第三章　機械波 章末檢測試卷(三)（原卷版+解析版）

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(滿分：100分)

一、單項選擇題：共10題，每題4分，共40分。每題只有一個選項最符合題意。

1．下列關于波的說法中正確的是()

A．機械波可以在真空中傳播

B．不同頻率的聲波，在相同溫度的空氣中的傳播速度相同

C．質點沿豎直方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波

D．縱波傳播過程中各質點可以隨波遷移，而橫波傳播過程中各質點不能遷移

2．(2023·溧水高級中學月考)某同學研究繩波的形成，取一條較長的軟繩置于水平面上，軟繩一端固定，用手握住軟繩一端將軟繩水平拉直后，沿水平面垂直軟繩方向抖動后，觀察到如圖所示的甲、乙兩個繩波。關于兩次形成的繩波，下列判斷正確的是()

A．甲的振幅比乙的大

B．甲的周期比乙的大

C．甲的形成時間比乙早

D．甲的起振方向與乙相同

3.(2022·浙江省高二階段練習)某火星探測器上兩個麥克風的位置如圖所示。新研究發(fā)現(xiàn)，火星直升機葉片以2500r/min的速度旋轉產(chǎn)生84Hz的低音，測得該低音的傳播速度為240m/s。以下說法正確的是()

A．研究發(fā)現(xiàn)，火星大氣稀薄，只有地球大氣層密度的1%，這是火星聲音傳播速度比在地球上慢的原因

B．聲音在真空中也能傳播，只是速度很小

C．在火星車的右側有一聲源向火星車靠近，火星車兩個麥克風收錄的聲音頻率比聲源低

D．在聲音可傳播范圍內，相比于地球，同頻聲音在火星上更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

4．一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，波速為4m/s。某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是()

A．這列波的振幅為4cm

B．這列波的頻率為1Hz

C．此時x＝4m處質點沿y軸負方向運動

D．此時x＝8m處質點的加速度為0

5.位于坐標原點的波源產(chǎn)生的簡諧橫波在t＝0.4s時的波形如圖所示，此時波剛好傳播到x＝2.4m處，則()

A．波源的起振方向沿y軸正方向

B．該波的傳播速度大小為3m/s

C．t＝1.2s時P點的位移為10cm

D．波源的振動方程為y＝20sin(5πt)cm

6．(2022·江蘇常州市期末)圖(a)為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖，圖(b)為介質中平衡位置在x＝1.5m處質點的振動圖像，P是平衡位置為x＝2m的質點，以下說法正確的是()

A．波沿x軸正方向傳播

B．波的傳播速度是1m/s

C．t＝3s時，質點P的加速度為0

D．0～2s內，質點P運動的路程為4cm

7．(2022·江蘇省海安高級中學期末)如圖甲所示，一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，在t＝0時刻剛好傳到坐標原點，如圖乙為介質中某一質點M的振動圖像。下列說法正確的是()

A．質點M平衡位置的坐標xM＝－4m

B．質點M平衡位置的坐標xM＝12m

C．質點M在0～7s內的路程s＝70cm

D．質點M在0～7s內的路程s＝10cm

8．(2023·綿陽江油中學高二月考)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關于該簡諧波，下列說法錯誤的是()

A．波速為6m/s

B．頻率為1.5Hz

C．t＝1s時，平衡位置為x＝1m處的質點位于波峰

D．t＝2s時，平衡位置為x＝2m處的質點經(jīng)過平衡位置

9．(2022·江蘇蘇州市期末)如圖所示，甲圖表示S1和S2兩相干水波的干涉圖樣，設兩列波各自的振幅均為5cm，且圖示范圍內振幅不變，波速和波長分別是1m/s和0.5m，B是A、C連線的中點；乙圖為一波源S3在同種均勻介質中做勻速運動的某一時刻的波面分布情況。甲圖中實線表示波峰，虛線表示波谷。則下列關于兩幅圖的說法中錯誤的是()

A．甲圖中A、B兩點的豎直高度差為10cm

B．從甲圖所示時刻開始經(jīng)0.25s，B點通過的路程為20cm

C．乙圖所表示的是波的衍射現(xiàn)象

D．在E點觀察到的頻率比在F點觀察到的頻率高

10．甲、乙兩列波振幅分別為A、，在同一介質中相向傳播，某時刻的波形圖如圖所示，x＝4m處的質點再過1s將第一次到達波谷，以下說法正確的是()

