【文档说明】【精准解析】2020-2021学年物理人教版选择性必修第一册课时作业：第三章　机械波综合评估.docx，共(14)页，767.648 KB，由小赞的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明：

第三章《机械波》综合评估时间：90分钟满分：100分一、单项选择题(每小题3分，共24分)1．雷声隆隆不绝，这是一种什么现象(B)A．声音的共鸣现象B．声波在云层界面上发生多次反射的现象C．声波绕过障碍物的衍射现象D．声波在叠加时的干涉现象2．一列简谐波在均匀介质中

沿直线向右以v的速度传播，图中上半部分所示的各质点的平衡位置在同一直线上，间距相等，以质点1从平衡位置开始竖直向上运动为起始时刻，经过时间t,前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图，则两质点平衡位置的间距d为(D)A.vt4B.

vt8C.vt12D.vt16解析：由题意可知，各质点的起振方向竖直向上，前13个质点第一次形成如题图下半部分所示波形图说明波已经传播了2T，即2T＝t；而该波的波长λ＝vT；由图像可知：λ＝8d；联立以上各式得：d＝vt16，故D正确．3．如图所示，S为波源，M、N为两块

挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法有：①增大波源的频率；②减小波源的频率；③将N板向上移动一些；④将N板向下移动一些．以上方

法正确的是(B)A．①④B．②③C．①③D．②④解析：A点没有振动，说明衍射现象不明显，即狭缝的尺寸比波长大得多．为使A点振动，可使波长大些或使狭缝窄一些，B正确．4．两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波如图甲所示，在相遇的某一时刻如图乙所示，两列波“消失”了，此时介质中，M、

N两质点的振动方向是(A)A．M点向下，N点向上B．M点向上，N点向下C．M点、N点都向下D．M点、N点都静止解析：题图所示时刻M、N的位移均为零，但下一时刻，M点位置在平衡位置下方，故M点将向下振动，N点位置在平衡位置上方，故N点将向上振动．5．一列简谐横波在某时刻

的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过0.2s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过1.0s它的速度大小，方向第二次与v相同，则下列判断中不正确的有(C)A．波沿＋x方向传播，波速为5m/sB．若某时刻M质点到达波谷处，则P质点一定到达波峰处C．质点M与质点Q的位移大

小总是相等、方向总是相反D．从图示位置开始计时，在2.2s时刻，质点P的位移为－20cm解析：由图读出波长λ＝6m，根据已知条件分析得到周期T＝1.2s，由公式v＝λT＝5m/s.而且图示时刻P点运动方向沿y轴正

方向，则沿波＋x方向传播，故A正确；图示时刻，质点M与质点P两点距平衡位置之间的距离是半个波长，振动情况总是相反．若M质点到达波谷处，则P质点一定到达波峰处，故B正确；图示时刻，质点M与质点Q的位移大小相等、方向相反，但它们距平衡位置之间的距离不是半个波长的奇数倍，位移不

是总是相反，故C错误；波的周期T＝1.2s，从图示位置开始计时，在2.2s时刻质点P的位置与1.0s时刻的位置相同，到达波谷，位移为－20cm，故D正确．6．如图中坐标原点处的质点O为一简谐横波波源，当t＝0时，质点O开始从平衡位置振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1

～2m之间，Q质点的平衡位置在2～3m之间．t1＝2s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则(A)A．波源的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向下B．当t2＝5s时刻，－4m和4m两处的质点会分别沿波的传播方向传到－0.3m和0.3m的位置C．t＝2.5s时刻

，P、Q两质点的位移、加速度、速度、振幅一定相同D．如果此波是从密度小的介质中传到密度大的介质中，则波的频率将变大解析：据题，t1＝2s时刻刚传到4m处，根据4m处质点向下振动可知波源起振的方向也向下，故A正确；简谐波向前传播过程中，质点不会“随波迁移”，故B错误；由

题意知，t1＝2s时刻，P、Q到平衡位置的距离相等，则P、Q的平衡位置关于x＝2m对称，根据波形图可得波长为4m，由题意可知周期为2s，在2.5s时刻，P、Q均振动0.25个周期，波形向右平移14个波长，x＝2m处质点处于波峰位置，由对称性知

，P、Q的位移、加速度相同，振幅相同，速度方向相反，故C错误；机械波进入到不同介质时频率不会发生改变，故D错误．7．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2m和xb＝6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像．下列说法正确的是(D)A．

该波沿＋x方向传播，波速为1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿＋y方向D．质点a在t＝2s时速度为零解析：由题图甲可知，该波的波长为8m，由题图乙可知，波振动的周期为8s，并且质点b在开始计时时刻沿＋y轴方向运动，

