高二物理(粤教版2019)选择性必修一第三章《机械波》重难点突破卷(含解析)

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名称 高二物理(粤教版2019)选择性必修一第三章《机械波》重难点突破卷(含解析)
格式 docx
文件大小 4.4MB
资源类型 试卷
版本资源 粤教版(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--重难点突破卷
(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.(23-24高二下·重庆·期中)市面上的智能手机大多有“双MIC降噪技术”,在通话时,辅助麦克风收集背景音,与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图,图乙是理想状态下的降噪过程,实线表示环境噪声声波,虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波,则下列说法正确的是(  )
A.降噪过程应用的是声波的衍射原理
B.理想状态下,降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
C.理想状态下,降噪声波与环境噪声声波的频率不相等
D.P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
2.(24-25高二上·广东珠海·阶段练习)一简谐横波在t=0时的波形如图所示,介质中的质点P做简谐运动的表达式为 ,下列说法正确的是(  )
A.该波的振幅为8cm
B.该波的波速为10m/s
C.该波沿x轴负方向传播
D.质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4m
3.(23-24高二下·广东深圳·阶段练习)一列简谐横波在t=0时的波形如图实线所示。下列说法中错误的是(  )
A.这列波的波长是8m
B.如果波向右传播,平衡位置分别为B、C的2个质点,在此时刻的振动方向相反
C.若波速为120m/s,则波的频率为10Hz
D.若虚线是简谐横波在时的波形图,波的传播速度可能为:(,,)
4.(23-24高二上·广东东莞·阶段练习)沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该波的波长为12m
C.该波的传播速度为12m/s
D.处的质点在此后1.2s内运动的路程为1m
5.(23-24高二上·广东中山·期末)如图所示,一根绳子上等间距分布一系列点,相邻两点的距离为 10cm。在外力作用下,质点1开始沿竖直方向做简谐振动,t =0时所有质点都处于平衡位置, 时, 质点1第一次到达最高点,质点4 刚开始振动,t = 4s时,质点1 第一次回到平衡位置且向下振动,质点7开始振动。下列说法正确的是(  )
A.这列波的波长为 12m
B.当t =6s时, 质点8向下振动
C.这列波传播的速度
D.当质点1 停止振动时,这列波也停止传播
6.(23-24高二下·湖北·阶段练习)如图甲所示,太空舱中弹簧振子沿轴线AB自由振动,一垂直于AB的弹性长绳与振子相连,以振子的平衡位置为坐标原点O,沿绳方向为x轴,沿弹簧轴线方向为y轴。振子振动一段时间后,某时刻绳子的波形如图乙中实线所示,经过后的波形如图乙中虚线所示,P为处的质点,Q为处的质点,则(  )
A.绳子上质点P、Q的起振方向相反
B.弹簧振子振动频率的最大值为
C.绳子上产生的波的传播速度可能为
D.时,质点Q的位置在处
7.(23-24高二下·河北·期末)位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动,形成一列沿x轴传播的简谐波,时的波形如图所示,此时处的质点位于波峰位置。下列选项图中能正确描述处质点振动的图像是(  )
A. B.
C. D.
8.(23-24高二下·广东广州·期中)如图,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=0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波,下列说法正确的是(  )
A.t=0时,x=1m处的质点加速度为零,x=2m处的质点速度最大
B.波速可能为4m/s
C.频率一定为1.5Hz
D.t=1s时,x=1m处的质点一定处于波谷
9.(23-24高二上·广东东莞·期末)老师将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端,闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周运动,甲同学和乙同学听到蜂鸣器音调在发生变化。如图所示,当蜂鸣器从A转动到B的过程中,下列判断正确的是(  )
A.蜂鸣器发出声音的频率在变化
B.甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低
C.两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化
D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
10.(23-24高二下·广东江门·期中)图(a)为一列简谐横波在时刻的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点;图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的是(  )
