高二物理（粤教版2019）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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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48分，在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求，每小题4分，9~12题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答得0分。）
1．（24-25高二上·重庆合川·阶段练习）下列说法正确的是（　　）
A．图中手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于多普勒效应
B．图中表示声源远离观察者时，声源发出的声音的频率减小
C．在波传播的过程中，介质中的质点会随波迁移
D．波在传播振动这种运动形式的同时，还可以将信息和能量传播出去
2．（23-24高二下·河南南阳·期中）振源O的位移y随时间t变化的关系式为，产生的简谐横波沿x轴正向传播，则时的波形图为（　　）
A． B． C． D．
3．（23-24高二下·云南昭通·期中）我国的YLC-2E型反隐形米波雷达能探测到450公里外超音速飞行的各类隐形战斗机，堪称隐形战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在范围内。如图为某同学模拟一列米波沿x轴正方向传播，波速为。某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．这列波的周期为
B．这列波的振幅为
C．此时处的质点沿y轴负方向运动
D．再经过，b质点运动的路程为
4．（23-24高二下·河南郑州·期中）在医学上，给病人做彩超是一种常见的检查手段，图甲中的彩超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成彩超图像。图乙为血管探头沿x轴正方向发射的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是（　　）
A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C．内，质点M运动的路程为
D．时，质点N恰好处于波谷
5．（24-25高二上·四川·期中）“战绳”作为一项超燃脂的运动十分受人欢迎，如图甲所示，某健身者分别抓住两根相同的战绳，晃动战绳一端使其上下振动（可视为简谐振动）形成横波。某时刻开始计时，时两个绳波的图像如图乙所示，已知绳波的波速为，下列说法中正确的是（　　）
A．绳波P的振幅为100cm
B．绳波P与Q的波长都为12m
C．绳波P的周期为1s
D．绳波Q的频率为1Hz
6．（2024·广东·一模）如图是敲击甲、乙两个音叉后，发出的两列声波a和b在空气中向前传播的示意图。从图中信息可知声波a的（　　）
A．波长小于b的波长 B．波长大于b的波长
C．波速小于b的波速 D．波速大于b的波速
7．（23-24高二下·广东佛山·期中）如图甲所示是体操运动员挥动丝带的场景，若丝带上各点振动可看成是简谐运动，图乙为平衡位置位于x=0.3m的P点的振动图像，图丙为t=0.6s时丝带的波动图像，根据图像信息，下列说法正确的是（　　）
A．该波的波速大小为1.5m/s B．t=0.7s时P点的速度最大
C．t=0.8s时P点运动至x=0.6m处 D．波的传播方向沿着x轴的正方向
8．（23-24高二下·广东汕头·阶段练习）在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，质点和速度相同 B．时，质点的速度最大
C．该列绳波的波速为 D．时，质点沿y轴负方向运动
9．（2024·云南曲靖·一模）蜻蜓在水中“点水”激起的波纹，俗称“蜻蜓点水”，一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时，两次点水后在水面上激起的波纹，俯视看其形状如图所示，由图可分析出（　　）

A．蜻蜓是向左飞行的
B．蜻蜓是向右飞行的
C．蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
D．蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
10．（24-25高二上·全国·课后作业）波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面向四周传播。图甲为该简谐波在时的图像，实线圆表示波峰，虚线圆表示波谷，相邻两个实线圆之间仅有1个虚线圆，点在实线圆上，点在虚线圆上，点到其相邻两圆距离相等。介质中某质点的振动图像如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。下列说法正确的是（　　）
