《高中物理》全程设计训练题库（选修第一册，课后习题，含答案）第3章机械波_第三章过关检测.docx_大学文库

第三章过关检测 (时间：90分钟满分：100分)】一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一个选项符合题目要求，第8~10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1公路上的雷达测速仪的工作原理是() A.波的反射和多普勒效应 B.波的干涉和多普勒效应 C.波的干涉和波的反射 D.波的反射和共振答案A 解析雷达测速主要是利用多普勒效应，当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率：反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射信号频率。根据频率的改变数值，即可计算出目标与雷达的相对速度，选项A正确B、C、D错误。 2.下列关于波的说法正确的是() A两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样 B.在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移 C当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低 D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小，波才能发生衍射答案C 解析两列波在同一空间相遇，需要波的频率相等、相位差恒定、振动方向相同，才能形成稳定的千涉图样，故选项A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点的振幅最大，振动减弱区域的质点的振幅最小，但所有的质点都在平衡位置附近振动，位移有大有小，两种质点的位移不能比较大小，故选项B错误：根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低故选项C正确：只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小波才能发生明显的衍射现象，故选项D错误。 3.如图甲所示，O、P为介质中的两点，O为波源，OP间距为6m。1=0时刻O点由平衡位置开始向上振动，向右产生沿直线传播的简谐横波，图乙表示=O时刻开始P点的振动图像。则以下说法错误的是( ty/m 0.2 0 12 3456789ts A.该波的波长为12m B.该波的波速为2m/s C.该波的周期为4s D.从开始振动到1=10s,质点P经过的路程为1.6m 答案B 解扬由题图乙知，振动从0点传播到P点需要2s,则波的传播速度v=号ms=-3ms,故选项B错误；由题图乙知，质点振动的周期是4s,则该波的周期是4s,故选项C正确：根据1=vT, 可得该波的波长1-3×4m=12m,故选项A正确：从开始振动到1=10s,质点P振动的时间是8 s,即2个周期，所以质，点P经过的路程s=2×4A=1.6m,故选项D正确。 4.一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，在1=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(

第三章过关检测 (时间:90 分钟满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,第 1~7 小题只有一个选项符合题目要求,第 8~10 小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.公路上的雷达测速仪的工作原理是( ) A.波的反射和多普勒效应 B.波的干涉和多普勒效应 C.波的干涉和波的反射 D.波的反射和共振答案 A 解析雷达测速主要是利用多普勒效应,当目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高于发射信号频率;反之,当目标远离天线而去时,反射信号频率将低于发射信号频率。根据频率的改变数值,即可计算出目标与雷达的相对速度,选项 A 正确,B、C、D 错误。 2.下列关于波的说法正确的是( ) A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样 B.在干涉图样中,振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移 C.当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低 D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小,波才能发生衍射答案 C 解析两列波在同一空间相遇,需要波的频率相等、相位差恒定、振动方向相同,才能形成稳定的干涉图样,故选项 A 错误;在干涉图样中,振动加强区域的质点的振幅最大,振动减弱区域的质点的振幅最小,但所有的质点都在平衡位置附近振动,位移有大有小,两种质点的位移不能比较大小,故选项 B 错误;根据多普勒效应可知,当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低,故选项 C 正确;只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或较小,波才能发生明显的衍射现象,故选项 D 错误。 3.如图甲所示,O、P 为介质中的两点,O 为波源,OP 间距为 6 m。t=0 时刻 O 点由平衡位置开始向上振动,向右产生沿直线传播的简谐横波,图乙表示 t=0 时刻开始 P 点的振动图像。则以下说法错误的是( ) A.该波的波长为 12 m B.该波的波速为 2 m/s C.该波的周期为 4 s D.从开始振动到 t=10 s,质点 P 经过的路程为 1.6 m 答案 B 解析由题图乙知,振动从 O 点传播到 P 点需要 2 s,则波的传播速度 v= 𝑥 𝑡 = 6 2 m/s=3 m/s,故选项 B 错误;由题图乙知,质点振动的周期是 4 s,则该波的周期是 4 s,故选项 C 正确;根据 λ=vT, 可得该波的波长 λ=3×4 m=12 m,故选项 A 正确;从开始振动到 t=10 s,质点 P 振动的时间是 8 s,即 2 个周期,所以质点 P 经过的路程 s=2×4A=1.6 m,故选项 D 正确。 4.一列沿着 x 轴正方向传播的简谐横波,在 t=0 时刻的波形如图甲所示,图甲中某质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )

