人教版高中物理选择性必修第一册章末综合检测（三）机械波含答案

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章末综合检测（三） 机械波(本试卷满分：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．以下各种说法中，正确的是(　　)A．一单摆做简谐运动，小球相继两次通过同一位置时的速度必相同B．波源与观察者相互靠近会使波源的发射频率变高C．红外线的频率与固体物质分子频率接近，容易引起固体物质分子的共振D．雷达是利用声波的反射来测定物体的位置解析：选C　做简谐运动的物体每次通过同一位置时都共具有相同的加速度，而速度虽然大小相等，但方向可能相同，也可能相反，故A错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化，而波源的发射频率不变，故B错误；红外线的频率与固体物质分子的固有频率接近，容易引起分子共振，故C正确；雷达是利用电磁波的反射来测定物体位置的，故D错误。2.一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t＝0时的波形如图所示，则(　　) A．波的周期为1 sB．x＝0处的质点在t＝0时向y轴正向运动C．x＝0处的质点在t＝eq \f(1,4) s时速度为0D．x＝0处的质点在t＝eq \f(1,4) s时速度值最大解析：选A　由题图知，波长λ＝4 m，则周期T＝eq \f(λ,v)＝1 s，故选项A正确；由同侧法可判断x＝0处的质点在t＝0时的振动方向沿y轴负方向，故选项B错误；Δt＝eq \f(1,4) s＝eq \f(T,4)。x＝0处的质点经过eq \f(T,4)后位于平衡位置和负向最大位移之间，所以该质点在eq \f(1,4) s时速度既不为0，也不是最大值，故选项C、D错误。3.一列简谐波沿x轴传播，其波源位于坐标原点O，质点O刚好完成一次全振动时，形成的简谐横波波形如图所示。已知波速为8 m/s，波源O简谐运动的周期为0.4 s，B是沿波传播方向上介质中的一个质点，则(　　)A．图中x轴上O、A之间的距离为3.2 mB．波源O的起振方向沿y轴正方向C．在一个周期内，质点A将向右运动一个波长的距离D．图示时刻质点B所受的回复力方向沿y轴正方向解析：选D　该波的波长为λ＝vT＝4×0.8 m＝3.2 m，则O、A之间的距离为eq \f(λ,2)＝1.6 m，故A错误；波源O开始振动时的运动方向与波前质点的起振方向相同，沿y轴负方向，故B错误；质点只是在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故C错误；图示时刻质点B所受的回复力方向指向平衡位置，即沿y轴正方向，故D正确。4．两列平面简谐横波在空中叠加，如图，其中简谐横波a(图中虚线所示)沿x轴正方向传播，简谐横波b(图中实线所示)沿x轴负方向传播，波速都是 20 m/s，t＝0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x＝45 m 处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是(　　)A．1.50 s,0.25 s B．0.25 s,0.75 sC．0.50 s,0.75 s D．0.75 s,0.25 s解析：选B　从题图上可知两波波长均为λ＝40 m，故T＝eq \f(λ,v)＝2 s，a波或b波的波峰第一次传到P点，均需要t＝eq \f(5,20) s＝0.25 s，而平衡位置状态传到P需要t′＝eq \f(15,20) s＝0.75 s。5.如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，则下列说法正确的是(　　)A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C的振幅为7 cm解析：选B　题图是两列频率相同的相干水波在某时刻的叠加情况，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则D点是波谷与波谷相遇点，A点是波峰与波峰相遇点，B、C两点是波峰与波谷相遇点，则A、D两点是振动加强的，且B、C两点是振动减弱的。质点D是振动加强点，故A错误；S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，质点A是处于波峰叠加位置，相对平衡位置高度为7 cm，而质点D处于波谷叠加位置，相对平衡位置为－7 cm，因此质点A、D在该时刻的高度差为14 cm，故B正确；B、C两点是振动减弱点，再过半个周期，质点B、C仍是振动减弱点，故C错误；质点C是波峰与波谷的叠加点，则其合振幅为1 cm，故D错误。6．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4、…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4、…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动，下列判断正确的是(　　)A．