新教材2023版高中物理单元素养评价三第三章机械波教科版选择性必修第一册 试卷

这是一份新教材2023版高中物理单元素养评价三第三章机械波教科版选择性必修第一册，共7页。
单元素养评价(三)(时间：75分钟　满分：100分)一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．在日本近海某次地震引发的海啸，造成了重大的人员伤亡．海啸实际上是一种波浪运动，也可称为地震海浪．下列说法中正确的是(　　)A．波源停止振动时，海啸和地震波的传播立即停止B．地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波C．地震波和海啸都只有纵波D．地震波和海啸具有能量，随着传播将愈来愈强2．某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成．该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形．关于两次形成的绳波，下列判断正确的是(　　)A．波形甲的振幅比波形乙大    B．波形甲的周期比波形乙大C．波形甲的形成时间比波形乙早    D．波形甲的起振方向与波形乙相同3．关于波速，下列说法正确的是(　　)A．反映了质点振动的快慢    B．反映了振动在介质中传播的快慢C．波速由介质和波源共同决定    D．波速与波源的频率成正比4．简谐波在介质中传播，则(　　)A．振幅越大，波的传播速度越大B．波长越大，波的传播速度越小C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长D．波源振动的频率越高，波传播一个波长距离所用的时间越短5.如图表示声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况．由图判断，下面说法正确的是(　　)A．入射角大于折射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速B．入射角大于折射角，声波在介质Ⅰ中的波速小于它在介质Ⅱ中的波速C．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水D．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气6．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化．下列判断正确的是(　　) A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的7．两列简谐横波分别沿x轴相向传播，两波源分别位于x1＝－0.2 m和x2＝1.2 m处，两列波的波速均为0.4 m/s，波源的振幅均为2 cm.图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在xP＝0.2 m和xQ＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于xM＝0.5 m处．下列说法正确的是(　　)A．t1＝0.75 s时M点开始向上振动B．若两波源只振动一个周期，在t2＝1.5 s时，P质点将向上振动C．若两波源一直振动，相遇以后Q点为振动加强点，其振幅为4 cmD．若两波源一直振动，相遇以后M点为振动加强点，其振幅为4 cm8．高二年级某同学在天鹅湖中投入一颗小石块激起一列水波，该同学发现湖中有两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶之间还有2个波峰．用手机测量两树叶间水面距离是5 m，再通过手机计时发现两树叶在1 min内都上下振动了120次．则下列说法正确的是(　　)A．该列水波的波速是4.0 m/sB．该列水波的频率是120 HzC．该列水波的波长是2.5 mD．两片树叶的振动方向相反9．三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则(　　)A．B波的波长最大    B．A波的振动频率最大C．A、B、C三列波的传播速度相等    D．C与A、B的材料一定不同10．如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点．从图中可看出(　　)A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．P点始终不振动C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点 二、非选择题：本题共5小题，共54分．11.(6分)在图中，A、B是同一介质中两相干波源，其振幅均为A＝5 cm，频率均为f＝100 Hz.当A点为波峰时，B点恰好为波谷，波速v＝10 m/s，判断P点为振动加强点还是振动减弱点．       12.(8分)如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷．设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？        13.(10分)一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m．当该声波从介质Ⅰ中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质Ⅰ中的声速为340 m/s.(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；(3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1 400 m/s，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比．  14．(12分)一列简谐横波沿x轴传播，如图甲所示为t＝0.1 s时刻的波形图，介质中P、Q两质点离开平衡位置的位移相等，P、Q两质点的平衡位置相距6 m，图乙为质点P的振动图像．(1)写出质点P的振动方程，并判断波的传播方向；(2)该简谐波的传播速度大小为多少？          15．(18分)如图所示，实线是一列简谐波在t＝0时刻的波形曲线，虚线是在t＝2 s时刻的波形曲线．(1)求该波的周期；(2)若波速是3.5 m/s，求波的传播方向；(3)若波速是3.5 m/s，直接写出x＝1 m处的质点的振动方程．         单元素养评价(三)1．解析：地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波，当波源停止振动时，海啸和地震波的传播都不会立即停止，A错误，B正确；地震波既有横波，也有纵波，C错误；地震波和海啸具有能量，随着传播将越来越弱，D错误．