y/cm y/cm m 甲 A.该波的波速为4m/s B.图乙表示质点S的振动图像 C.质点R在1-6s时的位移最大 D.质点Q经过1s沿x轴正方向移动2m 答案c 解杨由题图甲可得，波长为-8m,由题图乙可得，周期为T=4s,则波速为v子-2ms,故选项A 错误；根据波沿x轴正方向传播，由题图甲可得，在1=0时，质点S在平衡位置，向下振动，与题图乙中的振动图像不符，故选项B错误；1=6sT,因此质点R经过6s后处于波峰位置，此时位移最大，故选项C正确：质点不随波的传播而迁移，因此质点在y轴方向上振动，横坐标不变，故选项D错误。 5.如图所示，一列简谐横波沿水平方向向左传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P向下运动到平衡位置时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 () A.0.60m B.0.30m C.0.20m D.0.15m 答案A 解桐由题意可得，当质点P向下运动到平衡位置时，Q点刚好运动到下方的最大位移处，再根据同侧法，可以确定其最长的波长情景如图所示，则+以=0.15m(n=0,1,2,…),可解得1=0.60 m、=0.12m、…,故选项A正确。 6.如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻M点处波峰与波峰相遇，下列说法正确的是( A该时刻质点O正处于平衡位置 B.P、N两质点始终处在平衡位置 C.从该时刻起，经过二分之一周期，质点M处于振动减弱区 D.从该时刻起，经过二分之一周期，质点M到达平衡位置答案B 解析由题图知O点是波谷和波谷叠加，该时刻在波谷，故选项A错误；图示时刻，P、N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，两列波单独传播引起的位移的矢量和应该一直为零，故P、N两质点始终处在平衡位置，故选项B正确；图示时刻，点M为波峰与波峰叠加，是振动加强点经过二分之一周期.振动到波谷位置，故选项C、D错误

A.该波的波速为 4 m/s B.图乙表示质点 S 的振动图像 C.质点 R 在 t=6 s 时的位移最大 D.质点 Q 经过 1 s 沿 x 轴正方向移动 2 m 答案 C 解析由题图甲可得,波长为 λ=8 m,由题图乙可得,周期为 T=4 s,则波速为 v= 𝜆 𝑇 =2 m/s,故选项 A 错误;根据波沿 x 轴正方向传播,由题图甲可得,在 t=0 时,质点 S 在平衡位置,向下振动,与题图乙中的振动图像不符,故选项 B 错误;t=6 s= 3 2 T,因此质点 R 经过 6 s 后处于波峰位置,此时位移最大,故选项 C 正确;质点不随波的传播而迁移,因此质点在 y 轴方向上振动,横坐标不变,故选项 D 错误。 5.如图所示,一列简谐横波沿水平方向向左传播,P、Q 两质点平衡位置相距 0.15 m。当 P 向下运动到平衡位置时,Q 刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是 ( ) A.0.60 m B.0.30 m C.0.20 m D.0.15 m 答案 A 解析由题意可得,当质点 P 向下运动到平衡位置时,Q 点刚好运动到下方的最大位移处,再根据同侧法,可以确定其最长的波长情景如图所示,则 1 4 λ+nλ=0.15 m(n=0,1,2,…),可解得 λ=0.60 m、λ=0.12 m、……,故选项 A 正确。 6.如图所示,实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻 M 点处波峰与波峰相遇,下列说法正确的是( ) A.该时刻质点 O 正处于平衡位置 B.P、N 两质点始终处在平衡位置 C.从该时刻起,经过二分之一周期,质点 M 处于振动减弱区 D.从该时刻起,经过二分之一周期,质点 M 到达平衡位置答案 B 解析由题图知 O 点是波谷和波谷叠加,该时刻在波谷,故选项 A 错误;图示时刻,P、N 两点是波谷和波峰叠加,位移始终为零,即处于平衡位置,两列波单独传播引起的位移的矢量和应该一直为零,故 P、N 两质点始终处在平衡位置,故选项 B 正确;图示时刻,点 M 为波峰与波峰叠加,是振动加强点,经过二分之一周期,振动到波谷位置,故选项 C、D 错误

