第三章 机械波 基础达标卷（A卷）-高二物理分层训练AB卷（人教版选择性必修第一册）

第三章 机械波 基础达标卷（A卷）

高二物理·全解全析

1．A

【解析】A B．机械波是机械振动在介质中的传播，其形成条件必须是波源即机械振动与介质同时满足；有机械波必有振动，但有振动如果没有介质，则没有波，故B错误，A正确；

C．介质中的各点在波源的作用下做受迫振动，其频率与波源振动频率相同，不管离波源远近如何，其振动周期都与波源的振动周期相同，故C错误；

D．如果振源停止振动，依据波形成原理，质点间依次带动，则在介质中传播的波动不会立即停止，故D错误。

故选A。

2．B

【解析】AB．波速反映了振动在介质中传播的快慢，与质点振动的快慢无关，A错误，B正确；

CD．波速由介质决定，波速与波源无关，波速与波源的频率无关，CD错误。

故选B。

3．C

【解析】CD．波速与传播介质有关，与波源频率无关，所以当该同学手运动的频率加快时，波速不变，故C正确，D错误；

AB．根据可知当频率增大而波速不变时，波长变短，故AB错误。

故选C。

4．B

【解析】A．波沿x轴正方向传播，在0时刻质点P振动方向向下，则波源的起振方向沿y轴负方向，A错误；

BD．该波的传播速度为

则波传播到M所需时间为

再经过0.3s，即再经过个周期，质点M处于波峰，B正确，D错误；

C．波传播到Q所需时间为

则从0s至0.4s，质点Q将振动个周期，通过的路程为3个振幅，为1.2m，C错误。

故选B。

5．B

【解析】A．图2为质点Q的振动图像，则知在t=0.10s时，质点Q正从平衡位置向y轴负方向运动，故A错误；

B．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为

由于t=0.10s时刻质点Q在平衡位置处，所以质点Q通过的路程

故B正确；

D．在t=0.10s时，质点Q向y轴负方向运动，可知该波沿x轴负方向传播，此时质点P正向y轴正方向运动。从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为

则在t=0.25s时，质点P位移为负，加速度方向与y轴正方向相同，故D错误；

C．由图1知波长λ=8m，则波速为

从t=0.10s到=0.25s经过的时间为Δt=0.15s，该波沿x轴负方向传播的距离为

故C错误。

故选B。

6．D

【解析】A．“隔墙有耳”是波绕过障碍物继续传播，是声音的衍射现象，故A不符合题意；

B．“空山不见人，但闻人语声”，这是障碍物挡住了光，挡不住声音，声音衍射明显，故B不符合题意；

C．河中芦苇后面没有留下无波的区域，是水波的明显衍射现象，故C不符合题意；

D．池中假山后无水波说明衍射现象不明显，故D符合题意。

故选D。

7．A

【解析】AB．由图可知，降噪声波和环境声波波长相等，频率相同，且等幅反相，两边叠加时发生干涉，振动减弱，起到降噪的作用，但是并不能使外界噪音的能量消失，A正确，B错误；

C．降噪过程不可以消除通话中的所有背景杂音，只能消除和降噪声波频率相同的环境背景杂音，C错误；

D．P点处于平衡位置，但是两波等幅反相，合振幅为零，此时P点静止不动，动能为零，D错误。

故选A。

8．C

【解析】图1中小车绕着甲做匀速圆周运动，根据多普勒效应可知，小车发出的频率与观察者甲接收到的频率相等，则有

图2中小车向左匀速运动，小车远离乙和丙，根据多普勒效应可知，二者接收到的频率均小于小车发出的频率，且小车相对于乙和丙的运动是相同的，则有

综上所述，有

故选C。

9．AC

【解析】A．振动方向与传播方向在同一条直线上的波叫做纵波，振动方向与传播方向相互垂直的波叫做横波，所以，震源的正上方，地震波的纵波会引起地面物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动，A正确；

B．地震波的横波在介质中传播时，介质中的质点会沿垂直于波的传播方向运动，从而导致房屋倒塌，B错误；

C．横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为

C正确；

D．建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近，建筑物的振幅越大，受到的损伤就越大，D错误。

故选AC。

10．BC

【解析】水波发生衍射现象，由于频率不变，则周期也不变，因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射，由于波速不变，则波长也不变，因振动能量的减弱，导致振幅减小，故BC正确，AD错误．