质点2开始振动时的运动方向向上B．t＝eq \f(T,2)时质点5的加速度方向向上C．t＝eq \f(3T,4)时质点10的运动方向向下D．t＝T时质点12的运动方向向上解析：选A　介质中各质点开始振动时的运动方向和振源开始振动时的运动方向相同，A正确；经过t＝eq \f(T,2)，质点5振动了eq \f(T,4)，处于正向最大位移处，加速度的方向向下，B错误；t＝eq \f(3T,4)时质点1运动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡路”上，质点10运动方向向上，C错误；t＝T时，质点9～17之间的质点在平衡位置上方，质点12处于“上坡路”下，运动方向向下，D错误。7．(2022·重庆高考)某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。t＝0时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波)，t1时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则(　　)A．浮标的振动周期为4t1B．水波的传播速度大小为eq \f(L,4t1)C.eq \f(3,2)t1时刻浮标沿y轴负方向运动D．水波的波长为2L解析：选A　根据振动图像可知，波源在0时刻振动，波形经过t1＝eq \f(1,4)T传到浮标处，浮标的振动周期为T＝4t1，A正确；波源的振动情况经过t1传到距离L的浮标处，可知波速大小为v＝eq \f(L,t1)，B错误；根据虚线图像可知浮标在eq \f(3,2)t1时刻沿y轴正方向运动，C错误；水波的波长为λ＝vT＝eq \f(L,t1)·4t1＝4L，D错误。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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．如图所示的四幅图中，下列说法错误的是(　　)A．图甲中，小白兔是根据音调来辨别出门外是狼外婆的B．图乙中，听自己刷牙时声音特别清晰是因为有双耳效应C．图丙中，在铁路边修建隔音板的目的是为了防止噪声的产生D．图丁中，演奏者通过手指在笛子上按压位置的变化来改变笛声的音调解析：选ABC　题图甲中，小白兔是根据音色来辨别出门外是狼外婆的，A错误；题图乙中，听自己刷牙时声音特别清晰是因为固体能够传声，并且传声效果好，与双耳效应无关，B错误；题图丙中，在铁路边修建隔音板的目的是为了阻止噪声的传播而不是产生，C错误；题图丁中，演奏者通过手指在笛子上按压位置的变化来使得笛子内部空气柱的长短产生变化，从而改变声音的音调，D正确。9．一列简谐横波沿x轴传播，在t＝0时刻和t＝1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x＝0处的质点在0～1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是(　　)A．波沿x轴正方向传播B．波源振动周期为1.1 sC．波的传播速度大小为13 m/sD．t＝1 s时，x＝6 m处的质点沿y轴负方向运动解析：选AC　由题意，x＝0处的质点在0～1 s的时间内通过的路程为4.5 cm，则结合题图可知t ＝0时刻x ＝0处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，故A正确；由题意可知，t＝1 s为eq \f(13,12)T，解得T＝eq \f(12,13) s，由题图可知λ＝12 m，则v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(12,\f(12,13)) m/s＝13 m/s，故C正确，B错误；由同侧法可知t＝1 s时，x＝6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。10．（多选）(2022·浙江6月选考)位于x＝0.25 m的波源P从t＝0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t＝2.0 s时波源停止振动，t＝2.1 s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置xa＝1.75 m，质点b的平衡位置xb＝－0.5 m。下列说法正确的是(　　)A．沿x轴正负方向传播的波发生干涉B．t＝0.42 s时，波源的位移为正C．t＝2.25 s时，质点a沿y轴负方向振动D．在0到2 s内，质点b运动总路程是2.55 m解析：选BD　波从波源发出后，向x轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇，不会发生干涉，A错误；由题图可知，波的波长λ＝1 m，由题意可知0.1 s内波传播四分之一波长，可得eq \f(T,4)＝0.1 s，解得T＝0.4 s，根据同侧法可知，t＝0.4 s时波源的起振方向向上，t＝0.42 s即T