7.一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，在1=0时刻的波形如图所示。已知在1=0时刻开始计时，质点O沿y轴正方向通过平衡位置：在1=0.2s时刻，质点O自计时后第一次处于波峰。下列说法正确的是() y/cm 20 x/m -20 A.该简谐横波的波速为4m/s B.质点M与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反 C.在0~0.2s的时间内质点M通过的路程为0.4m D.在1=2.6s时刻，质点M处于平衡位置，正沿y轴正方向运动答案D 解析由题图可得，该波的波长为4m,由题意可得，该波的周期为T孕0,85，则由波速、波长和周期的关系可得，该波的波速为v子5m,所以选项A错误从计时开始之后的内，质点M与质点N的运动方向相同，所以选项B错误：在0~-02s的时间内，该波向左传播了江，对于质点M,在这段时间内，通过的路程为s=20cm=0.2m,所以选项C错误：在1=2.6s时刻，该波传播了3T,所以质，点M处于平衡位置，正沿y轴正方向运动，所以选项D正确。 8.沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形为一正弦曲线，其波速为200/s,则下列说法正确的是( ty/cm 20 4 56x/m -20 A.从图示时刻开始，经0.01s质点a通过的路程为40cm,此时相对平衡位置的位移为零 B.图示时刻质点b的加速度方向为y轴正方向 C.若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50Hz D.若产生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于200m 答案BC 解析由题图可知波长-4m,则周期T--0.02s,1=0.01s打，经0.01s质点a通过的路程为 S=2A=40cm,恰好到达最低点，其位移为-20cm,选项A错误；图示时刻质，点b的位移为负值，可知加速度方向为y轴正方向，选项B正确；该波的频率为f二50血，若此波遇到另一列波，并产生稳定的千涉现象，则另一列波的频率为50Hz选项C正确；由于波长1=4，若产生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸一般不大于4m,选项D错误。 9.A、B两列波在同一介质中沿x轴正负两个方向相向传播，1=0时刻波形如图所示，波速均为 v=25cm/s,则下列说法正确的是( y/cm x/cm A.x=15cm处的质点是振动加强点 B.只有波峰与波谷相遇处质点才会处于y=4cm或-4cm位置