11．BD

【解析】A．由图可知两列波的波长相等

同种介质中波速相同，则根据可知两列波的周期相等，选项A错误；

B．t=0时刻两波源同时开始持续振动，t=0.2s时两列波刚好传到如图所示位置，由图可知两列波传播的距离均为

则两列波的波速

选项B正确；

C．波传到P点的时间

波传到P点的时间

所以两列波传到P点的时间差

选项C错误；

D．根据可知周期

0.5s两列波在P点相遇，根据波的叠加原理可知P点振动抵消，因此0~1s内质点P运动的路程为内波传到P点引起P点振动产生的路程，此段时间为T，则质点P运动的路程为

4A=8cm

选项D正确。

故选BD。

12．AB

【解析】A．根据波的图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向， A正确；

B．根据波的图像可知波长λ＝20 m，振幅A＝10 cm，周期

从t＝0开始经过0.15 s(0.75个周期)，x＝40 m处的质点运动路程为3个振幅，即

B正确；

C．接收器在

时能够接收到此波，C错误；

D．波源频率为

若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率小于5 Hz， 不可能为6Hz，D错误。

故选AB。

13．     或  （2分） 4或5（2分）

【解析】[1]由题知，2s内波传播了5m，所以波速为2.5m/s。

当波向上传播时，由题知，在2s内A点第三次到达波峰，有

得

根据

得

当波向上传播时，由题知，在2s内A点第三次到达波峰，有

得

根据

得

所以该波的波长为或；

[2]AB间距离为5m，

当时，有

则AB之间有2个完整波和个波，又因为A点在波峰，所以AB之间有4个点在平衡位置，

当时，有

则AB之间有2个完整波和个波，又因为A点在波峰，所以AB之间有5个点在平衡位置。

则t＝4s时AB连线上处于平衡位置的点有4个或5个。

14．     周期性 （2分）    弹簧振子（2分）     67.5（2分）

【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

15．（1）或；（2）20m/s，A→B

【解析】（1）由题图（b）可知，t=0时刻A点经过平衡位置向y轴负方向振动，而此时B点位于波峰，分以下两种情况讨论：

①当波沿A→B方向传播时，则有

（2分）

解得

（1分）

②当波沿B→A方向传播时，则有

（2分）

解得

（1分）

（2）该波的周期为

（1分）

根据前面分析可知，当波沿A→B方向传播且n=0时，波长有最大值为

（1分）

所以该波的最大传播速度为

（1分）

16．（1）x=（50+300n）cm（n=0，1，2，…）；（2）0.1s

【解析】（1）根据两列波的振幅都为6cm，偏离平衡位置位移为12cm的质点即为两列波的波峰相遇。设质点坐标为，根据波形图可知，甲、乙的波长分别为，。则甲、乙两列波的波峰坐标分别为

（2分）

（2分）

综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为

    （1分）

（2）偏离平衡位置位移为-12cm是两列波的波谷相遇的点，时，波谷之差

整理可得

（2分）

波谷之间最小的距离为

（2分）

两列波相向传播，相对速度为，所以出现偏离平衡位置位移为-12cm的最短时间

（1分）

17．（1）4m/s；（2）

【解析】（1）两列波在同一介质传播，波速相同，且由图可知波长相同，则周期、频率均相同，两列波在P点相遇时会形成干涉，且根据波形以及“上下坡”法可知两列波在P点相遇时引起P点的振动方向相反，则P点为振动减弱点，其振幅为

（2分）

设波的周期为T，则两列波从0时刻到在P点相遇经历的时间为

（1分）

易知P点从平衡位置向上起振，在0~0.2s时间内通过的路程为6个振幅，则

（1分）

解得

（1分）

所以甲波的波速为

（1分）

（2）根据前面分析可知P点在0.05s时刻从平衡位置向上起振，质点P的振动方程为

（3分）

18．（1）8m，若波沿x轴正方向传播，则周期为（n=0，1，2，…）；

若波沿x轴负方向传播，则周期为（n=0，1，2，…）；若波沿x轴正方向传播，则波速为（n=0，1，2，…）；若波沿x轴负方向传播，则波速为（n=0，1，2，…）；

（2）若波沿x轴正方向传播，则此时的波速大小为；若波沿x轴负方向传播，则此时的波速大小为。

【解析】（1）由波形图可知，该波的波长为

（1分）

若波沿x轴正方向传播，则

（n=0，1，2，…）（1分）

解得

（n=0，1，2，…）（1分）

则波速为

（n=0，1，2，…）（1分）

若波沿x轴负方向传播，则

（n=0，1，2，…）（1分）

解得

（n=0，1，2，…）（1分）

则波速为

（n=0，1，2，…）（2分）

（2）若波沿x轴正方向传播，则

（n=0，1，2，…）（1分）

解得

（1分）

则此时的波速大小为

（1分）

若波沿x轴负方向传播，则

（n=0，1，2，…）（1分）

解得

（1分）

则此时的波速大小为

（1分）