人教版（广西专用）高中物理选择性必修第一册第3章机械波过关检测含答案

这是一份人教版（广西专用）高中物理选择性必修第一册第3章机械波过关检测含答案，共11页。
第三章过关检测(时间:90分钟　满分:100分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项符合题目要求,第8~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下列关于波的说法正确的是(　　)A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样B.在干涉图样中,振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移C.当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小,波才能发生衍射答案C解析两列波在同一空间相遇,需要波的频率相等、相位差恒定、振动方向相同,才能形成稳定的干涉图样,故选项A错误;在干涉图样中,振动加强区域的质点的振幅最大,振动减弱区域的质点的振幅最小,但所有的质点都在平衡位置附近振动,位移有大有小,两种质点的位移不能比较大小,故选项B错误;根据多普勒效应可知,当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低,故选项C正确;只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小,波才能发生明显的衍射现象,故选项D错误。2.(2023山东青岛二中三模)青岛濒临黄海,是国内著名的滨海旅游城市,长达800多千米的海岸线,拥有众多优良海水浴场。在石老人海水浴场,某同学漂浮在海面上;水波以3 m/s的速率向着海滩传播,该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18 s。下列说法正确的是(　　)A.该同学很快就会漂流到沙滩上B.该水波的周期为1.8 sC.该水波的波长为6 mD.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的干涉现象答案C解析该同学只会在平衡位置附近振动,不会随波迁移,选项A错误。该水波的周期为T=tn-1=2 s,选项B错误。根据波长公式得λ=vT=6 m,选项C正确。该水波可以绕过石老人继续传播属于波的衍射现象,选项D错误。3.(2023全国高二专题练习)如图所示,静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波,该超声波被迎面驶来的汽车b反射后,又被a接收到。则(　　)A.a接收到b的反射波频率等于f0B.a的发射波与b的反射波相遇会发生干涉C.反射波在空气中的传播速度与b运动速度有关D.a根据接收到的反射波的频率可确定b的速度答案D解析多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化。当波源和观察者靠近时,频率会变大,所以a接收到b的反射波频率大于f0,选项A错误。由于频率发生变化,a的发射波与b的反射波相遇不会发生干涉,选项B错误。同一介质中机械波的传播速度相等,选项C错误。利用多普勒效应,可以根据接收到的波的频率确定汽车的速度,选项D正确。4.一般来说现在的手机上都会有2个麦克风,一个比较大的位于手机下方,另一个一般位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,从而实现降噪的效果。下图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法错误的是(　　)A.降噪过程实际上是声波发生了干涉B.降噪过程本质上是两列声波相遇时叠加的结果C.降噪声波与环境噪声的传播速度一定相等D.P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长答案D解析由题图看出,降噪声波与环境声波波长相等,波速相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,选项A、B正确。机械波传播的速度由介质决定,则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,选项C正确。质点在平衡位置附近振动,不会随波迁移,选项D错误。5.如图所示,一列简谐横波沿水平方向向左传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P向下运动到平衡位置时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是(　　)A.0.60 m B.0.30 mC.0.20 m D.0.15 m答案A解析由题意可得,当质点P向下运动到平衡位置时,Q点刚好运动到下方的最大位移处,再根据同侧法,可以确定其最长的波长情景如图所示,则14λ+nλ=0.15 m(n=0,1,2,…),可解得λ=0.60 m、λ=0.12 m、…,故选项A正确。6.如图所示,实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻M点处波峰与波峰相遇,下列说法正确的是(　　)A.该时刻质点O正处于平衡位置B.P、N两质点始终处在平衡位置C.从该时刻起,经过二分之一周期,质点M处于振动减弱区D.从该时刻起,经过二分之一周期,质点M到达平衡位置答案B解析由题图知O点是波谷和波谷叠加,该时刻在波谷,故选项A错误;图示时刻,P、N两点是波谷和波峰叠加,位移始终为零,即处于平衡位置,两列波单独传播引起的位移的矢量和应该一直为零,故P、N两质点始终处在平衡位置,故选项B正确;图示时刻,点M为波峰与波峰叠加,是振动加强点,经过二分之一周期,振动到波谷位置,故选项C、D错误。7.一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,在t=0时刻的波形如图所示。