1、人教（2019版）选择性必修一第3章机械波单元测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1关于振动和波，下列说法中正确的是（）A物体发生振动，一定会产生波B存在机械波，一定存在波源C波源振动越快，机械波传播速度越大D机械波可以在真空中传播2在下列现象中，不能用多普勒效应解释的有（）A雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度3手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，
2、带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻振动恰好传到Q点， 绳上OQ间形成如图所示的波形，则（）At1时刻Q点运动方向向下Bt1时刻P点运动方向向上Ct1时刻P点运动方向向下Dt=0时O点运动方向向下4下列关于波的衍射的说法正确的是（）A波要发生衍射现象必须满足一定的条件B与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大C对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显D只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象5如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播
3、情况，每两条相邻波紋（图中曲线）之间距离表示个波长。则（）A水面波经过孔后波速会改变B水面波经过孔后波纹间距离可能变大C若波源频率增大，衍射现象更明显D如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象5. 如图所示，两个相干简谐横波在同一区域传播，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷，已知两列波的振幅均为A、频率均为f。此刻，a、c是波峰与波谷相遇点，b是波谷与波谷相遇点，d是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（）A. d点位移始终为2AB. a、c两点始终处于平衡位置C. a、c连线上各点始终处于平衡位置D. 从该时刻起，经过时间，质点b点运动到d点处7. 沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻
4、的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=s时（）A. 质点M对平衡位置的位移一定为负值B. 质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C. 质点M的加速度方向与速度方向一定相同D. 质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同8一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，则下列说法中正确的是（）A这列波的周期为4sB此时质点b沿y轴负方向运动C此时质点a的加速度比质点b的加速度小D此时刻以后，a比b先到达平衡位置二、多选题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 9某同学注意到手机摄像头附近有一个小
5、孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（）A降噪过程实际上是声波发生了干涉B降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C降噪声波与环境噪声的传播速度相等DP点经过一个周期传播的距离为一个波长10有一列沿轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，和是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点在一段时间内的振动图像，如图乙所示。则下列说法正确的是（）A该列简谐横波正以的速度沿轴
6、负方向传播B图甲所示时刻和两质点的速度都为零C时质点距离平衡位置最远，其加速度最大，加速度方向且沿轴负方向D该波在传播过程中若遇到直径d=7m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象11甲，乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波的波形图如图所示。已知波速v=8m/s，下列说法正确的是（）A波的频率f=0.5HzBt=0时刻，x=4m与x=8m处的两质点振动方向相同C两列波叠加后，x=6m处为振动减弱点D在t=0.5s时刻，x=5m处的质点第一次到达y=-7cm处12如图甲所示，在同种均匀介质中，A、B两波源分别位于x=0和x=12m处，t=0时
