新人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第三章機(jī)械波質(zhì)量評(píng)估B含解析 試卷

第三章質(zhì)量評(píng)估(B)(時(shí)間:75分鐘　滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.某同學(xué)漂浮在海面上,水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過(guò)身下的時(shí)間間隔為15 s.下列說(shuō)法正確的是(　　)A.該同學(xué)能靠水面波向海灘靠近B.水面波不能將該同學(xué)推向岸邊,因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去C.該水面波的頻率為6 HzD.該水面波的波長(zhǎng)為3 m解析:波傳播過(guò)程中,傳播的是振動(dòng)形式,能量可以傳遞出去,但質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.根據(jù)題意得周期T= s= s,頻率f==0.6 Hz,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.波長(zhǎng)λ== m=3 m,選項(xiàng)D正確.答案:D2.下列說(shuō)法正確的是(　　)A.只要波源運(yùn)動(dòng)就能發(fā)生多普勒效應(yīng)B.若聲波波源向觀察者靠近,則觀察者接收到的聲波頻率減小C.聲波擊碎玻璃杯的實(shí)驗(yàn)原理是共振D.“只聞其聲不見(jiàn)其人”是聲波的干涉現(xiàn)象解析:多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若聲波波源向觀察者靠近,則接收到的聲波頻率增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;聲波擊碎玻璃杯是因?yàn)槁暡l率與玻璃杯的固有頻率相同,發(fā)生共振,選項(xiàng)C正確;“只聞其聲不見(jiàn)其人”是聲波的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C3.兩個(gè)靜止的聲源,發(fā)出聲波1和聲波2,在同種介質(zhì)中傳播,下圖為某時(shí)刻這兩列波的圖像,則下列說(shuō)法不正確的是(　　)A.聲波1與聲波2的波速之比為1∶2B.聲波1與聲波2的頻率之比為1∶2C.相對(duì)于同一障礙物,聲波1比聲波2更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.這兩列波相遇時(shí),不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象解析:由題圖可知兩聲波的波長(zhǎng)之比=2∶1,因在同種介質(zhì)中傳播,波速相等,由v=λf得頻率之比==,選項(xiàng)A說(shuō)法錯(cuò)誤,選項(xiàng)B說(shuō)法正確;波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)C說(shuō)法正確;因?yàn)閮闪胁ǖ念l率不同,所以這兩列波相遇時(shí)不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象,選項(xiàng)D說(shuō)法正確.答案:A4.一列簡(jiǎn)諧橫波沿某一直線傳播,A、B是該直線上相距1.2 m的兩點(diǎn),從波到達(dá)其中一點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),4 s內(nèi)A完成8次全振動(dòng),B完成10次全振動(dòng),則該波的傳播方向及波速分別為(　　)A.方向由A向B,v=0.3 m/s B.方向由B向A,v=0.3 m/sC.方向由B向A,v=1.5 m/s D.方向由A向B,v=1.5 m/s解析:由于4 s內(nèi)B完成的全振動(dòng)次數(shù)大于A完成的全振動(dòng)的次數(shù),波由B向A傳播.周期T= s=0.4 s,A、B在4 s內(nèi)完成的全振動(dòng)相差2次,則A、B間相距兩個(gè)波長(zhǎng),即2λ=1.2 m,λ=0.6 m,所以v==1.5 m/s,選項(xiàng)C正確.答案:C5.一列簡(jiǎn)諧波沿x軸傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖像如圖乙所示,則該波的傳播方向和波速分別是????????????? (　　)    甲                           乙A.沿x軸負(fù)方向,60 m/s B.沿x軸正方向,60 m/sC.沿x軸負(fù)方向,30 m/s D.沿x軸正方向,30 m/s解析:題圖甲中,根據(jù)“上下坡”法可知波沿x軸負(fù)方向傳播,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.由題圖甲可知波長(zhǎng)λ=24 m,由題圖乙可知周期T=0.4 s,則波速v== m/s= 60 m/s,選項(xiàng)A正確.答案:A6.如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0.15 m.當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí),Q剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處,則這列波的波長(zhǎng)可能是(　　)A.0.60 m B.0.30 m    C.0.20 m D.0.15 m解析:由題意知,P、Q兩點(diǎn)之間的間距為+nλ=0.15 m(n=0,1,2,…).n=0時(shí),λ=0.3 m;n=1時(shí),λ=0.1 m.選項(xiàng)B正確.答案:B7.