7.一简谐横波在均匀介质中沿 x 轴传播,在 t=0 时刻的波形如图所示。已知在 t=0 时刻开始计时,质点 O 沿 y 轴正方向通过平衡位置;在 t=0.2 s 时刻,质点 O 自计时后第一次处于波峰。下列说法正确的是( ) A.该简谐横波的波速为 4 m/s B.质点 M 与质点 N 都运动起来后,它们的运动方向总相反 C.在 0~0.2 s 的时间内质点 M 通过的路程为 0.4 m D.在 t=2.6 s 时刻,质点 M 处于平衡位置,正沿 y 轴正方向运动答案 D 解析由题图可得,该波的波长为 λ=4 m,由题意可得,该波的周期为 T=0.2s 1 4 =0.8 s,则由波速、波长和周期的关系可得,该波的波速为 v= 𝜆 𝑇 =5 m/s,所以选项 A 错误;从计时开始之后的1 4 T 内, 质点 M 与质点 N 的运动方向相同,所以选项 B 错误;在 0~0.2 s 的时间内,该波向左传播了1 4 T, 对于质点 M,在这段时间内,通过的路程为 s=20 cm=0.2 m,所以选项 C 错误;在 t=2.6 s 时刻, 该波传播了 3 1 4 T,所以质点 M 处于平衡位置,正沿 y 轴正方向运动,所以选项 D 正确。 8.沿 x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形为一正弦曲线,其波速为 200 m/s,则下列说法正确的是( ) A.从图示时刻开始,经 0.01 s 质点 a 通过的路程为 40 cm,此时相对平衡位置的位移为零 B.图示时刻质点 b 的加速度方向为 y 轴正方向 C.若此波遇到另一列波,并产生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为 50 Hz D.若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于 200 m 答案 BC 解析由题图可知波长 λ=4 m,则周期 T=𝜆 𝑣 =0.02 s,t=0.01 s= 1 2 T,经 0.01 s 质点 a 通过的路程为 s=2A=40 cm,恰好到达最低点,其位移为-20 cm,选项 A 错误;图示时刻质点 b 的位移为负值, 可知加速度方向为 y 轴正方向,选项 B 正确;该波的频率为 f=1 𝑇 =50 Hz,若此波遇到另一列波, 并产生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为 50 Hz,选项 C 正确;由于波长 λ=4 m,若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不大于 4 m,选项 D 错误。 9.A、B 两列波在同一介质中沿 x 轴正负两个方向相向传播,t=0 时刻波形如图所示,波速均为 v=25 cm/s,则下列说法正确的是( ) A.x=15 cm 处的质点是振动加强点 B.只有波峰与波谷相遇处质点才会处于 y=4 cm 或-4 cm 位置

C.1=0.08s时，第一次有质点处于y=-20cm位置处 D.再经过31.2s时间x=15cm处的质点将第2次处于y=20cm位置处答案D 解析根据题图可知，两波波长不同，而在同一介质中，波速相同，由v=∫可知，两波频率不同，故不能发生千涉，故选项A错误；根据题意可知，当两波未相遇时，也会有质点处于y=4c或-4 Cm位置，故选项B错误；当波谷与波谷相遇，质点处于y=-20cm位置处，所以△1=Ag 2v 45-15+39×) 2×25 s=0.08s,故选项C正确：x=15cm处的质点第2次处于y=20cm位置处时，设A 波传指了m个周期，B波传插了n个周期有需=警且m与n都取最小值，解得 25 n=13,m=15,故所需时间为1525s=31.2s,故选项D正确。 25 10.某横波沿x轴正方向传播，在1=0时刻恰好传播到x=2m处的B点；当1=0.5s质点A从 1-0时刻起恰好第三次位于平衡位置。质点P位于x=5m处，下列说法正确的是() 4y/cm x/m A.该波的波速为v=5m/s B.1=1.1s时，质点P已经过的路程是0.1m C.与该波发生干涉的另一简谐波的频率是2.25Hz D.质点A的振动方程为y=2sin(5t+)(cm) 答案ABD 解桐根据10.5s时质点A恰好第三次位于平衡位置知T-0.5s,得T=0.4s,由题图可知，该波的波长为-2m,则该波的波速为产=忌ms=5m故选项A正确，波从图示时刻传到P 点的时间为1g-号s=0.68,起振方向向下，当1=1.1s时，质点P已振动了1=0.5s,所以 1=1.1s时质点P经过的路程是s-2×4×3cm=10cm=-0.1m,故选项B正确：该波的频率为 ∫二-2.5Hz,两列波发生干涉的条件是频率相同，所以与该波发生千涉的另一简谐波的频率是 25,故选项C错误：由题图可知，振幅为A-2cm,圆频幸为0-5πrads则质点A的振功方程为y=2sin(5mt+)(cm,故选项D正确。二、实验题（共3小题，共18分） 11.(6分)如图所示，实线为一列横波某时刻的波形，这列波的传播速度为0.25/s,虚线为1s 后的波形。那么这列波的传播方向是这段时间内质点P(平衡位置在x=O.1m处) 所通过的路程是 y/cm x/m 答案向左50cm 解杨波的传播距离x=1-0.25m,故波向左传插，P所通过的路程为5倍振幅，即50cm。 12.(6分)在如图甲所示的轴上有M、N两质点，两点之间的距离为x=12m,已知空间中有简谐横波由M向N传播，某时刻两质点的振动图像如图乙、丙所示，己知该简谐横波的波长介于 8m和10m之间。则该简谐横波的传播周期为 s,该简谐横波的传播速度大小为 m/s,0~1.2s内质点M点通过的路程为 cm. M