7、刻起两波源开始振动，其振动图像如图乙所示。已知A波的波长为2m，则下列说法正确的是（）A两列波不能发生干涉BB波的波长为4mDt=12s时，A、B两波开始相遇D.t=16s时，x=5m处的质点位移y=-6cm三、非选择题 (本题共4小题，共60分)13（1）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，观察到如图所示的甲、乙两列绳波波形。则甲波的周期比乙波的周期_（选填“大”或“小”）；甲波的起振方向_（选填 “向上”或“向下”）。（2）如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC是一个孔，O是波源，图
8、中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则此时_（选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离_。（选填“相等”或“不相等”）14如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。（1）该图表示的是_。A干涉现象 B衍射现象C反射现象 D多普勒效应（2）波源正在移向_（选填A、B、C、D点）。（3）观察到波的频率最低的点是_（选填A、B、C、D点）。15一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x0和x0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。已知该波的波长大于0.6 m，求其质点的振动周期、波速和波长。16如图甲为某
9、波源的振动图象，图乙是该波源产生的横波在某时刻的波动图象，波动图象中的O点表示波源，P、Q是介质中的两点求：(1)这列波的波速多大?波源的起振方向向哪?(2)当波动图象中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过了多少路程?17甲、乙为一列沿x轴方向传播的简谐横波上的两个质点，两质点平衡位置的间距为x=3m，图中的实线和虚线分别为质点乙和质点甲的振动图像。（1）请写出质点甲、乙的位移随时间变化的关系式；（2）如果波由质点甲向质点乙传播，求该波的传播速度。18如图所示，在操场平面内建立平面直角坐标系，平面内有一半径为R=10 m的圆形轨道，圆心在O处，A、B分别为圆上两点。现于A（-1
10、0 m，0）、B（10 m，0）两点分别安装了两个扬声器。两个扬声器连续振动发出简谐声波，其振动图像如下图所示。已知声波在空气中的传播速率为v=340 m/s，两波频率均为f=68 Hz，振幅相等。试求：（1）从B点沿直线运动到A点（不含A、B点），该同学有几次听不到声音及听不到声音的位置坐标；（2）从B点沿圆轨道逆时针运动半周到A点（不含A、B点），该同学听不见声音的点的位置坐标方程。人教（2019版）选择性必修一第3章机械波单元测试卷参考解答1B【解析】物体发生振动，还必须有传播波的介质才会产生波，A错误；存在机械波，必然有振源和介质，B正确；波源振动的快慢与机械波的传播速度无关，机械波传
11、播速度由介质决定，C错误；机械波不可以在真空中传播，D错误。2A 【解析】雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，这是由于光速比声速大的缘故，与多普勒效应无关，故A错误，符合题意；超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化，从而知道血流的速度，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，所以利用了多普勒效应，故B正确，不符合题意；观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，可以用多普勒效应解释，故C正确，不符合题意；天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度，这是观察者相对波
12、源运动时接收到波的频率发生变化的现象，所以利用了多普勒效应，故D正确，不符合题意。3C【解析】t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻振动恰好传到Q点，波向右传播，根“同侧法”t1时刻Q点运动方向向上，A错误；波向右传播，根据“同侧法”（如图所示）可知，t1时刻P点运动方向向下，B错误C正确；Q点运动方向向上，则t=0时波源O点运动方向向上，D错误。4B【解析】波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，而发生衍射现象不需要条件限制，A错误；声波容易发生衍射现象是由于声波波长
13、较长，B正确；对同一列波，缝、孔的宽度越小，障碍物越小衍射现象越明显，C错误；衍射是一切波的特有的现象，不论是横波，还是纵波，D错误。5D【解析】波的传播速度取决于介质，由于经过孔之后仍在水中传播，则水面波经过孔后波速不变，故A错误；由于同一列波的频率不变，而衍射前后波速相同，故衍射前后波长相同，波纹间距离不变，故B错误；由于介质不变，故水波的波速不变，而波的频率增大后，则波的波长变短，而孔缝的宽度不变时，波长越小，衍射越不明显，故C错误；如果将孔扩大，有可能造成孔的宽度大于波的波长，而只有当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，能够发生明显的衍射现象，故D正确。6. B【解析】d点是振动