如圖所示,均勻介質(zhì)中兩波源S1、S2分別位于x軸上 x1=0、x2=14 m處,質(zhì)點(diǎn)P位于x軸上xP=4 m 處.t=0時(shí)刻兩波源同時(shí)開(kāi)始由平衡位置向y軸正方向振動(dòng),振動(dòng)周期均為T=0.1 s,傳播速度均為v=40 m/s,波源S1的振幅為A1=2 cm,波源S2的振幅為A2=3 cm,則從t=0至t=0.35 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為????????????? (　　)A.12 cm B.16 cm C.24 cm D.32 cm解析:t=0.1 s前,質(zhì)點(diǎn)P靜止;t=0.1 s時(shí),S1的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)P;t=0.25 s時(shí),S2的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)P,此時(shí)S1的振動(dòng)在質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向向下,S2的振動(dòng)在質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向向上.在t=0.1 s到t=0.25 s時(shí)間內(nèi),Δt1=0.15 s=T,P通過(guò)的路程為6A1=12 cm.t=0.25 s 后兩列波疊加,振幅為A=|A1-A2|=1 cm,周期不變,到t=0.35 s時(shí),Δt2=0.35 s-0.25 s=T,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為4A=4 cm,從t=0到t=0.35 s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程總共為16 cm,選項(xiàng)B正確.答案:B二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分.8.一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示.下列說(shuō)法正確的是????????????? (　　)      甲                         乙A.該波的波速為2 m/s B.圖乙表示質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)圖像C.t=16 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)R的位移最大 D.質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過(guò)1 s沿x軸正方向移動(dòng)2 m解析:由題圖甲讀出波長(zhǎng)λ=8 m,由題圖乙讀出周期T=4 s,則該波的波速v==2 m/s,選項(xiàng)A正確;如果圖乙是質(zhì)點(diǎn)S的振動(dòng)圖像,由題圖乙知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)S經(jīng)過(guò)平衡位置向上振動(dòng),但由題圖甲知,t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)S經(jīng)過(guò)平衡位置向下振動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t=16 s=4T,所以t=16 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)R的位移與t=0時(shí)的位移相同,為負(fù)的最大值,選項(xiàng)C正確;各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC9.如圖所示,波源O垂直于紙面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),所激發(fā)的橫波在均勻介質(zhì)中向四周傳播,圖中虛線表示兩個(gè)波面.t=0時(shí),離O點(diǎn)5 m的A點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng);t=1 s 時(shí),離O點(diǎn) 10 m 的B點(diǎn)也開(kāi)始振動(dòng),此時(shí)A點(diǎn)第五次回到平衡位置,則????????????? (　　)A.波的周期為0.4 s B.波的波長(zhǎng)為2 mC.波速為5 m/s D.t=1 s時(shí),A、B連線上有4個(gè)點(diǎn)處于最大位移處解析:1 s時(shí)間內(nèi),A點(diǎn)第五次回到平衡位置,則1 s=2.5T,解得周期T=0.4 s,故選項(xiàng)A正確.分析題意可知,1 s時(shí)間內(nèi),波傳播了5 m的距離,波速v==5 m/s,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.根據(jù)波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系可知λ=vT=2 m,故選項(xiàng)B正確.A、B所在波面間距x=5 m=2.5λ,t=1 s時(shí),A點(diǎn)在平衡位置,則A、B連線上有5個(gè)點(diǎn)處于最大位移處,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AB10.甲、乙兩列橫波在同一介質(zhì)中分別從波源M、N兩點(diǎn)開(kāi)始沿x軸相向傳播,波速為2 m/s,振幅相同.某時(shí)刻的波形如圖所示.則????????????? (　　)A.甲、乙兩波波源的起振方向相反B.甲、乙兩波的頻率之比為3∶2C.再經(jīng)過(guò)3 s,平衡位置在x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下D.再經(jīng)過(guò)3 s,兩波源間(不含波源)有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移為0解析:根據(jù)題意,甲波向右傳播,起振方向向下;乙波向左傳播,起振方向向上,選項(xiàng)A正確.據(jù)題圖可知甲波波長(zhǎng)為4 m,甲波周期為T==2 s,頻率f= Hz;乙波波長(zhǎng)為6 m,周期為T'==3 s,頻率為f'= Hz,選項(xiàng)B正確.再經(jīng)過(guò)3 s,甲波x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷,乙波x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置與波峰之間某一位置處,所以該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該向上振動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤.再過(guò)3 s,除了波源還有x=9 m處、x=7~8 m 處、x=6 m處、x=4~5 m處、x=2~3 m處共5個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移為0,選項(xiàng)D正確.答案:ABD 三、非選擇題:共54分.11.(8分)如圖所示,波源S不動(dòng),每秒發(fā)出30個(gè)完全波,兩相鄰實(shí)線間距離為一個(gè)波長(zhǎng).如果觀察者1 s 內(nèi)由位置A移到位置B,則 1 s內(nèi)將接收到　　　　個(gè)完全波;如果觀察者1 s內(nèi)由位置C移到位置D,則1 s內(nèi)將接收到　　　　個(gè)完全波. 解析:如果觀察者在A點(diǎn)不動(dòng),觀察者每秒將接收到30個(gè)完全波,由于觀察者1 s內(nèi)由位置A移到位置B(恰好為一個(gè)波長(zhǎng))將多接收一個(gè)完全波,1 s內(nèi)觀察者將接收到31個(gè)完全波.同理,如果觀察者 1 s 內(nèi)由位置C移到位置D,每秒將少接收到2個(gè)完全波,接收到28個(gè)完全波.答案:31　2812.(10分)聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s,在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s.一平直橋由鋼鐵制成,某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音,分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00 s.(1)橋的長(zhǎng)度為多少?(2)若該聲波在空氣中的波長(zhǎng)為λ,則它在鋼鐵中的波長(zhǎng)λ'為多少?解析:(1)設(shè)聲波在鋼鐵和空氣中的傳播時(shí)間分別為t1、t2,聲速分別為v1、v2.由題意知橋長(zhǎng)l=v1t1=v2t2,且t2-t1=1.00 s,代入數(shù)據(jù)解得橋長(zhǎng)l=365 m.(2)聲波在傳播過(guò)程中頻率不變,根據(jù)v=λf知=,聲波在鋼鐵中的波長(zhǎng)λ'==λ.答案:(1)365 m　(2)λ13.(10分)如圖甲所示,一根水平拉直的足夠長(zhǎng)的繩子,一端系于墻上,人拉住另一端P,從t=0時(shí)刻開(kāi)始,沿豎直向下的方向使繩端P在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)Δt=5.75 s形成如圖乙所示的部分波形,Q是距P端2 m的質(zhì)點(diǎn),此時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)第6次到達(dá)波谷位置,求:(1)繩波的波速;(2)寫出Q質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(從Q質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),不要求推導(dǎo)).甲乙解析:(1)由題圖可知,繩波的波長(zhǎng)λ=4 m設(shè)其周期為T,波速為v,則有+5T+=Δt,代入數(shù)據(jù)解得T=1 s,由v=知v=4 m/s.(2)由題知A=0.1 m,φ=π,ω==2π rad/s,Q質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y=-0.1sin 2πt(m).答案:(1)4 m/s　(2)y=-0.1sin 2πt(m)14.(12分)取一根柔軟的彈性繩,將繩的右端固定在豎直墻壁上,繩的左端自由,使繩處于水平伸直狀態(tài).從繩的左端點(diǎn)開(kāi)始用彩筆每隔0.5 m標(biāo)記一個(gè)點(diǎn),依次記為A、B、C、D、…,如圖所示.現(xiàn)用振動(dòng)裝置拉著繩子的端點(diǎn)A沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),A點(diǎn)起振方向向上,經(jīng) 0.1 s 第一次到達(dá)正向最大位移,此時(shí)C點(diǎn)恰好開(kāi)始起振.(1)繩子形成的波是橫波還是縱波?簡(jiǎn)要說(shuō)明判斷依據(jù),并求波速.(2)從A開(kāi)始振動(dòng),經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移?(3)畫出當(dāng)J點(diǎn)第一次向下達(dá)到最大位移時(shí)的波形圖.解析:(1)繩子形成的波是橫波,因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直.由題意知,波的周期T=0.4 s,波長(zhǎng)λ=4 m,所以波速v==10 m/s.(2)設(shè)從A開(kāi)始振動(dòng),到J點(diǎn)開(kāi)始起振經(jīng)過(guò)時(shí)間t1,則t1== s=0.45 s,設(shè)J點(diǎn)向上起振后經(jīng)t2時(shí)間第一次到達(dá)負(fù)向最大位移,則t2=T=0.3 s,則所求時(shí)間t=t1+t2=0.75 s.(3)波形圖如圖所示.答案:(1)橫波　質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直　10 m/s　(2)0.75 s　(3)見(jiàn)解析圖.15.(14分)一列簡(jiǎn)諧橫波t1時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,t2時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,已知Δt=t2-t1=0.5 s.(1)這列波的傳播速度是多少?(2)若波向左傳播,且3T<Δt<4T,波速是多大?(3)若波速等于68 m/s,則波向哪個(gè)方向傳播?解析:(1)若波向右傳播,傳播距離s=n+λ,v右== m/s=(16n+4) m/s(n=0,1,2,…),若波向左傳播,傳播距離s=n+λ,v左== m/s=(16n+12) m/s(n=0,1,2,…).(2)因?yàn)椴ㄏ蜃髠鞑?且3T<Δt<4T,所以必有3λ<s<4λ,即3λ<n+λ<4λ,解得n=3,所以v左=(16×3+12) m/s=60 m/s.(3)因?yàn)椴ㄋ?/span>v=68 m/s,所以s=v·Δt=68×0.5 m=34 m=4+λ,波向右傳播.答案:(1)若波向右傳播,v右=(16n+4) m/s(n=0,1,2,…),若波向左傳播,v左=(16n+12) m/s(n=0,1,2,…),(2)60 m/s　(3)向右傳播