则该波沿－x方向传播，且波速v＝λT＝88m/s＝1m/s，故选项A错误；质点a经4s振动半个周期，振动的路程为两个振幅，即振动的路程为2A＝2×0.5m＝1m，故选项B错误；该波沿－x方向传播，则开始计时时刻质点a的速度沿－y轴方向运动，故选项

C错误；质点a在t＝2s时，处于波谷，其速度为零，故选项D正确．8．如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t＋Δt时刻的波形曲线．B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点，下列说法中正确的是(C)A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C

一定向下运动B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为67ΔtD．如果波是向左传播的，则波的周期可能为613Δt解析：从题图可以看出，该波不是标准正弦波，波长为3d，B、C两点间距不是相差半个波长，则速度

可能大小相等，也可能不相等，故A、B均错误；如果波向右传播，时间可能为Δt＝kT＋16T，当k＝1时，T＝67Δt，故C正确；若波向左传播，则波传播的距离为k·3d＋2.5d，其中k＝0,1,2，…为该波向左

传播的可能整数波的个数．时间可能为Δt＝kT＋56T，当k＝1时，有T＝611Δt，故D错误．二、多项选择题(每小题4分，共16分)9．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为

x＝1.5m和x＝4.5m．P点的振动图像如图乙所示．在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是(BC)解析：由图甲可得到P、Q两质点间隔34个波长，所以P、Q两点振动状态相差34个周期．要求Q点振动图像，只需将图中乙的波形向右(波向右传播)或者向左(波向左传播)平移34

个周期，选项B、C正确．10．关于下列图片中的物理现象，描述正确的是(BCD)A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象B．乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象C．丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波

的干涉现象D．丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应解析：水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故A错误；乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，故B正确；丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动

加强，属于波的干涉现象，故C正确；丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应，故D正确．11．如图所示，图甲是一列以O为波源沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的图像，此时刻x＝5m的质点刚好开始振动．图乙是该波在t＝0.

2s时刻的波的部分图像，在这段时间内x＝7m的质点Q有两次到达波峰的经历，则以下说法中正确的是(ACD)A．波源开始振动的方向沿y轴正方向B．当t＝0.2s时，质点Q振动的方向沿y轴正方向C．该波的波速为100m/sD．从t＝0开始经过0.05s，质点Q通过的路程为

10cm解析：由图甲可知，x＝5m的质点在0时刻的振动方向向上，而该点正在起振，故说明振源的起振方向沿y轴的正方向，故A正确；由图乙可知，Q点现在的振动方向应向下，沿y轴的负方向，故B错误；因Q点在0.2s内有2次经过波峰的经历，故波从5m传到Q点后再经1.5T回到Q点的时间为0.2

s，故有：t＝2v＋32T＝0.2s，而v＝λT，由图可知，波长λ＝12m，代入得：T6＋32T＝0.2s，解得：T＝325s，则波速v＝λT＝12325m/s＝100m/s，故C正确；由C可知，波速为100m/s，则0.05s内，Q点振动时间t＝0.05s－2v＝3100s＝14T，故Q点

通过的路程为1×10cm＝10cm，故D正确．12．两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿＋x和－x轴方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴．某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰．a、b、c为三个等间距

的质点，d为b、c中间的质点．下列判断正确的是(CD)A．质点a的振幅为2AB．质点b始终静止不动C．图示时刻质点c的位移为0D．图示时刻质点d的振动方向沿－y轴解析：由题意知，两列波频率相等、波长相等，实线表示P波的波峰，

Q波的波谷，虚线表示P波的波谷，Q波的波峰，故a、c两点为减弱点，b点为加强点，由于振幅均为A，所以a、c两点始终静止不动，则选项A、B错误，C正确；题图所示的时刻d点处P波向下运动，Q波向下运动，所以质点d沿着y轴负方向振动，则选项D

正确．三、填空题(每小题8分，共16分)13．两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示．当t＝2.5s时，M点的位移为2.0cm，N点的位移为0cm.解析：

在0～2.5s内两列波分别向左和向右传播的距离均为Δx＝vΔt＝1m，如图所示．对A波，M点的位移为0，对B波，M点的位移为2.0cm.根据波的叠加原理，可知此时M点的位移为2.0cm.同理，分别对A、B波，N点的位移均为0，故叠加后N点的位移为0.14．生活中经常用

“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．测速雷达向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同，利用频率差(f接收－f发出)就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间的关

系为f接收＝1＋2v车cf发出，式中c是真空中的光速，若f发出＝2×109Hz，f接收－f发出＝400Hz，可知被测车辆的速度大小为30m/s.解析：将f发出＝2×109Hz，f接收－f发出＝400Hz，c＝3×108m/s

，代入f接收＝(1＋2v车c)f发出，可得v车＝30m/s.四、计算题(15、16题各10分，17、18题各12分，共44分)15．一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0