已知在t=0时刻开始计时,质点O沿y轴正方向通过平衡位置;在t=0.2 s时刻,质点O自计时后第一次处于波峰。下列说法正确的是(　　)A.该简谐横波的波速为4 m/sB.质点M与质点N都运动起来后,它们的运动方向总相反C.在0~0.2 s的时间内质点M通过的路程为0.4 mD.在t=2.6 s时刻,质点M处于平衡位置,正沿y轴正方向运动答案D解析由题图可得,该波的波长为λ=4 m,由题意可得,该波的周期为T=0.2s14=0.8 s,则由波速、波长和周期的关系可得,该波的波速为v=λT=5 m/s,所以选项A错误;从计时开始之后的14T内,质点M与质点N的运动方向相同,所以选项B错误;在0~0.2 s的时间内,该波向左传播了14T,对于质点M,在这段时间内,通过的路程为s=20 cm=0.2 m,所以选项C错误;在t=2.6 s时刻,该波传播了314T,所以质点M处于平衡位置,正沿y轴正方向运动,所以选项D正确。8.沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形为一正弦曲线,其波速为200 m/s,则下列说法正确的是(　　)A.从图示时刻开始,经0.01 s质点a通过的路程为40 cm,此时相对平衡位置的位移为零B.图示时刻质点b的加速度方向为y轴正方向C.若此波遇到另一列波,并产生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50 HzD.若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于200 m答案BC解析由题图可知波长λ=4 m,则周期T=λv=0.02 s,t=0.01 s=12T,经0.01 s质点a通过的路程为s=2A=40 cm,恰好到达最低点,其位移为-20 cm,选项A错误;图示时刻质点b的位移为负值,可知加速度方向为y轴正方向,选项B正确;该波的频率为f=1T=50 Hz,若此波遇到另一列波,并产生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50 Hz,选项C正确;由于波长λ=4 m,若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不大于4 m,选项D错误。9.A、B两列波在同一介质中沿x轴正负两个方向相向传播,t=0时刻波形如图所示,波速均为v=25 cm/s,则下列说法正确的是(　　)A.x=15 cm处的质点是振动加强点B.只有波峰与波谷相遇处质点才会处于y=4 cm或-4 cm位置C.t=0.08 s时,第一次有质点处于y=-20 cm位置处D.再经过31.2 s时间x=15 cm处的质点将第2次处于y=20 cm位置处答案CD解析根据题图可知,两波波长不同,而在同一介质中,波速相同,由v=λf 可知,两波频率不同,故不能发生干涉,故选项A错误;根据题意可知,当两波未相遇时,也会有质点处于y=4 cm或-4 cm位置,故选项B错误;当波谷与波谷相遇,质点处于y=-20 cm位置处,所以Δt=Δx2v=45-15+39×232×25 s=0.08 s,故选项C正确;x=15 cm处的质点第2次处于y=20 cm位置处时,设A波传播了m个周期,B波传播了n个周期,有52m25=60n25,且m与n都取最小值,解得n=13,m=15,故所需时间为t=52×1525 s=31.2 s,故选项D正确。10.某横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻恰好传播到x=2 m处的B点;当t=0.5 s质点A从t=0时刻起恰好第三次位于平衡位置。质点P位于x=5 m处,下列说法正确的是(　　)A.该波的波速为v=5 m/sB.t=1.1 s时,质点P已经过的路程是0.1 mC.与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.25 HzD.质点A的振动方程为y=2sin5πt+π2(cm)答案ABD解析根据t=0.5 s时质点A恰好第三次位于平衡位置知54T=0.5 s,得T=0.4 s,由题图可知,该波的波长为λ=2 m,则该波的波速为v=λT=20.4 m/s=5 m/s,故选项A正确;波从图示时刻传到P点的时间为t=Δxv=5-25 s=0.6 s,起振方向向下,当t=1.1 s时,质点P已振动了t=0.5 s=54T,所以t=1.1 s时质点P经过的路程是s=2×4×54 cm=10 cm=0.1 m,故选项B正确;该波的频率为f=1T=2.5 Hz,两列波发生干涉的条件是频率相同,所以与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.5 Hz,故选项C错误;由题图可知,振幅为A=2 cm,圆频率为ω=2πT=5π rad/s,则质点A的振动方程为y=2sin 5πt+π2(cm),故选项D正确。二、填空题(共3小题,共18分。把答案直接填在横线上)11.(6分)如图所示,实线为一列横波某时刻的波形,这列波的传播速度为0.25 m/s,虚线为1 s后的波形。那么这列波的传播方向是　　　　,这段时间内质点P(平衡位置在x=0.1 m处)所通过的路程是　　　　。 答案向左　50 cm解析波的传播距离x=vt=0.25 m=54λ,故波向左传播,P所通过的路程为5倍振幅,即50 cm。12.(6分)在如图甲所示的轴上有M、N两质点,两点之间的距离为x=12 m,已知空间中有简谐横波由M向N传播,某时刻两质点的振动图像如图乙、丙所示,已知该简谐横波的波长介于8 m和10 m之间。则该简谐横波的传播周期为　　　　 s,该简谐横波的传播速度大小为　　　　 m/s,0~1.2 s内质点M点通过的路程为　　　　 cm。 甲乙丙答案0.8　12　60解析由振动图像可知这列波的周期为T=0.8 s;由于简谐横波由M向N传播,则有x=n+14λ(n=0,1,2,3,…),又因为8 m