A．這兩列波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象

B．經(jīng)過4s兩波會相遇

C．當兩列波疊加時，x＝7m處的質點振幅為A

D．當兩列波疊加時，x＝6m處的質點振動加強

二、非選擇題：共5題，共60分。其中第13題～第15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

11．(8分)在利用發(fā)波水槽得到水面波形的實驗中：

(1)如圖為利用發(fā)波水槽得到的水面波形圖，a圖樣是水面波的________現(xiàn)象，b圖樣是水面波的________現(xiàn)象。

(2)如圖所示，用實線表示波峰、虛線表示波谷來描述波的干涉圖樣，兩列波的振幅都為10cm，波速和波長分別為1m/s和0.2m，C點為AB連線的中點。則圖示時刻C點的振動方向________(選填“向上”或“向下”)，從圖示時刻再經(jīng)過0.25s時，A點經(jīng)過的路程為________cm。

12．(8分)一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝0.07s時刻的波的圖像如圖甲所示，圖乙是質點A的振動圖像，由題可知該波的傳播方向沿x軸________(填“正”或“負”)方向，該波的傳播速度為________m/s，t＝0.07s時刻質點A偏離平衡位置的位移為________cm，A點的橫坐標為x＝________m。

13．(8分)(2022·江蘇宿遷市高二期中)甲、乙二人分別乘兩條小船(視為質點)在湖中釣魚，他們相距30m。一列水波正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘上下浮動15次，當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，兩船之間還有兩個波峰。求：

(1)水波的頻率；

(2)水波的波速大小。

14．(10分)(2022·江蘇馬壩高中期中)圖甲為某波源的振動圖像，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在t＝0時刻的圖像，波的圖像中坐標原點O表示波源。問：

(1)這列波的波速為多大；

(2)質點Q何時第一次到達波峰。

15．(10分)一振動片以頻率f做簡諧運動時，固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知除c點外，在ac連線上還有其他振幅最大的點，其中距c最近的點到c的距離為l。求：

(1)波的波長；

(2)波的傳播速度大小。

16．(16分)(2022·江蘇南通市高二期末)如圖所示，實線和虛線分別是沿x軸正方向傳播的一列簡諧橫波在t1＝0和t2＝0.06s時刻的波形圖。

(1)求該波的波長λ、周期T和速度大小v；

(2)若3T0.5s，則根據(jù)波形平移的特點可知，速度為v＝＝m/s＝6m/s，A正確，不符合題意；根據(jù)波形圖可知，波長為λ＝4m，則有f＝＝Hz＝1.5Hz，B正確，不符合題意；該簡諧波的周期T＝＝s，t＝0時平衡位置為x＝1m處的質點位于波峰，經(jīng)t＝1s，即經(jīng)過1.5個周期，平衡位置為x＝1m處的質點位于波谷，C錯誤，符合題意；由于Δt＝2s＝3T，即再經(jīng)過3個周期，質點仍在原來位置，所以t＝2s時，平衡位置為x＝2m處的質點經(jīng)過平衡位置，D正確，不符合題意。

9．(2022·江蘇蘇州市期末)如圖所示，甲圖表示S1和S2兩相干水波的干涉圖樣，設兩列波各自的振幅均為5cm，且圖示范圍內振幅不變，波速和波長分別是1m/s和0.5m，B是A、C連線的中點；乙圖為一波源S3在同種均勻介質中做勻速運動的某一時刻的波面分布情況。甲圖中實線表示波峰，虛線表示波谷。則下列關于兩幅圖的說法中錯誤的是()

A．甲圖中A、B兩點的豎直高度差為10cm

B．從甲圖所示時刻開始經(jīng)0.25s，B點通過的路程為20cm

C．乙圖所表示的是波的衍射現(xiàn)象

D．在E點觀察到的頻率比在F點觀察到的頻率高

答案C

解析甲圖中A、B都是振動加強點，其中A在波峰，B在平衡位置，則A、B兩點的豎直高度差為2A＝10cm，故A正確，不符合題意；波的周期為T＝＝s＝0.5s，從甲圖所示時刻開始經(jīng)0.25s＝0.5T，B點通過的路程為2×2A＝20cm，故B正確，不符合題意；乙圖所表示的是波的多普勒效應，故C錯誤，符合題意；在E點單位時間內接收到的波面比F點多，則在E點觀察到的頻率比在F點觀察到的頻率高，故D正確，不符合題意。

10．甲、乙兩列波振幅分別為A、，在同一介質中相向傳播，某時刻的波形圖如圖所示，x＝4m處的質點再過1s將第一次到達波谷，以下說法正確的是()