A.波向左传播
B.波速为40m/s
C.时,质点P向y轴正方向运动
D.从到,质点P运动的路程为20cm
11.(23-24高二下·广东江门·期中)图中实线和虚线分别是轴上传播的一列简谐横波在和时刻的波形图,处的质点在时刻向轴正方向运动,则(  )
A.该波的频率可能是
B.该波的波速可能是
C.时处质点的加速度方向沿轴负方向
D.各质点在内随波迁移
12.(23-24高二下·广东广州·期中)如图甲所示,“战绳”是一种新型锻炼身体的方法。把绳子的一端固定在一点,用手握住绳子的另一端,上下抖动使绳子振动起来,可以达到锻炼身体的效果。如图乙为t=0时刻的波形图,此时绳波在向右传递。已知锻炼时手上下抖动的频率为5Hz,下列说法正确的是(  )
A.该列绳波的波速为100m/s
B.t=0.1s时,x=3m处的质点到达平衡位置且向下振动
C.t=0.25s时,x=1m处的质点到达波峰位置
D.t=0.25s时,x=2m处的质点速度最大
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·广东深圳·期中)如图所示,实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图,已知在时刻,介质中x=0.6m处的质点P沿y轴正方向运动。求:
(1)该波的传播方向及最小波速;
(2)若T>0.2s,则从时刻开始,介质中x=0.1m处的质点Q第4次到达波谷所用的时间。
14.(12分)(23-24高二下·广东·期中)一列简谐横波沿x轴正方向传播,时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于、处。从时刻开始计时,当时质点Q刚好第4次到达波峰。
(1)求该横波传播的波速;
(2)写出质点P做简谐运动的振动方程;
(3)求质点P从0时刻开始计时,经过后走过的路程s。
15.(13分)(23-24高二下·重庆·期末)如图甲所示,孩子们经常会在平静的水中投掷一块石头激起水波。现对该模型做适当简化,若小孩将小石头垂直于水面投入水中,以小石头入水点为坐标原点O,以此为计时起点,沿波传播的某个方向建立O—x坐标轴,在x轴上离O点不远处有一片小树叶,若水波为简谐横波,如图乙所示t=0.6s时的波动图像,图丙为小树叶的部分振动图像。
(1)请判断小树叶位于P、Q两点中的哪一点?并写出合理的解释;
(2)波源的振动形式第一次传到P点需要的时间;
(3)求质点P在小石头入水后0.6s内运动的总路程。
16.(17分)(23-24高二上·山东泰安·期中)在x轴上沿正方向传播的简谐波,在t=0时刻的部分波形如图所示,此时该波刚好传播到x轴上坐标为(5,0)的点,质点振动的振幅为12cm。P、Q两质点的平衡位置坐标分别为(7,0)和(17,0),已知t=1.8s时,P质点第二次出现在波峰。
(1)这列波的传播速度是多少;
(2)从t=0时刻起,经过多长时间Q质点第一次出现在波峰;
(3)到Q质点第一次出现在波峰时,P质点通过的路程为多少。
答案和解析
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C B C D A ABC BC BC
题号 11 12
答案 ABC BC
1.B
【详解】A.降噪过程应用的是声波的干涉原理,故A错误;
B.声波是机械波,机械波的传播速度由介质决定,可知,理想状态下,降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等,故B正确;
C.结合上述可知,降噪过程应用的是声波的干涉原理,根据干涉条件可知,理想状态下,降噪声波与环境噪声声波的频率相等,故C错误;
D.机械波传播的是质点的振动形式与能量,质点自身并不随波迁移,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】A.根据题意,该波的振幅为4cm,故A错误;
B.周期为
rad/s=0.4rad/s
所以波速为
m/s=10m/s
故B正确;
C.根据质点P的振动方程可知,t=0时刻,质点P处于平衡位置,且沿y轴正方向运动,结合波形图,根据“上下坡”法可知,该波沿x轴正方向传播,故C错误;
D.介质中的质点沿y轴上下振动,而不会随波迁移,故D错误。
故选B。
3.C
【详解】AC.由图可知这列波的波长是8m;若波速为120m/s,则波的周期为
波的频率为
故A正确,不满足题意要求,C错误,满足题意要求;
B.如果波向右传播,根据波形平移法可知此时平衡位置为B的质点沿轴正方向振动,平衡位置为C的质点沿轴负方向振动,故B正确,不满足题意要求;
D.若虚线是简谐横波在时的波形图,若波沿x正向传播,那么波的传播速度为
(,,)
若波沿x负向传播,那么波的传播速度为
(,,)
故D正确,不满足题意要求。
故选C。
4.B
【详解】A.根据图乙可知,时刻,质点Q沿y轴正方向运动,在图甲中,根据同侧法可知,该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.根据图甲可知,该波的波长为
16m-4m=12m
故B正确;
C.根据图乙可知,该波的周期为1.2s,则该波的传播速度为
故C错误;
D.根据上述,该波的周期为1.2s,则处的质点在此后1.2s内运动的路程为
故D错误。
故选B。
5.C
【详解】A.质点1到质点7的距离为
这列波的波长
故A错误;
BC.由图可知,质点7的起振方向竖直向上,可知波源质点1起振方向也竖直向上。t =0时所有质点都处于平衡位置, 时, 质点1第一次到达最高点,则
得周期
波速
当t =6s时波形比t =4s向前平移距离
