【文档说明】新教材2021-2022人教版物理（江苏专用）选择性必修第一册章末检测：第三章机械波含解析.docx，共(10)页，560.586 KB，由小赞的店铺上传

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章末综合检测(三)机械波(时间：75分钟满分：100分)一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1．关于下列教材插图涉及的物理知识，说法正确的有()A．如图甲，两人合作绘

制振动图像，a同学笔尖做曲线运动B．如图乙，弹簧的振动方向与波的传播方向共线，形成一列横波C．如图丙，A摆带动其他摆振动一段时间后，D摆的振幅最大D．如图丁，蜂鸣器在头顶快速转动，几米外的观察者会观测到声波

的多普勒效应解析：选D题图甲中，两人合作绘制振动图像，a同学笔尖做往复的直线运动，所以A错误；弹簧的振动方向与波的传播方向共线，形成一列纵波，所以B错误；题图丙中，A摆带动其他摆振动一段时间后，共振条件是频率相同，则摆长接近的振幅最大，则B摆的振幅最大，所以C错误；题图丁

中，蜂鸣器在头顶快速转动，波源在远离和靠近观察者，几米外的观察者会观测到声波的多普勒效应，所以D正确。2．我们生活中的物理现象随处可见，下列物理现象分别属于波的()(1)“闻其声而不见其人”；(2)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(3)

学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。A．反射、衍射、干涉、多普勒效应B．折射、衍射、多普勒效应、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效应D．衍射、反射、干涉、多普勒效应解析：选D(1)“闻

其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；(2)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区，这是声音的干涉；(4)当正在鸣笛的

火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象。故选D。3.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的大B．波形甲的周期比波形乙的大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解析：选B由题图可知波形甲的振幅比波

形乙的小，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＝λT，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。4．一波源位于原点O，其振动方程为y＝A

sin2πTt＋π，产生的机械波沿x轴正方向传播，下列图像中能表示74T时刻波形图的是()解析：选A74T时刻，根据方程可知，波源处于y＝Asin2πT×7T4＋π＝A位置，74T时刻，波向前传播74λ。故选A。5．如图

所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中错误的是()A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是10m/sC．质点Q(x＝9m)经过0.5s才第一次到达波峰D．M点以后

各质点开始振动的方向都是向下解析：选C由题图可知波的波长为λ＝4m，选项A正确，不符合题意；由题意可知波的周期为T＝0.4s，波传播的速度为v＝λT＝40.4m/s＝10m/s，选项B正确，不符合题意；波峰传到Q所用的时间为t＝xv＝9－210s＝0.7s，选项C错误，符合题意；由题图可

知M点开始振动的方向向下，说明所有质点开始振动的方向都是向下，选项D正确，不符合题意。6．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴负方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形中质点a最早到达波谷的是()解析：

选C先判断题图中质点a的运动方向，A、C选项质点a运动方向向下，故经过14周期后到达波谷，因A选项波长长且其周期也长，C选项较A选项早到达波谷；B、D选项质点a运动方向向上，故经过34周期到达波谷，因B

选项波长长且其周期也长，D选项较B选项早到达波谷；对于C选项的波的波长为s，因此有t＝14T＝s4v，对于D选项的波的波长为23s，因此有t′＝34T＝34·23sv＝s2v，显然t小于t′，因此C选

项的波质点a先到达波谷。故选C。7．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知该时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，且从该时刻起P质点经过0.05s第一次回到平衡位置，下列说法正确的是()A．该波的波速是30m/sB．图像中P点的纵坐标y＝5cmC．从该时刻起经过0

.1s，Q质点通过的路程是10mD．从该时刻起经过0.1s，P质点通过的路程大于0.1m解析：选D由于P质点的振动方向沿y轴负方向，因此该波向右传播，当P点运动到平衡位置时，波向右传播了0.5m，因此波速v＝xt＝0.50.05m/s＝1

0m/s，A错误；图像中P点的纵坐标y＝Asinxλ×2πcm＝10sinπ4cm＝52cm，B错误；根据v＝λT，可知该波的振动周期T＝0.4s，从该时刻起经过0.1s，Q质点恰好回到平衡位置，通过的路程是0.10m，而P质点通过的路程为s＝52×