C.t=0.08 s 时,第一次有质点处于 y=-20 cm 位置处 D.再经过 31.2 s 时间 x=15 cm 处的质点将第 2 次处于 y=20 cm 位置处答案 CD 解析根据题图可知,两波波长不同,而在同一介质中,波速相同,由 v=λf 可知,两波频率不同,故不能发生干涉,故选项 A 错误;根据题意可知,当两波未相遇时,也会有质点处于 y=4 cm 或-4 cm 位置,故选项 B 错误;当波谷与波谷相遇,质点处于 y=-20 cm 位置处,所以 Δt= Δ𝑥 2𝑣 = 45-(15+39× 2 3 ) 2×25 s=0.08 s,故选项 C 正确;x=15 cm 处的质点第 2 次处于 y=20 cm 位置处时,设 A 波传播了 m 个周期,B 波传播了 n 个周期,有 52𝑚 25 = 60𝑛 25 ,且 m 与 n 都取最小值,解得 n=13,m=15,故所需时间为 t= 52×15 25 s=31.2 s,故选项 D 正确。 10.某横波沿 x 轴正方向传播,在 t=0 时刻恰好传播到 x=2 m 处的 B 点;当 t=0.5 s 质点 A 从 t=0 时刻起恰好第三次位于平衡位置。质点 P 位于 x=5 m 处,下列说法正确的是( ) A.该波的波速为 v=5 m/s B.t=1.1 s 时,质点 P 已经过的路程是 0.1 m C.与该波发生干涉的另一简谐波的频率是 2.25 Hz D.质点 A 的振动方程为 y=2sin(5π𝑡 + π 2 )(cm) 答案 ABD 解析根据 t=0.5 s 时质点 A 恰好第三次位于平衡位置知5 4 T=0.5 s,得 T=0.4 s,由题图可知,该波的波长为 λ=2 m,则该波的波速为 v= 𝜆 𝑇 = 2 0.4 m/s=5 m/s,故选项 A 正确;波从图示时刻传到 P 点的时间为 t= Δ𝑥 𝑣 = 5-2 5 s=0.6 s,起振方向向下,当 t=1.1 s 时,质点 P 已振动了 t=0.5 s= 5 4 T,所以 t=1.1 s 时质点 P 经过的路程是 s=2×4× 5 4 cm=10 cm=0.1 m,故选项 B 正确;该波的频率为 f=1 𝑇 =2.5 Hz,两列波发生干涉的条件是频率相同,所以与该波发生干涉的另一简谐波的频率是 2.5 Hz,故选项 C 错误;由题图可知,振幅为 A=2 cm,圆频率为 ω= 2π 𝑇 =5π rad/s,则质点 A 的振动方程为 y=2sin (5π𝑡 + π 2 )(cm),故选项 D 正确。二、实验题(共 3 小题,共 18 分) 11.(6 分)如图所示,实线为一列横波某时刻的波形,这列波的传播速度为 0.25 m/s,虚线为 1 s 后的波形。那么这列波的传播方向是 ,这段时间内质点 P(平衡位置在 x=0.1 m 处) 所通过的路程是。答案向左 50 cm 解析波的传播距离 x=vt=0.25 m= 5 4 λ,故波向左传播,P 所通过的路程为 5 倍振幅,即 50 cm。 12.(6 分)在如图甲所示的轴上有 M、N 两质点,两点之间的距离为 x=12 m,已知空间中有简谐横波由 M 向 N 传播,某时刻两质点的振动图像如图乙、丙所示,已知该简谐横波的波长介于 8 m 和 10 m 之间。则该简谐横波的传播周期为 s,该简谐横波的传播速度大小为 m/s,0~1.2 s 内质点 M 点通过的路程为 cm

