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章末测评验收卷(三)　机械波
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.关于波的认识，正确的是(　　)
蝙蝠能躲避障碍物主要是利用了声波的反射
发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
机械波在介质中的传播速度是由波源频率和介质共同决定
波在传播过程中绕过障碍物向前传播的现象，是波的折射现象
2.钢琴的“中央C”即为C调do，频率约为261.2 Hz，则它发出的声波(　　)
一边做仰卧起坐一边听，音调不会有变化
隔着门缝听，声音会变小，这是由于干涉现象造成的
与北京交通台103.9 MHz相比，中央C频率低
假如琴边古筝也有一根调到C调do的弦，由于构造不同，它们无法发生共振
3.小船漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但小船并不向海滩靠近。从第1个波峰到第10个波峰通过船下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是(　　)
该水面波的频率为6 Hz
该水面波的波长为3 m
水面波没有将小船推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
若水面波的频率增大，则水面波会将小船推向岸边
4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v＝4 m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图像如图所示，在下列选项中能够正确表示t＝0.15 s时波形的是(　　)
A B C D
5.在空旷的广场上有一堵较高大的墙，墙的一侧有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从墙的另一侧远离墙的A点走到靠近墙的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到(　　)
声音变响，男声比女声更响 声音变响，女声比男声更响
声音变弱，男声比女声更弱 声音变弱，女声比男声更弱
6.(2023·广东卷，4)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物，声波在水中传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是(　　)
两列声波相遇时一定会发生干涉
声波由水中传播到空气中，波长会改变
该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
7.如图所示，O是波源，a、b、c、d是沿波传播方向上处于平衡位置的四个质点，且Oa＝ab＝bc＝cd＝2 m，开始时各质点均静止在平衡位置，在t＝0时刻，波源O开始沿y轴正方向做简谐振动，振幅是0.1 m，波沿x轴正方向传播，波长λ＝8 m。当O点振动的路程为0.5 m时，有关a、b、c、d质点运动的描述正确的是(　　)
a质点正沿y轴负方向运动
c质点正沿y轴正方向运动
b质点的速度为零，加速度最大
d质点的速度最大，加速度为零
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.如图为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是(　　)
波通过孔A，发生明显的衍射现象
波通过孔B，不发生衍射现象
波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象
9.一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波源的平衡位置位于x＝0处且从t＝0时刻开始振动，t＝0.6 s时波刚好传播到质点b(b的平衡位置位于x＝12 m处)，此时波形图如图所示。质点a的平衡位置位于x＝6 m处，下列说法正确的是(　　)
简谐横波的传播速度为20 m/s
t＝0时，波源沿y轴正方向运动
0～0.5 s的时间内，质点a运动的路程为40 cm
t＝0.8 s时，平衡位置位于x＝16 m处的质点沿y轴负方向运动
10.(2024·上海闵行高二校考期末)蜻蜓点水后在平静的水面上出现波纹，如图为蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹的俯视照片。分析图中信息可知(　　)
蜻蜓向左飞行
蜻蜓向右飞行
蜻蜓飞行速度大于水波传播速度
蜻蜓飞行速度小于水波传播速度
11.如图甲所示为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1 s时的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法正确的是(　　)
该简谐横波的传播速度为4 m/s
从此时刻起，经过2 s，P质点运动了8 m的路程
从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
图乙可能是图甲中x＝2 m处质点的振动图像
三、非选择题(本题共5小题，共48分)
12.(4分)在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的__________(2分)现象，b图样是水面波的________(2分)现象。
13.(4分)
如图所示，用实线表示波峰、虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向________(2分)(填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为________(2分) cm。
14.(12分)如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4 m，若S1、S2振动频率均为10 Hz，两列波的波速均为10 m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆。
(1)(4分)该波的波长为多少？
(2)(4分)在S1、S2连线之间(S1和S2两波源点除外)振动减弱的点有几个？
(3)(4分)在该圆周上(S1和S2两波源点除外)共有几个振动加强的点？