A．该波的波速为
B．图甲中质点和的相位差为
C．图甲中质点在该时刻速度方向垂直纸面向里
D．图乙可能是质点的振动图像
11．（23-24高二上·河北邯郸·期末）图中的实线是一列正弦波在时的波形图，虚线是其在时的波形图，设该波的周期T大于0.1s。下列说法正确的是（　　）
A．该波的周期可能为0.16s
B．该波的周期可能为0.32s
C．该波的波速可能为
D．该波的波速可能为
12．（23-24高二上·四川成都·期中）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t=4s时刻的波形如图甲所示，其中位于横坐标x=5m处的一质点A的振动图像如图乙所示，B是图甲中纵坐标为y=2.5cm的另一质点。下列说法正确的是（ ）
A．质点A的位移随时间的关系为
B．该横波的传播方向为x轴负方向
C．B点的横坐标为
D．t=7s时B点的位移是2.5cm
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
13．（10分）（23-24高二下·广东江门·阶段练习）如图甲所示，、是一根长的细绳的两个端点，为绳上一质点，，时刻，点开始振动，它做简谐运动的图像如图乙所示，时，质点开始振动，取竖直向上为正方向。求：
（1）此绳波的波速和波长；
（2）从时到时的过程中，质点运动的路程。
14．（12分）（23-24高二下·广东广州·期中）在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“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。如示意图所示，假设在0点脉搏跳动产生了一列沿x轴正方向传播简谐横波。在时，波传播到轴上的质点B，在它的左边质点A位于正的最大位移处，在时，质点A第一次出现在负的最大位移处，求：
（1）该波的周期；
（2）波速大小；
（3）0~1s时间内，质点E通过的路程。
15．（13分）（24-25高二上·广东中山·阶段练习）如图所示是一列沿x轴传播的简谐波，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形，P是x轴上平衡位置坐标的质点。求：
(1)该简谐波的周期和波速。
(2)若波速为11m/s，判断其传播方向；从时刻起，质点P运动到波谷的最短时间是多少？
16.（17分）（23-24高二下·江西南昌·阶段练习）图示是一列简谐横波在时刻的波动图像，此刻波刚好传播到f质点。从该时刻开始，此波中e质点第一次到达波谷的时间比f质点第一次到达波谷的时间早0.10s。求：
（1）这列波的频率和波速；
（2）若c质点的平衡位置为，求经过多长时间c质点经过平衡位置。
（3）若p质点的横坐标为57m，则经过多长时间p质点第一次到达波峰？请在给出坐标系中作出p质点第一次到达波峰时到内的波形图像。
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 A D C A A C BD ABC
题号 11 12
答案 ACD AC
1．D
【详解】A．图中手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于共振现象，故A错误；
B．图中表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率减小，但声源发出的声音的频率不变，故B错误；
C．在波传播的过程中，介质中的质点不会随波迁移，故C错误；
D．波在传播振动这种运动形式的同时，还可以将信息和能量传播出去，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】由函数可知，0时刻，波源位移为0，速度方向沿-y方向。经过一个周期，形成一个波长且波源振动方向仍然沿-y方向。
故选A。
3．A
【详解】A．根据题图可知该波的波长为8m，根据波长、波速、周期之间的关系
可得该波的周期为
故A正确；
B．根据题图可知，这列波的振幅为4cm，故B错误；
C．由于该波沿轴正方向传播，根据“同侧法”可知，此时处的质点沿y轴正方向运动，故C错误；
D．图示时刻质点b正处于波谷，再经过，b质点将到达波峰，其在2s内的路程
故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．由图知，根据公式
代入得
A错误；
B．波沿轴正方向传播，根据同侧法可知质点M此时的振动方向沿轴负方向，B错误；
C．经过，质点M振动了
经过的路程为
D．从图像中可知MN之间的距离为
波传至N点所需时间为
代入得
质点N振动了
N点起振方向向下，经过四分之一周期，处于波谷位置，D正确；
故选D。
5．C
【详解】A．绳波P的振幅为50cm，选项A错误；