y/cm 10 0 0.8 0.4 t/s -10 M y/cm 10 0.8 0 0.4 t/s 丙窨案.81260 解析由振动图像可知这列波的周期为T=O.8s,由于简谐横波由M向N传播，则有 x(n+)n=-0,12,3…,又国为8m<<10m,所以n=l,2=9.6m,则波速子12m/s一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，1.2s为1.5个周期，则M点通过的路程为振幅的6倍，即 60cm。 13.(6分)如图甲所示，在操场的P、Q两个位置放两个扬声器，PQ之间的距离d=10m,其中A 在PQ的中垂线上，B在PQ的连线上，且1PB=3.3m。两个扬声器发声时的振动图像均如图乙所示，己知声波在空气中的传播速度为340/s,则扬声器发出声波的波长为 m。个同学站在位置A时听到的声音比站在位置B时听到的声音（选填“大*小或“相同)，如果该同学从P走到Q,他可以次听到声音明显变大。中A y/cm 3t/10-2s) 甲答案5.8大3 解析由题图乙知声音的周期为T=2×10?8,根据波速公式v子得声波的波长为 1=vT=340×2×10-2m=6.8m。因14p=l40,所以在位置A声音加强；因Bg-lBp=6.7m-3.3m=3.4 m-≥所以在位置B声音减弱，故该同学站在位置A时听到的声音比站在位置B时听到的声音大。该同学从P走到Q,设他走到位置C时，声音加强，则1co-lcp=入，又lco+lcp=l0m,解得 lcp=l.6m,lco=8.4m,他走到PQ的中点时声音加强，结合对称性可知，他可以3次听到声音明显变大。三、计算题（共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14.(9分)P、Q是一列简谐横波中相距30m的两点，各自的振动图像如图所示，此列波的频率为多少？如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，则波速是多大？ 4y/cm 答案0.25z10ms 解析由题图读出此波的周期T=4s 频率为子=}z-0.25 P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，则得乳=30m 解得=40m

甲乙丙答案 0.8 12 60 解析由振动图像可知这列波的周期为 T=0.8 s;由于简谐横波由 M 向 N 传播,则有 x=(𝑛 + 1 4 )λ(n=0,1,2,3,…),又因为 8 m<λ<10 m,所以 n=1,λ=9.6 m,则波速 v= 𝜆 𝑇 =12 m/s;一个周期内质点通过的路程为振幅的 4 倍,1.2 s 为 1.5 个周期,则 M 点通过的路程为振幅的 6 倍,即 60 cm。 13.(6 分)如图甲所示,在操场的 P、Q 两个位置放两个扬声器,PQ 之间的距离 d=10 m,其中 A 在 PQ 的中垂线上,B 在 PQ 的连线上,且 lPB=3.3 m。两个扬声器发声时的振动图像均如图乙所示,已知声波在空气中的传播速度为 340 m/s,则扬声器发出声波的波长为 m。一个同学站在位置 A 时听到的声音比站在位置 B 时听到的声音 (选填“大”“小”或“相同”),如果该同学从 P 走到 Q,他可以次听到声音明显变大。答案 6.8 大 3 解析由题图乙知声音的周期为 T=2×10-2 s,根据波速公式 v= 𝜆 𝑇得声波的波长为 λ=vT=340×2×10-2 m=6.8 m。因 lAP=lAQ,所以在位置 A 声音加强;因 lBQ-lBP=6.7 m-3.3 m=3.4 m= 𝜆 2 ,所以在位置 B 声音减弱,故该同学站在位置 A 时听到的声音比站在位置 B 时听到的声音大。该同学从 P 走到 Q,设他走到位置 C 时,声音加强,则 lCQ -lCP=λ,又 lCQ+lCP=10 m,解得 lCP =1.6 m,lCQ=8.4 m,他走到 PQ 的中点时声音加强,结合对称性可知,他可以 3 次听到声音明显变大。三、计算题(共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14.(9 分)P、Q 是一列简谐横波中相距 30 m 的两点,各自的振动图像如图所示,此列波的频率为多少?如果 P 比 Q 离波源近,且 P 与 Q 间距离小于 1 个波长,则波速是多大? 答案 0.25 Hz 10 m/s 解析由题图读出此波的周期 T=4 s 频率为 f=1 𝑇 = 1 4 Hz=0.25 Hz P 比 Q 离波源近,且 P 与 Q 间距离小于 1 个波长,则得3 4 λ=30 m 解得 λ=40 m