2cm＝102cm>0.1m，C错误，D正确。8．一简谐横波沿x轴方向传播，已知t＝0.1s时的波形如图甲所示，图乙是x＝4m处的质点的振动图像，则下列说法不正确的是()A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．该简谐横波的波速为10m/sC．在t＝0.5s时，x＝2

m处的质点到达平衡位置，沿y轴负方向运动D．经过0.4s，x＝2m处的质点经过的路程为40m解析：选D由题图乙知t＝0.1s时，x＝4m处的质点的振动方向沿y轴正方向，结合题图甲知该简谐横波沿x轴负方向传播，选项A正确；根据题图可知波长λ＝4m，周期T＝0.4s，所以波速为10m

/s，选项B正确；在t＝0.1s时，x＝2m处的质点在平衡位置沿y轴负方向运动，再过一个周期又回到原位置，选项C正确；经过0.4s，x＝2m处的质点经过的路程为4A＝20cm，选项D错误。9.如图所示，一列向右传播的简谐横波在t＝0时刻恰好传到A点，

波速大小v＝0.6m/s，P质点的横坐标为x＝1.26m，则下列说法正确的是()A．该列波的振幅是20cm，波长是0.24mB．质点A的振动方程为y＝－10sin5πt(cm)C．再过一个周期，质点A向右传播的路程为40cmD．质点P第一次到达波峰的时间是3s解析：选B由题

图可知，振幅A＝10cm，波长λ＝0.24m，故A错误；由v＝λf得f＝vλ＝0.60.24Hz＝2.5Hz，t＝0时刻质点A正通过平衡位置向下起振，则质点A的振动方程为y＝－Asin2πft＝－10sin5πt(cm)，故B正确

；简谐横波向右传播时，质点A只上下振动，并不向右移动，故C错误；当图示时刻x＝0.06m处的波峰传到P点时，质点P第一次到达波峰，用时t＝Δxv＝1.26－0.060.6s＝2s，故D错误。10.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s、振幅为A。M、N是平衡位置相距2m的两

个质点，如图所示。在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。则下列分析正确的是()A．该波的波长可能是85mB．该波的波长可能是87mC．该波的周期可能是1.0sD．该波的周期可能是57s解析：选B在t＝0时，M通过其平衡位置沿y

轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，则有34＋nλ＝2m，即λ＝84n＋3m，T＝λv，当n＝0时，λ＝83m，T＝43s，当n＝1时，λ＝87m，T＝47s，故选B。11．一列简谐波在t＝0时刻

第一次形成的波形如图所示，质点A、P、B、C、Q在x轴上的位置分别为1cm、1.5cm、3cm、4cm、19cm。从此时开始，质点B到达波峰的时间比质点C早了0.5s。下列说法正确的是()A．t＝0时刻，质点P向下振动B．振源振动的频率为5Hz

C．该波的波速为0.02m/sD．t＝9s时，质点Q处于波谷位置解析：选C由质点B到达波峰的时间比质点C早了0.5s，可知波沿x轴正方向传播。t＝0时刻，因波向右传播，则P点要达到它之前点的位置，则P向上振动，故A错误；B比C

超前运动14个周期，即T4＝0.5s，则周期T＝2s，频率f＝1T＝0.5Hz，故B错误；由题图知λ＝4cm则v＝λT＝4×10－22m/s＝0.02m/s，故C正确；由第一波峰传到Q点历时t＝(19－1

)×10－20.02s＝9s，故D错误。二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12．(15分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波刚传播到平衡

位置位于x＝5m处的M点时的波形图，图乙是质点N(x＝3m)从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x＝10m处的质点，则质点Q开始振动时，振动方向沿y轴______方向(选填“正”或“负”)；经过______s，质点Q第一次到达波峰。解析：题

图甲所示的波形为波刚传到M点的波形，由题图甲可知，此时M处质点的振动方向向下，故质点Q开始振动的方向沿y轴负方向。由题图甲可知，波长λ＝4m，由题图乙可知，周期T＝4s，所以波速v＝λT＝44m/s＝1m/s。由题图甲可知，最前面的波峰距质点Q的距离Δx＝8m