15.(14分)简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示。
(1)(4分)求该简谐横波的波速；
(2)(4分)从该时刻起，再经过Δt＝0.4 s，A质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？
(3)(6分)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？
16.(14分)如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t′＝0.06 s时刻的波形。已知在t＝0时刻，x＝0.3 m处的质点向y轴正方向运动。
(1)(4分)判断该波的传播方向；
(2)(4分)求该波的最小频率；
(3)(6分)若3T<0.06 s<4T，求该波的波速。
章末测评验收卷(三)　机械波
1.A　[蝙蝠能躲避障碍物主要是利用了声波的反射，故A正确；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的频率会发生变化，波源本身的频率没有发生变化，故B错误；机械波在介质中的传播速度是由介质决定的，与波源的频率没有关系，故C错误；波在传播过程中绕过障碍物向前传播的现象，属于波的衍射现象，不是波的折射现象，故D错误。]
2.C　[一边做仰卧起坐一边听，由于波源与观察者间的位置会发生变化，故听到的频率会变，音调会有变化，故A错误；隔着门缝听，声音会变小，这是由于衍射现象造成的，故B错误；由题可知“中央C”的频率为261.2 Hz小于北京交通台的103.9 MHz，中央C频率低，故C正确；若古筝也有一根调到C调do的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误。]
3.B　[由第1个波峰到第10个波峰通过船下的时间间隔为15 s，可得知振动的周期T＝ s＝ s，频率为f＝＝0.6 Hz，故A错误；该水面波的波长为λ＝vT＝3 m，故B正确；参与振动的质点只是在自己的平衡位置附近做往复运动，并不会“随波逐流”，则即使水面波的频率增大，也不会将小船推向岸边，但振动的能量和振动形式却会不断的向外传播，故C、D错误。]
4.A　[由振动图像知，周期T＝0.4 s，故波长λ＝vT＝1.6 m。同时还可以从振动图像知道坐标原点处的质点在t＝0.15 s时的位移为正，振动方向向y轴负方向，分析可知选项A正确。]
5.D　[由于墙很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调更高，波长更小，所以衍射现象更不明显，D正确。]
6.B　[根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时频率不一定相等，所以不一定会发生干涉，故A、D错误；声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确；根据波长的计算公式可得λ＝＝ m＝1×10－3 m，当遇到尺寸约1 m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误。]
7.C　[根据题意可知振幅是0.1 m，而O点振动经过的路程是0.5 m，则所需要的时间为T，所以波向前传播了λ＝10 m，因为t＝0时刻波源O开始向上做简谐运动，a质点已经振动了一个周期，所以a质点正在沿y轴正方向运动，A错误；介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，c点已经振动了半个周期，此刻c点经过平衡位置沿y轴负方向运动，B错误；b质点已经振动了周期，到达波谷，速度为零，加速度最大，C正确；d质点已经振动了周期，到达了波峰，速度为零，加速度最大，D错误。]
8.AD　[由题图知，孔B和障碍物C的尺寸大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，故B、C错误；孔A和障碍物D的尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象，故A、D正确。]
9.AD　[机械波在均匀介质中匀速传播，所以v＝＝ m/s＝20 m/s，故A正确；介质中的质点起振的方向与波源开始振动的方向相同，根据题意，质点b此时开始沿y轴负方向振动，所以t＝0时，波源沿y轴负方向运动，故B错误；质点a开始振动的时间为t6＝＝ s＝0.3 s，所以0～0.5 s的时间内，质点a运动的时间为0.2 s，根据图线可得，波长为8 m，所以周期为T＝＝ s＝0.4 s所以质点a运动的路程为s＝2A＝16 cm，故C错误；平衡位置位于x＝16 m处的质点开始振动的时间为t16＝＝ s＝0.8 s，即t＝0.8 s时，平衡位置位于x＝16 m处的质点刚要开始振动，其运动方向与波源的起振方向相同，即沿y轴负方向运动，故D正确。]
10.BC　[新形成的波在右侧，说明蜻蜓向右飞行点水，故A错误，B正确；相邻两圆的圆心间的距离是蜻蜓点水后到下一次点水蜻蜓运动的距离，与此同时，水面波纹传播的距离为相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，故C正确，D错误。]
11.ACD　[由题图甲可得λ＝4 m，由题图乙可得T＝1 s，所以该简谐横波的传播速度为v＝＝4 m/s，故A正确；由于t＝2 s＝2T，则从此时刻起，经过2 s，P质点运动的路程为s＝8A＝8×0.2 m＝1.6 m，故B错误；简谐横波沿x轴正向传播，由同侧法知，此时刻Q质点沿y轴正方向运动，而P质点直接沿y轴负方向运动，所以P质点比Q质点先回到平衡位置，故C正确；由题图乙知t＝1 s时，质点的位移为0，振动方向沿y轴负方向，与题图甲中x＝2 m处t＝1 s时刻的状态相同，所以题图乙可能是题图甲中x＝2 m处质点的振动图像，故D正确。]
12.衍射　干涉
解析　波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故题图a说明波发生了明显的衍射现象。频率相同的两列波相遇时，当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故题图b是发生了干涉现象。
13.向下　100
解析　B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，则图示时刻C点的振动方向向下。