和x＝5cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝4cm，质点A处于波峰位置；t＝13s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1s时，质点A第一次回到平衡位置．求：(1)简谐波的周期、波速和波长；(2)质点O的位移随时间变化的关系式．答案：(1)4s7.5cm/s30cm(2

)y＝0.08cos(πt2＋π3)m或y＝0.08sin(πt2＋5π6)m解析：(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是14个周期，由此可知T＝4s①由于质点O与A

的距离5cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t＝13s时回到平衡位置，而A在t＝1s时回到平衡位置，时间相差23s．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v＝7.5cm/s②利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的

波长λ＝30cm.③(2)设质点O的位移随时间变化的关系为y＝Acos2πtT＋φ0④将①式及题给条件代入上式得4＝Acosφ00＝Acosπ6＋φ0⑤解得φ0＝π3，A＝8cm⑥质点O的位移随时间变化的关系式为y＝0.08c

osπt2＋π3m⑦或y＝0.08sinπt2＋5π6m.16．有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2.5m/s，在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示．(1)求两列波

的周期Ta和Tb；(2)求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置；(3)辨析题：分析并判断在t＝0时是否存在两列波的波谷重合处．某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在

．只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置．你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置；若不正确，指出错误处并通过计算说明理由．答案：(1)1s1.6s(2)x＝(2.5±20k)m，k＝0,1,2,3，…(3)见解析解析：

(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa＝2.5m，λb＝4.0m，因此它们的周期分别为Ta＝λav＝2.52.5s＝1s，Tb＝λbv＝4.02.5s＝1.6s.(2)两列波波长的最小公倍数为S＝20m，t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x＝(2.5

±20k)m，k＝0,1,2,3，…(3)该同学的分析不正确．要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的位置．设距离x＝2.5m的L处两列波的波谷与波谷相遇，并设L＝(2m－1)λa

2，L＝(2n－1)λb2，式中m、n均为正整数．只要找到相应的m、n即可．将λa＝2.5m，λb＝4.0m代入并整理，得2n－12m－1＝λaλb＝2.54.0＝58.由于上式中，m、n在整数范围内无解，所以不存在波谷与波谷重合处．17．如图所示，在坐标轴x＝0和x＝20m处有两个连续振

动的波源，在介质中形成相向传播的两列波，t＝0时刻两列波刚好传到x＝2m和x＝16m处，已知两列波的波速均为2.5m/s.求：(1)从t＝0到t＝2.5s这段时间内，x＝7m处质点运动的路程；(2)t＝10s时，x＝12m处质点的位移．答案：(1)(4＋2)cm(2)－2cm解析：(

1)由题中图像得左侧波：λ1＝2m，A1＝0.02m.T1＝λ1v＝0.8s，ω1＝2πT1＝2.5πrad/s波源振动方程：y左＝－0.02sin52πt(m)左侧波经2s传播到x＝7m处，该处的质点从t＝2s开始振动；右侧波经3.6s传播到x＝7m处，2.5

s时还没有传播到x＝7m处，由左侧波源的振动方程得x＝7m处的质点在t＝2.5s时的位移：y′左＝－0.02sin52π(t－2)(m)＝2cm则该质点经过的路程为s＝2×2cm＋2cm＝(4＋2)cm.(2)由题中图像得右侧波：λ2＝4m，A2＝0.02mT2＝λ2v＝1.6s，

ω2＝2πT2＝54πrad/s波源振动方程：y右＝－0.02sin54πt(m)左侧、右侧的波分别经过4s、1.6s传到x＝12m处，t＝10s时，左侧波在x＝12m处的位移：y″左＝－0.02sin52π(10－4)(m)

＝0右侧波在x＝12m处的位移：y″右＝－0.02sin54π(10－1.6)(m)＝－2cm根据波的叠加原理可得，此时该处质点的位移为y＝y″左＋y″右＝－2cm.18．如图所示，在某种介质中、位于原点的波源S，t1＝0时刻开始向上做振幅为4cm的

简谐振动，形成沿x轴正、负向传播的两列简谐波，t2＝11s时，x1＝－4m处的质点P刚好完成412全振动，x3＝9m处的质点Q刚好完成314全振动．求：(1)简谐波的速度大小；(2)x2＝3m处的质点M的位移和路程．答案：(1)2m/s(2)－4cm76cm解析：(1)由题可

知，x＝4m到x3＝9m之间传播时间为：Δt＝(412－314)T＝114T；所以114λ＝5m解得：λ＝4m由t＝512T＝11s则有：T＝2s由v＝λT＝42m/s＝2m/s.(2)波传到x2＝3m处的质点用时34T，实际振动434T，则质点位移为－4cm；路程s＝

434×4A＝76cm.