A．這兩列波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象

B．經(jīng)過4s兩波會相遇

C．當兩列波疊加時，x＝7m處的質點振幅為A

D．當兩列波疊加時，x＝6m處的質點振動加強

答案D

解析由題圖可知，兩列波的波長相同，且在同種介質中傳播時兩波的波速相同，則兩波的頻率相同，因此會發(fā)生干涉現(xiàn)象，A錯誤；

由題圖可知波長λ＝4m，由x＝4m處的質點再過1s將第一次到達波谷可知周期T＝4s，則波速v＝＝1m/s

兩列波相遇所需時間t＝＝s＝2s，B錯誤；

x＝4m和x＝10m處的質點振動情況相反，兩質點到x＝7m的距離相等，可知兩列波在x＝7m處相互減弱，因此在x＝7m處的質點振幅為，C錯誤；

x＝2m和x＝10m處的質點振動情況相同，兩質點到x＝6m的距離相等，因此在x＝6m處的質點振動加強，D正確。

二、非選擇題：共5題，共60分。其中第13題～第15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

11．(8分)在利用發(fā)波水槽得到水面波形的實驗中：

(1)如圖為利用發(fā)波水槽得到的水面波形圖，a圖樣是水面波的________現(xiàn)象，b圖樣是水面波的________現(xiàn)象。

(2)如圖所示，用實線表示波峰、虛線表示波谷來描述波的干涉圖樣，兩列波的振幅都為10cm，波速和波長分別為1m/s和0.2m，C點為AB連線的中點。則圖示時刻C點的振動方向________(選填“向上”或“向下”)，從圖示時刻再經(jīng)過0.25s時，A點經(jīng)過的路程為________cm。

答案(1)衍射干涉(2)向下100(每空2分)

解析(1)a圖樣是水面波的衍射現(xiàn)象。b圖樣是水面波的干涉現(xiàn)象。

(2)B點處于波谷，A點處于波峰，波由B向A傳播，此時C處于平衡位置，經(jīng)過四分之一周期，波谷傳播到該點，知圖示時刻C點的振動方向向下。

波的周期T＝＝s＝0.2s，則t＝0.25s＝T，A點是振動加強點，振幅為20cm，則s＝×4A＝100cm。

12．(8分)一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝0.07s時刻的波的圖像如圖甲所示，圖乙是質點A的振動圖像，由題可知該波的傳播方向沿x軸________(填“正”或“負”)方向，該波的傳播速度為________m/s，t＝0.07s時刻質點A偏離平衡位置的位移為________cm，A點的橫坐標為x＝________m。

答案負100109(每空2分)

解析由質點A的振動圖像可知，質點A在t＝0.07s時刻速度沿y軸負方向，由同側法可知該波的傳播方向沿x軸負方向；由題圖甲可知該波的波長為λ＝8m，由題圖乙可知該波的周期為T＝8×10－2s，可得波速為v＝＝100m/s

由題圖乙可知質點A的振動方程為

y＝20sin(25πt－π)cm

當t＝0.07s時y＝10cm

由質點A的振動方程可知質點A再次到達平衡位置的時刻為t＝0.08s，由于波沿x軸負方向傳播，可知x＝8m處質點再次到達平衡位置的時刻為t′＝0.09s

時間差為Δt＝0.01s

則波傳播的距離Δx＝v·Δt＝1m

可得A點的橫坐標為8m＋Δx＝9m。

13．(8分)(2022·江蘇宿遷市高二期中)甲、乙二人分別乘兩條小船(視為質點)在湖中釣魚，他們相距30m。一列水波正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘上下浮動15次，當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，兩船之間還有兩個波峰。求：

(1)水波的頻率；

(2)水波的波速大小。

答案(1)0.25Hz(2)3m/s

解析(1)根據(jù)每艘船每分鐘上下浮動15次，

則水波的頻率為f＝Hz＝0.25Hz(2分)

(2)由題意可知，甲、乙兩船間距為2λ，(1分)

即2λ＝30m(2分)

解得λ＝12m(1分)

則波速v＝＝λf＝12×0.25m/s＝3m/s。(2分)

14．(10分)(2022·江蘇馬壩高中期中)圖甲為某波源的振動圖像，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在t＝0時刻的圖像，波的圖像中坐標原點O表示波源。問：

(1)這列波的波速為多大；

(2)質點Q何時第一次到達波峰。

答案(1)2m/s(2)0.45s

解析(1)由圖可知T＝0.2s，λ＝0.4m(2分)

根據(jù)v＝(2分)

解得v＝2m/s(2分)

(2)由題圖乙可知t＝0時刻平衡位置x＝0.1m處的質點到達波峰位置，(2分)

設經(jīng)t時間質點Q第一次到達波峰，有

t＝s＝0.45s。(2分)

15．(10分)一振動片以頻率f做簡諧運動時，固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點，兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點，a、b、c間的距離均為l，如圖所示。已知除c點外，在ac連線上還有其他振幅最大的點，其中距c最近的點到c的距離為l。求：

(1)波