波的周期T＝＝ s＝0.2 s，质点在一个周期内振动经过的路程等于4倍的振幅，经过0.25 s时，A点经过的路程等于5倍的振幅，A点是振动加强点，振幅为20 cm，则s＝100 cm。
14.(1)1 m　(2)8个　(3)14个
解析　(1)波长λ＝＝ m＝1 m。
(2)S1、S2之间恰好有4个波长，振动减弱点距两波源的距离之差满足
Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)
故当n＝0，1，2，3时，Δr＝ m， m， m， m。由对称性可知B点左右各4个振动减弱点，一共8个振动减弱点。
(3)振动加强点距两波源距离之差满足Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，当n＝0，1，2，3时，距离差值小于4个波长。根据对称性，在上半圆上共有7个振动加强点，同理可知下半圆上也有7个振动加强点，故共有14个。
15.(1)25 m/s　(2)4 cm　10 m　(3)1.8 s
解析　(1)由题图甲知，波长λ＝20 m，由题图乙知，周期T＝0.8 s
波速v＝＝ m/s＝25 m/s。
(2)因为Δt＝0.4 s＝，所以A质点通过的路程为2个振幅，即4 cm，
在内波传播的距离为＝10 m。
(3)由t＝0时刻A点向上振动，结合同侧法可知，波沿x轴正方向传播，波速v＝25 m/s，x＝45 m处的质点第一次到达波峰的时间
t1＝ s＝1 s
所以此质点第二次位于波峰的时间t＝t1＋T＝1.8 s。
16.(1)沿x轴正方向　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s
解析　(1)t＝0时，x＝0.3 m处的质点向y轴正方向运动，根据同侧法知，波沿x轴正方向传播。
(2)通过图形可知，在0.06 s时间里，波沿x轴正方向传播的距离满足x1＝nλ＋λ(n＝0，1，2，…)
所以有0.06 s＝nT＋T(n＝0，1，2，…)
则当n＝0时，周期T有最大值，为Tmax＝0.08 s
所以该波的最小频率fmin＝＝12.5 Hz。
(3)若3T<0.06 s<4T，则有0.06 s＝T
可得T＝0.016 s
该波的波速为v＝＝75 m/s。(共34张PPT)
章末测评验收卷(三)
(时间：75分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.关于波的认识，正确的是(　　)
A.蝙蝠能躲避障碍物主要是利用了声波的反射
B.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
C.机械波在介质中的传播速度是由波源频率和介质共同决定
D.波在传播过程中绕过障碍物向前传播的现象，是波的折射现象
A
解析　蝙蝠能躲避障碍物主要是利用了声波的反射，故A正确；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的频率会发生变化，波源本身的频率没有发生变化，故B错误；机械波在介质中的传播速度是由介质决定的，与波源的频率没有关系，故C错误；波在传播过程中绕过障碍物向前传播的现象，属于波的衍射现象，不是波的折射现象，故D错误。
2.钢琴的“中央C”即为C调do，频率约为261.2 Hz，则它发出的声波(　　)
A.一边做仰卧起坐一边听，音调不会有变化
B.隔着门缝听，声音会变小，这是由于干涉现象造成的
C.与北京交通台103.9 MHz相比，中央C频率低
D.假如琴边古筝也有一根调到C调do的弦，由于构造不同，它们无法发生共振
C
解析　一边做仰卧起坐一边听，由于波源与观察者间的位置会发生变化，故听到的频率会变，音调会有变化，故A错误；隔着门缝听，声音会变小，这是由于衍射现象造成的，故B错误；由题可知“中央C”的频率为261.2 Hz小于北京交通台的103.9 MHz，中央C频率低，故C正确；若古筝也有一根调到C调do的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误。
3.小船漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但小船并不向海滩靠近。从第1个波峰到第10个波峰通过船下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是(　　)
A.该水面波的频率为6 Hz
B.该水面波的波长为3 m
C.水面波没有将小船推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去
D.若水面波的频率增大，则水面波会将小船推向岸边
B
A
4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v＝4 m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图像如图所示，在下列选项中能够正确表示t＝0.15 s时波形的是(　　)
解析　由振动图像知，周期T＝0.4 s，故波长λ＝vT＝1.6 m。同时还可以从振动图像知道坐标原点处的质点在t＝0.15 s时的位移为正，振动方向向y轴负方向，分析可知选项A正确。
5.在空旷的广场上有一堵较高大的墙，墙的一侧有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从墙的另一侧远离墙的A点走到靠近墙的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到(　　)
A.声音变响，男声比女声更响 B.声音变响，女声比男声更响
C.声音变弱，男声比女声更弱 D.声音变弱，女声比男声更弱
解析　由于墙很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调更高，波长更小，所以衍射现象更不明显，D正确。
D
B
6.(2023·广东卷，4)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物，声波在水中传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是(　　)
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中，波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
C