，故最前面的波峰传播到质点Q，也就是质点Q第一次到达波峰的时间，则t＝Δxv＝81s＝8s。答案：负813．(6分)图甲为某一列简谐横波在t＝t0时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像，试讨论：(1)波的传播方向和波速大小；(2)画出经过2.3s后波的图像，并求出P质点的位移和

运动的路程。解析：(1)根据题图振动图像可以判断：P质点在t＝t0时刻在平衡位置且向y轴负方向运动，由此可确定波沿x轴正方向传播。由题图甲知该波波长λ＝2m，由题图乙知T＝0.4s，则v＝λT＝20.4m/s＝5m/s。(2)由于T＝0.4s，所以2.3s

＝534T，波形重复5次再沿x轴正方向前进34个波长，故经过2.3s后的波的图像如图所示。P质点的位移为y＝10cm，路程s＝4A×5＋3A＝23A＝2.3m。答案：(1)沿x轴正方向传播5m/s(2)见解析图10cm2.3m14．(8分)简谐横波在均匀介

质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距5m的两质点，波先传到P，当波继续传播到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。已知P、Q两点的平衡位置的距离大于一个波长小于2个波长。求：(1)该简谐波的波长λ；(2)这列波的波速v；(3)波传到

Q后向距离1m的M点继续传播，M点第二次到达波谷所经过的时间t。解析：(1)由P、Q的振动图像知，周期为T＝6s，波从P向Q传播，由P、Q之间的波形知23λ＋nλ＝5m解得λ＝152＋3nm据题意知，当n＝1时，波长为3m。(2)该波的传播速度为v＝λT＝0.5m/s

。(3)由Q点的振动图像可知，质点Q开始振动的方向沿y轴正方向，波传到M点用时t1＝1mv＝2sM点从开始振动到第二次到达波谷用时t2＝1.75T＝10.5s总共用时t＝t1＋t2＝12.5s。答案：(1)3m(2)0.5m/s(3)12.5s15．(12分)如图a所示，一简谐横波沿A、

B两点的连线向右传播，A、B两点相距5m，A点和B点的振动图像如图b所示，求：(1)t＝0时刻，B点的振动方向；(2)A点的振动方程；(3)该波的波长；(4)该波的最大传播速度。解析：(1)根据题图可知，t＝0时刻，B点的振

动方向沿y轴负方向。(2)振动周期T＝1.0s，则A点的振动方程y＝10cos2πTt(cm)＝10cos2πt(cm)。(3)A在波峰时，B经过平衡位置向下振动，则34λ＋nλ＝5m故波长λ＝204n＋3m(

n＝0,1,2，…)。(4)波速v＝λT＝204n＋3m/s(n＝0,1,2，…)当n＝0时，波速最大最大传播速度203m/s。答案：(1)方向沿y轴负方向(2)y＝10cos2πt(cm)(3)λ＝204n＋3m(n＝0,1,2，…)(4)203m/s16．

(15分)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝0.5s时刻的波形图，2T>(t2－t1)>T。(1)若波沿x轴正方向传播，从t1＝0时刻开始，x＝5m处的质点最少要经过多长时间到达平衡位置？(

2)若波速为v＝26m/s，求t2＝0.5s时刻，x＝8m处的质点的振动方向。解析：(1)由题图可知该波的波长为λ＝8m若波沿x轴正方向传播，则在Δt＝t2－t1时间内波传播的距离满足Δx＝38λ＋nλ则Δt＝t2－t1＝38T＋nT(n＝1,2

,3，…)由于2T>(t2－t1)>T因此，n＝1，解得波传播的周期为T＝411s。由题图可知，t2＝0.5s时刻x＝5m处的质点刚好在平衡位置，故从t1＝0时刻开始x＝5m处的质点要到达平衡位置最少要经过的时间为t＝38T＝322s。(

2)若波速为v＝26m/s，则波在0.5s内传播的距离s＝vΔt＝13m由于s＝λ＋5m结合题图可知，波沿x轴负方向传播。根据波动与振动的关系可知：在t2＝0.5s时刻，x＝8m处的质点沿y轴正方向运动。答案：(1)322

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