波速为 v= 𝜆 𝑇 = 40 4 m/s=10 m/s。 15.(9 分)下图为一列水平向右沿 x 轴正方向传播的简谐横波的波形,波速大小为 v=0.6 m/s,质点 P 的平衡位置横坐标为 x=0.96 m。从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距 O 点 0.24 m 的位置)。 (1)经过多长时间,质点 P 第二次到达波峰? (2)当质点 P 第二次到达波峰时,求质点 P 通过的路程及该时刻质点 P 的位移。答案(1)1.9 s (2)0.35 m 0.05 m 解析(1)由波形可知,波长 λ=0.24 m,波上质点振动的振幅为 A=5 cm,波上质点振动的周期为 T=𝜆 𝑣 = 0.24 0.6 s=0.4 s 设质点 P 第二次到达波峰所需的时间为 t1,为了求质点 P 第二次到达波峰所需的时间 t1,可选取 x=0.06 m 处的质点的振动状态作为研究对象,该振动状态传到 P 点所需的时间再加一个周期即为所求时间,则 Δx=0.96 m-0.06 m=0.9 m t1= Δ𝑥 𝑣 +T=0.9 0.6 s+0.4 s=1.9 s。 (2)设波最右端传到 P 处所需时间为 t2,有 t2= 0.96-0.24 0.6 s=1.2 s 所以质点 P 从起振到第二次到达波峰历时 Δt=t1- t2=1.9 s-1.2 s=0.7 s= 7 4 T 所以 P 通过的路程为 s=7A=0.35 m 此时刻质点 P 的位移为 0.05 m。 16.(12 分)图甲为一简谐横波在 t=1 s 时的波形,波速为 4 m/s,图乙为质点 P 的振动图像。 (1)分别说出两图中 AA'的意义。 (2)说出甲图中 OA'B 图线的意义。 (3)在甲图中画出再经 3.5 s 时的波形。 (4)求再经过 3.5 s 时质点 P 的路程和位移。答案(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析图 (4)2.8 m 0 解析(1)甲图中 AA'表示 x=1 m 处质点的振幅或 1 s 时 x=1 m 的质点的位移大小为 0.2 m,方向为负;乙图中 AA'表示质点 P 的振幅或质点 P 在 0.25 s 时的位移大小为 0.2 m,方向为负。 (2)甲图中 OA'B 图线表示 O 到 B 之间所有质点在 1 s 时的位移,方向均为负。由乙图看出质点 P 在 1 s 时向 y 轴负方向振动,所以甲图中波向左传播,则 OA 间各质点正向远离平衡位置方向振动,AB 间各质点正向靠近平衡位置方向振动

《高中物理》全程设计训练题库（选修第一册，课后习题，含答案）第3章 机械波_第三章过关检测

《高中物理》全程设计训练题库（选修第一册，课后习题，含答案）第3章机械波_第三章过关检测