7.如图所示，O是波源，a、b、c、d是沿波传播方向上处于平衡位置的四个质点，且Oa＝ab＝bc＝cd＝2 m，开始时各质点均静止在平衡位置，在t＝0时刻，波源O开始沿y轴正方向做简谐振动，振幅是0.1 m，波沿x轴正方向传播，波长λ＝8 m。当O点振动的路程为0.5 m时，有关a、b、c、d质点运动的描述正确的是(　　)
A.a质点正沿y轴负方向运动
B.c质点正沿y轴正方向运动
C.b质点的速度为零，加速度最大
D.d质点的速度最大，加速度为零
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.如图为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是(　　)
AD
A.波通过孔A，发生明显的衍射现象
B.波通过孔B，不发生衍射现象
C.波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象
D.波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象
解析　由题图知，孔B和障碍物C的尺寸大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，故B、C错误；孔A和障碍物D的尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象，故A、D正确。
9.一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波源的平衡位置位于x＝0处且从t＝0时刻开始振动，t＝0.6 s时波刚好传播到质点b(b的平衡位置位于x＝12 m处)，此时波形图如图所示。质点a的平衡位置位于x＝6 m处，下列说法正确的是(　　)
AD
A.简谐横波的传播速度为20 m/s
B.t＝0时，波源沿y轴正方向运动
C.0～0.5 s的时间内，质点a运动的路程为40 cm
D.t＝0.8 s时，平衡位置位于x＝16 m处的质点沿y轴负方向运动
10.(2024·上海闵行高二校考期末)蜻蜓点水后在平静的水面上出现波纹，如图为蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹的俯视照片。分析图中信息可知(　　)
A.蜻蜓向左飞行
B.蜻蜓向右飞行
C.蜻蜓飞行速度大于水波传播速度
D.蜻蜓飞行速度小于水波传播速度
解析　新形成的波在右侧，说明蜻蜓向右飞行点水，故A错误，B正确；相邻两圆的圆心间的距离是蜻蜓点水后到下一次点水蜻蜓运动的距离，与此同时，水面波纹传播的距离为相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，故C正确，D错误。
BC
11.如图甲所示为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1 s时的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，则下列说法正确的是(　 　)
A.该简谐横波的传播速度为4 m/s
B.从此时刻起，经过2 s，P质点运动了8 m的路程
C.从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
D.图乙可能是图甲中x＝2 m处质点的振动图像
ACD
三、非选择题(本题共5小题，共48分)
12.(4分)在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的____________现象，b图样是水面波的________现象。
答案　衍射　干涉
解析　波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故题图a说明波发生了明显的衍射现象。频率相同的两列波相遇时，当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故题图b是发生了干涉现象。
13.(4分)如图所示，用实线表示波峰、虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向________(填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为________ cm。
答案　向下　100
解析　B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，则图示时刻C点的振动方向向下。
14.(12分)如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4 m，若S1、S2振动频率均为10 Hz，两列波的波速均为10 m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R＝BS1为半径画圆。
(1)该波的波长为多少？
(2)在S1、S2连线之间(S1和S2两波源点除外)
振动减弱的点有几个？
(3)在该圆周上(S1和S2两波源点除外)共有几个振动加强的点？
答案　(1)1 m　(2)8个　(3)14个
15.(14分)简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示。
(1)求该简谐横波的波速；
(2)从该时刻起，再经过Δt＝0.4 s，A质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？
(3)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？
答案　(1)25 m/s　(2)4 cm　10 m　(3)1.8 s
解析　(1)由题图甲知，波长λ＝20 m，由题图乙知，周期T＝0.8 s
16.(14分)如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t′＝0.06 s时刻的波形。已知在t＝0时刻，x＝0.3 m处的质点向y轴正方向运动。
(1)判断该波的传播方向；
(2)求该波的最小频率；
(3)若3T<0.06 s<4T，求该波的波速。
答案　(1)沿x轴正方向　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s
解析　(1)t＝0时，x＝0.3 m处的质点向y轴正方向运动，根据同侧法知，波沿x轴正方向传播。

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