B．绳波P的波长为12m，Q的波长为6m，选项B错误；
C．绳波P的周期为
选项C正确；
D．绳波Q的频率为
选项D错误。
故选C。
6．A
【详解】AB．由图可知，a的波长小于b的波长，故A正确，B错误；
CD．声波在空气中的传播速度都相同，故CD错误。
故选A。
7．A
【详解】A．由图丙可知波长为，由图乙可知周期为，该波的波速大小为
故A正确；
B．由图乙可知t=0.7s时P点位于波谷，速度最小，故B错误；
C．P点在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误；
D．由图乙可知，t=0.6s时，x=0.3m的P点向下振动，根据同侧法，波的传播方向沿着x轴的负方向，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】A．由波形图可知，时，质点和速度大小相同，方向相反，选项A错误；
B．时，质点到达最高点，速度为零，最小，选项B错误；
C．该列绳波的波长为8a，则波速为
选项C正确；
D．振动传到P6质点时，该时刻质点P6沿y轴正向振动，可知时，质点沿y轴正方向运动，选项D错误。
故选C。
9．BD
【详解】AB．根据图示，蜻蜓连续两次点水过程中激起的波纹，圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆，即蜻蜓的飞行方向向右，故A错误，B正确；
CD．若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的；然而图中02到01圆圈边线距离小于02半径，说明水波02运动了一段时间，01水波才到02圆心，则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故C错误，D正确；
故选BD。
10．ABC
【详解】A．由题图甲可知，波长为，由题图乙可知，波的周期，所以该波的波速为
A正确；
B．题图甲中质点和到波源的距离之差为半个波长，则相位差为，B正确；
C．由题图甲可知，再经过，波谷传播到点，则该时刻质点的速度方向垂直纸面向里，C正确；
D．题图乙中质点在时刻速度方向为垂直纸面向外，则题图乙不是质点的振动图像，D错误。
故选ABC。
11．ACD
【详解】AB．如果波是向右传播的，由图可得
且
若，则有
若，则有
如果波是向左传播的，由图可得
且
若，则有
若，则有
故A正确，B错误；
CD．由图可知，波的波长
若波的波速为，则有
若波的波速可能为，则有
故CD正确。
故选ACD。
12．AC
【详解】A．该横波的周期为
角速度为
质点A的位移随时间的关系为
y=5sin(t)cm
故A正确；
B．因t=0时刻，质点A沿y轴正向运动，结合波形图“同侧法”可知该横波的传播方向为x轴正方向，故B错误；
C．波传播速度为
由数学知识可知，B点超前x=7m的质点
所以B点到x=7m处的距离为，所以有
即B点的横坐标为，故C正确；
D．该波波速为
t=4s到t=7s经历4s，该波沿x轴正向传播3m，此时x=7m处的质点在波峰位置，则B点的位移是
故D错误。
故选AC。
13．（1）；3m；（2）45cm
【详解】（1）由题可知，波在时间内传播的距离为
此绳波的波速为
波长为
（2）波从点传到点需要的时间为
从时刻到的过程中，质点振动的时间为
以质点运动的路程为
14．（1）；（2）；（3）20cm
【详解】（1）质点A从正的最大位移第一次到负的最大位移所需要时间为半个周期，即
可得该波的周期为
（2）由图可知波长为
则该波的波速为
（3）波从B传到E点所需要的时间为
则0~1s时间内，质点E振动的时间为
则在该段时间内质点E通过的路程为
15．(1)见解析
(2)沿x轴负方向传播，
【详解】（1）由图可知，波长为
若波沿x轴正方向传播，在内波传播距离表达式为
则波速为

周期为
若波沿x轴负方向传播，在内传播距离表达式为
则波速为
周期为
（2）若波速11m/s，由
时
知，波沿x轴负方向传播，周期
由图知时刻质点P沿y轴负方向振动，则从时刻起，质点P运动到波谷的最短时间为
16.（1），；（2）当质点经过平衡位置且向上振动时，所求的时间为：，当质点经过平衡位置且向下振动时，所求的时间为：，（或当质点经过平衡位置时，所求的时间为：）；（3），
【详解】（1）由题图和题意可知波长
由于质点此刻在波峰位置，质点在平衡位置，故质点一直比质点早
所以周期
故频率
波速
（2）方法一：由题意可知该波向右传播，当波动图像中位置的质点或者位置的质点的振动状态传播到质点处时质点经过平衡位置，当质点经过平衡位置且向上振动时，所求的时间为
当质点经过平衡位置且向下振动时，所求的时间为
方法二：由题意可知该波向右传播，当质点经过平衡位置时，所求的时间为
（3）质点第一次到达波峰，即图示时刻质点的振动状态第一次传到质点，故所用的时间
由于
则此时到内的波形如图所示
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