点处于平衡位置,此时速度最大,故C错误;
B.根据图像可知,0.2s时质点处于负向最大位置处,则此时加速度方向竖直向上,故B错误。
故选D。
6.C
【详解】观察不到A点振动,说明衍射现象不明显,要使衍射现象变得明显,可以减小波源的频率以增大波长,或将N板向左移减小狭缝的尺寸。
故选C。
7.D
【详解】A.由图丙可知时,质点P向y轴正方向运动;结合图乙可知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由图乙可知,波长为
由图丙可知,周期为
则该波传播速度
故B错误;
C.由图丙可知t=0.7s时,质点P从负向位移向平衡位置靠近,加速度正在减小,故C错误;
D.由

t=1s时质点Q在波谷位置,所以t=2.4s时,质点Q的振动方向沿y轴负方向,故D正确。
故选D。
8.BD
【详解】A.b点是振动减弱点,振动步调总是相反的,故A错误;
B.上下两束波是由同一束波分出来的,则它们的频率和波长都是相同的,故B正确;
CD.由于b点是振动减弱点,振动步调相反,则a到b的距离为半个波长的奇数倍,故C错误,D正确。
故选BD。
9.AD
【详解】A.由a图可知,该波的波长为4m,由b图可知其周期为2s,所以该波的波速
A正确;
B.由b图可知,t=1s时,质点P向上振动,根据沿波传播方向上“下波上、上波下”的特点可知,该波向右传播,B错误;
C.由a图可知,t=1s时,x=5m处的质点在恰好在波峰,当t=9s时,经历了,可知该质点依然位于波峰,C错误;
D.该波的振幅,由质点P在0~5s时间
所以质点P的路程为
D正确。
故选AD。
10.BC
【详解】AB.简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.72m, 从波形1到波形5经历的时间为,则
可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为
T=1.44s
由公式
得波速
故A错误,B正确;
CD.AC两点均为振动减弱点,则两波源到两点的距离之差分别为和,则 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是
故C正确,D错误。
故选BC。
11. 负方向 40
【详解】[1]由图(b)可知t=0.10s时刻,质点Q向下振动,根据上下坡法可知该波沿x轴的负方向传播;
[2]由图(a)可知,简谐横波的波长为,由图(b)可知,简谐横波的周期为,传播速度为
12. Q 7.2 不可能 会
【详解】[1]由题图知,振源P的起振方向向下,振源Q的起振方向向上,故振源Q产生的波先到达弹簧处;
[2]第二列波到达弹簧处后,小球产生了较强烈的振动,发生了共振,振源P的频率约等于弹簧和小球组成的系统的固有频率,故波速约为
[3][4]由题图可知,两波波长不同,而波速相等,由
得两波频率不同,故不可能发生干涉,但两波波峰相遇时,会出现振动位移为的点。
13.(1)
(2),
【详解】(1)由图甲可得,海啸波波长,又有经过t = 900s,虚线所示波形图首次出现,根据波向右传播可得
故波速
那么,海啸波到浅海区的时间
(2)由图乙可得:波的振幅A = 20 m,波长,由(1)可得波的周期

该海啸波的表达式为
海啸波在浅海区的传播速度
故波谷最先到达海岸的时间
14.(1)2.5m/s;P;(2)0.9s;(3)100cm
【详解】(1)根据图甲可知波长,根据图乙可知周期为T=0.4s,则波速
由图乙可知,该质点在零时刻从平衡位置开始向负向最大位移处运动,根据图甲可判断该质点为P。
(2)时刻0.75m处质点处于波峰位置,此状态传播到N点的时间为
(3)经1s的时间即,则经1s的时间质点Q走过的路程
15.(1)0.40m;(2)向上振动,位移为0;(3)
【详解】(1)对O点的振动分析,则
解得
对M点的振动分析,知C区域水波波长为
则有
由,代入数据求得
(2)由,代入数据求得
又由
解得
波传到N点的时间
所以时,N点刚好完成一个全振动,可知其在平衡位置向上振动,位移为0m。
(3)时,O点在平衡位置向上振动,可画出D区域水波的波动图像如图所示

由图可知
则有
则Q点振动的时间为
所以Q点振动的路程为
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