答案：B2．解析：由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A错误；甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据v＝，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正确；波形乙的形成时间比波形甲早，C错误；波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D错误．答案：B3．解析：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；波速由介质决定，波速与波源无关，波速与波源的频率无关，C、D错误．答案：B4．解析：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，A、B错误；在一个周期内，振动质点走过的路程等于4倍振幅，不一定等于一个波长，C错误；由T＝可知，频率越高，周期越小，即波传播一个波长距离所用的时间越短，D正确．答案：D5．解析：依题意，图中MN为介质界面，虚线为法线，i为入射角，γ为折射角，从图可直接看出入射角大于折射角(i>γ)，故声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速，A正确，B、D错误；声波在固体和液体中的速度要大于它在空气中的速度，C错误．答案：A6．解析：旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，D错误；蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们听到的声音频率变化了，A错误，B正确；当蜂鸣器远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，C错误．答案：B7．解析：在0.75 s内波传播的距离x＝vt＝0.4×0.75 m＝0.3 m由图可知，P、Q处的波形传到M，而t＝0时刻P、Q两点处的质点是向下振动的，所以，经过0.75 s时间M点向下振动，A错误；若两波源只振动一个周期，经过1.5 s，波传播的距离为x＝vt＝0.4×1.5 m＝0.6 m，左列波的波源处的振动形式传到0.4 m位置处，对于左列波来讲，不在P点引起振动了，右列波的Q点振动形式恰好传到P点，引起的振动是向下的，B错误；若两波源一直振动，Q点到两波源的距离差为Δx＝1 m－0.4 m＝0.6 m＝1.5λ，所以振动是减弱的，C错误；M点距两波源距离相等，所以M点是振动加强的点，振幅等于两振幅之和，D正确．答案：D8．解析：手机计时发现两树叶在1 min内都上下振动了120次，该列水波的频率是f＝＝2 Hz，B错误；当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶之间还有2个波峰，用手机测量两树叶间水面距离是5 m，则有λ＝5，解得λ＝2 m，C错误；该列水波的波速是v＝＝λf＝4 m/s，A正确；两树叶间，相差T，则两片树叶的振动方向相反，D正确．答案：AD9．解析：由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同；在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大，A、B、D正确．答案：ABD10．解析：振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，根据P点所处虚线的位置可知，P点到S1、S2的距离之差为1.5λ，A正确；P点为振动减弱点，且两波源振动情况相同，故P点振幅为零，B正确，C错误；在P点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P点时，另一列波的波谷也一定传播到P点，D正确．答案：ABD11．解析：A到P与B到P的波程差为Δx＝25 m－15 m＝10 m．这两列波的波长为λ＝＝ m＝0.1 m．10 m恰好为0.1 m的整数倍，又因A、B步调相反，因此P点为振动减弱点．答案：振动减弱点12．解析：观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率．如果观察者不动，则1 s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波．答案：19个13．解析：(1)声波在介质Ⅰ中传播时，由v＝λf得f＝＝ Hz＝1 700  Hz，由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为 1 700 Hz.(2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s.(3)波由介质Ⅰ到介质Ⅱ的过程中，只有频率不变，故当波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ时，其频率之比为1∶1.答案：(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s　(3)1∶114．解析：(1)由图乙知，质点P的振动周期为T＝1.2 s，振幅A＝10 cm，则振动方程为：y＝A sin t＝10sin t(cm)根据振动图像可得t＝0.1 s时，质点P向y轴正方向运动，则结合图甲，由同侧法知，波沿x轴负方向传播；(2)由图乙知，质点P从t＝0.1 s开始经过Δt＝0.3 s－0.1 s＝0.2 s＝T达到波峰，此过程，波沿传播方向传播的距离，Δx＝vΔt＝v×T＝由于t＝0.1 s时，P、Q位移相同，由图甲知，xPQ＝2Δx由题知，xPQ＝6 m解得：波长λ＝18 m故波速v＝＝m/s＝15 m/s.答案：(1)y＝10sin t(cm)，沿x轴负方向传播(2)15 m/s15．解析：(1)若该波向右传播，则t＝nT＋T解得T＝ (n＝0，1，2，…)若该波向左传播，则t＝nT′＋T′解得T′＝ (n＝0，1，2，…)(2)若该波向右传播，则v＝＝＝3.5 (n＝0，1，2，…)解得n＝1.5不是整数，则该波不是向右传播．若该波向左传播，则v＝＝＝3.5 (n＝0，1，2，…)解得n＝1是整数，则该波向左传播．(3)由图可知，t＝0时刻，x＝1 m处的质点由平衡位置向下振动，振幅为2 cm.而周期为T′＝＝＝ s则振动方程为x＝－A sin (ωt)m＝－A sin (t)m＝－0.02sin (t)m.答案：(1)T＝ (n＝0，1，2，…) 或T′＝ (n＝0，1，2，…) 　(2)沿x轴负方向　(3)x＝－0.02 sin (t) m