14、加强点，其振幅为2A，位移不是始终为2A，故A错误；a、c两点是振动减弱点，由于两列波振幅相同，所以a、c始终处于平衡位置，故B正确；a、c两点连线上不全是振动减弱点，只有到两波源的波程差满足特定关系的点才始终处于平衡位置，故C错误；质点只在平衡位置附近振动，不在波的传播方向上移动，故D错误。7. C【解析】由图读出波长为，则该波的周期为，时为四分之一个周期，t=0时刻质点M的速度方向向上，所以时M对平衡位置的位移为正值，速度方向向下，为负值，A、B错误；简谐振动的质点加速度方向与位移方向始终相反，故时M的加速度方向向下，与速度方向相同，C正确，D错误。8A【解析】由图能直接读出波长=8m，由
15、波速公式，得该波的周期T=4s，故A错误；波向右传播，根据上下波法可知，b质点正在向y轴正方向运动，故B错误；质点a离平衡位置比b远，即a的位移比b的位移大，由，可知，此时质点a的加速度比质点b的加速度大，故C正确；根据上下波可知，ab质点均沿y轴正方向运动，故b比a先到达平衡位置，故D错误。9AC【解析】由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A正确；降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误；机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C正确
16、；DP点并不随波移动，故D错误。10AD【解析】由甲图可知，该简谐波的波长为8m；由乙图可知N点开始时向y轴正方向运动，故该简谐波沿x轴负方向传播，由乙图可知，质点振动的周期为T=8s，故波速为，故A正确；图甲所示时刻，M、N两点均在振动的平衡位置，速度最大，故B错误；因该简谐波沿x轴负方向传播，故开始时刻，质点向y轴负方向运动，经2s后，到达最下方振幅位置，加速度最大，加速度指向平衡位置，即y轴正方向，故C错误；发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或者与波长差不多，因，因此能发生明显衍射现象，故D正确。11CD【解析】由图可知，根据得f=2Hz，故A错误；t=0时刻，x=4m处的
17、质点向上振动，x=8m处的质点向下振动，故B错误；两列波叠加后，x=6m处为振动减弱点，故C正确；x=5m处为振动加强点，在t=0.5s时刻质点第一次到达波谷即y=-7cm处，故D正确。12BC【解析】从图甲可知，根据，可知两列波的频率不同，不能发生干涉，故A错误；两列波在同种均匀介质中，波速相等，根据，可知，又，所以，故B正确；波在介质中传播速度，在t0=12s时，两列波同时传播到x=6m处，两列波开始相遇，故C正确；在t=10s时，A波的振动传到x=5m处，所以由图乙可判断知t=16s时，A波单独传播到该点时产生的位移为0cm；在t=14s时，B波的振动传到x=5m处，由图乙可判断知t=1
18、6s时，B波的振动单独传播到该点时产生的位移等于6cm，所以t=16s时，由位移叠加原理可知，x=5m处质点的位移为y=6cm，故D错误。13【答案】（1）大 ，向下；（2）能 , 相等 【解析】（1）在同一介质中，波速相等通过观察可得乙波的波长小于甲波的波长， 根据，可得，所以甲波的周期比乙波的周期大；波的起振方向与波罪前面的质点图示时刻的振动方向相同，根据下坡上，上坡下的判难断方法，可得出甲的起振方向向下。 （2）因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象。波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等。14【答案】（1）D ;（2）A ;（3）B 【解析】（1）
19、该图表示的是多普勒效应，正确选项为D。（2）从波长变化情况来看，波源正在移向A点。（3）由于波源远离B点，所以观察到波的频率最低的点是B点。15【答案】0.4 s；2 m/s；0.8 m【解析】由题图图象可知，周期为T0.4 s由于波长大于0.6 m，结合题图图象可知，波从A到B的传播时间t0.3 s，则波速为波长公式vT，代入数据得 20.4m=0.8 m16【答案】(1) ，波源起振方向沿-y方向；(2) 【解析】（1）从振动图像和波动图像可知，波源起振方向沿-y方向，T=2s，=2m则波速 （2）波由质点P传到质点Q经历时间： P已经振动 P共振动： 则质点P经过的路程：17【答案】（1
20、）质点甲：y=2sin（5t+）cm，质点乙：y=2sin5tcm；（2）m/s（n=0，1，2，）【解析】（1）由图像可得，两质点的振幅均为A=2cm 周期为T=0.4s则=5rad/s由此可知质点乙的振动方程为y=2sin5t cm质点甲与质点乙的相位差为则质点甲的振动方程为y=2sin（5t+）cm（2）如果波由质点甲向质点乙传播，则=3m（n=0，1，2，）则波长为（n=0，1，2，）波速为解得m/s（n=0，1，2，）18【答案】（1）x=0，2.5m，5m，7.5m；（2）无，都能听见声音【解析】（1）波长为，因为振源反相振动，故当时，听不到声音。有（n=0，1，2，3），即（n=0，1，2，3）满足上式时，听不到声音。当n=0时，x=0当n=1时，x=2.5m当n=2时，x=5m当n=3时，x=7.5m共7次听不到声音（2）声波振动方向和波传播方向一致，故一同学从B点沿圆轨道逆时针运动半周到A点（不含A、B点）都能听见声音。