t =4s时质点4处在波峰位置,t =6s时波峰位置传到质点7处,根据带动法,当t =6s时, 质点8向上振动,故B错误,C正确;
D.当质点1 停止振动时,因为有介质存在,这列波可以继续传播。故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.绳子上各质点的起振方向都与波源弹簧振子的起振方向相同,故A错误;
B.波源在坐标原点,绳子上产生的波只能向右传播,由到波传播的距离
、1、2、
,、1、2、
则波速为
、1、
、1、2、
当时,该波振动周期最大值为,则质点P的振动频率最小值为,故B错误;
C.绳子各质点都是在波源振子的驱动下做受迫振动,受迫振动的频率与驱动力频率相同,据以上分析可知,该波的波速不可能为,故C错误;
D.根据波的图像和以上分析可知,在时刻,质点Q位移
可得
、1、2、
故D正确。
故选D。
7.A
【详解】根据波形图可得
解得周期

解得波长为
该波的波速为
所以波传到经过的时间为
根据波形图可知,振源的起振方向向上,则波传到时,质点开始向上振动。
故选A。
8.ABC
【详解】A.由图实线可知,t=0时,x=1m处的质点处于位移最大处,加速度最大;x=2m处的质点处于平衡位置,速度最大;A错误,符合题意;
B.若简谐横波沿轴正方向传播,该简谐波的周期大于,则
解得
此时的波速为
若简谐横波沿轴负方向传播,该简谐波的周期大于,则
解得
此时的波速为
故B错误,符合题意;
C.若简谐横波沿轴正方向传播,简谐波的频率为
若简谐横波沿轴负方向传播,简谐波的频率为
故C错误,符合题意;
D.时,处的质点处于波峰位置,若简谐横波沿轴正方向传播,时,处的质点振动了,处于波谷,若简谐横波沿轴负方向传播,时,处的质点振动了,处于波谷,故时,处的质点一定处于波谷,D正确,不符合题意。
故选ABC。
9.BC
【详解】A.蜂鸣器发出声音的频率是由蜂鸣器本身决定的,则频率不变,选项A错误;
BC.当蜂鸣器从A转动到B的过程中,远离甲同学,向乙同学靠近,则根据多普勒效应可知,甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低,乙同学听到的蜂鸣器的音调在升高,两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化引起的,选项BC正确;
D.音调的忽高忽低是由波的多普勒效应造成的,选项D错误。
故选BC。
10.BC
【详解】A.由Q点的振动图像可知时刻质点沿着轴正方向运动,根据同侧法可知波向右传播,故A错误;
B.波的周期,波长,则波速为
故B正确;
C.从时刻到时,波振动了个周期,故P点在平衡位置的下方且向平衡位置方向运动,即质点P向y轴正方向运动,故C正确;
D.从到,P振动了个周期,由于时刻P质点的速度不为零且处于速度变大的趋势,走过路程大于一个振幅小于两个振幅,即小于20cm,故D错误。
故选BC。
11.ABC
【详解】A.由题意,x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动,由上下坡法可知波向x轴正方向传播。则时间
可得
该波的频率为
当n=3时
f=125Hz
故A正确;
B.由图知,波长为
则波速为

当n=0时
故B正确;
C.由于波向x轴正方向传播,t=0时x=1.4m处质点位于x轴上方,加速度方向沿y轴负方向。故C正确;
D.简谐横波沿x轴传播,质点只上下振动,不随波迁移。故D错误。
故选ABC。
12.BC
【详解】A.由题可知频率为5Hz,则周期为
由图乙可知
则该列绳波的波速
故A错误;
B.t=0时刻,根据图乙,x=3m处的质点在平衡位置,且向上振动;t=0.1s时,有
x=3m处的质点向上到达波峰后,回到平衡位置,且向下振动,故B正确;
CD.t=0.25s时
x=1m处的质点到达波峰位置,x=2m处的质点到达波谷位置,速度为零,故C正确,D错误。
故选BC。
13.(1)沿x轴负方向,;(2)
【详解】(1)根据同侧法可知,波沿x轴负方向传播。由图可知,该波的波长为
λ=0.8m
由题意可知
(,1,2,3…)
解得
(,1,2,3…)
当n=0时,最大周期为T=0.8s。则该波的最小波速为
(2)由题意可知,若T>0.2s,则波速为v=1m/s,质点Q第4次到达波谷,波传播的距离
则质点Q第4次到达波谷所用时间为
14.(1);(2);(3)
【详解】(1)根据波形平移法可知,时刻质点Q从平衡位置向下振动,时质点Q刚好第4次到达波峰,则有
解得周期为
由图可知波长为
则该横波传播的波速为
(2)根据波形平移法可知,时刻质点P从平衡位置向上振动,则质点P做简谐运动的振动方程为
(3)根据
时质点P的位移为
则质点P从0时刻开始计时,经过后走过的路程为
15.(1)小树叶位于P点,见解析;(2)0.2s;(3)0.16m
【详解】(1)根据同侧法可知,0.6s时刻,质点P沿y轴负方向振动,质点Q沿y轴正方向振动,根据图丙可知,0.6s时刻,该质点沿y轴负方向振动,即小树叶位于P点。
(2)根据波长与波速关系有
结合图像解得
根据
结合图像,解得波源的振动形式第一次传到P点需要的时间
(3)结合上述,质点P在小石头入水后0.6s内振动的时间
则质点P在小石头入水后0.6s内运动的总路程为
16.(1)5m/s;(2)3s;(3)156cm
【详解】
(1)由题图可知这列波的波长为
从t=0到t=1.8s时间内,P点第二次出现波峰,所以
解得
所以这列波的传播速度大小为
(2)从t=0时刻起,第一个波峰传到到Q点的距离为
所以Q点第一次出现波峰所经过的时间为
(3)波传播到P点的时间为
当Q点第一次出现波峰时,P点振动的时间为
所以P点通过的路程为
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