1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元素养评价(三)(第三章)(75分钟100分)一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30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下列说法中正确的是()A一质点做简谐运动，若位移为负值，则速度一定为正值B一质点做简谐运动，质点通过平衡位置时，速度最大，加速度为零C离波源近的质点振动快，离波源远的质点振动慢D.在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移【解析】选B。若位移为负值，质点远离平衡位置时速度方向为负值，故A错误；质点每次通过平衡位置时，加速度
2、为零，速度最大，故B正确；离波源近的质点与离波源远的质点振动完全一样，故C错误；在传播过程中，介质中的质点不会随波一起迁移，而是在其平衡位置附近振动，故D错误。2.钢琴的“中央C”即为C调do，频率约为261.2 Hz，则它发出的声波()A一边做俯卧撑一边听，由于多普勒效应，音调会有变化B隔着门缝听，声音会变小，这是偏振现象造成的C与北京交通台103.9 MHz相比，“中央C”频率低D假如琴边古筝也有一根调到C调do的弦，由于构造不同，它们无法发生共振【解析】选C。由于波源与观察者间的位置没有发生变化，故频率不变，音调不变，故A错误；隔着门缝听，声音会变小，这是衍射现象造成的，故B错误；由题可
3、知“中央C”的频率为261.2 Hz小于北京交通台的103.9 MHz，故“中央C”频率低，故C正确；若古筝也有一根调到C调do的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误。故选C。3.如图所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在x轴上，当t0时，x0处的波源S开始振动，t0.5 s时，刚好形成如图所示波形，下列说法不正确的是()A波源的起振方向向上B该波的波长为4 mC该波的波速为6 m/sDt1.5 s时，x4 m处的质点速度最大【解析】选C。由图像可得，波向右传播，x2 m处的质点的起振方向向上，可知波源的起振方向向上，A正确；由图可知，T2t1 s，4 m，故波速v4 m/s，B正确，C错
4、误；1.5 s内波向前传播的距离xvt6 m，波形如图所示，x4 m处的质点位于平衡位置，速度最大，D正确。4.如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，两天线同时发出频率为f1和f2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到f1和f2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。则下列说法正确的是()A此系统利用的是波的干涉原理B在跑道上，频率为f1与f2的这两种无线电波干涉加强，所以跑道上的信号最强C只有跑道上才能接收到f1的最强信号，其他地方f1的信号都比跑道上的弱D只有在跑道的中心线上才能接收到f1和f2的最强信号，跑道的其他地方是无法同时接收到f1和f2的最强信号的【解析】选D
5、。干涉的原理是只有频率相同的两列波才能发生稳定的干涉，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，A、B错误；当接收到f1和f2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道，因此两个天线必须相对于飞机跑道对称且信号最强，C错误、D正确。5.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视图如图所示。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是()A以较低的频率拍打水面B以较高的频率拍打水面C只要拍打，A就会明显振动D无论怎样拍打，A都不会明显振动【解析】选A。拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，以较高的频率拍打水面，则质点振动的
6、频率增加，波的频率与振动的频率相等，波速不变，频率增大，根据可知波长减小，衍射现象不明显；反之以较低的频率拍打水面，波长增大，衍射现象更明显。故以较低的频率拍打水面，可以使衍射现象明显，以带动树叶A明显振动起来，选项A正确，B、C、D错误。故选A。【加固训练】有一障碍物的宽度为10 m，下列衍射现象最明显的是()A波长为40 m的波B波长为9.9 m的波C频率为40 Hz的声波(声速v340 m/s)D频率为5 000 MHz的电磁波(波速v3.0108 m/s)【解析】选A。根据，可得声波波长为8.5 m，电磁波的波长为0.06 m，由波发生明显衍射的条件可知，波长为40 m的波大于障碍物的
7、宽度，其余波长都小于障碍物的宽度，故选项A正确。6(2021年辽宁适应性测试)如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向(垂直xOy平面)做简谐运动的点波源S1(1，0)和S2(4，0)，振动方程分别为zS1A sin (t)、zS2A sin (t)。两列波的波速均为1 m/s。两列波在点B(2.5，3)和点C(4，4)相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互()A加强、加强B减弱、减弱C加强、减弱 D减弱、加强【解析】选D。因为B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为T2 s，波长为vT2 m，C距两波源的距离差为s1 m，而两波源的相位
8、相反，所以在C点振动总是加强。故选D。7如图所示，两列简谐横波的振幅都是20 cm，在同一介质中传播，实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在图示区域相遇，则()A实线波与虚线波的周期之比为12B实线波与虚线波的频率之比为12C实线波与虚线波的波速之比为12D两列波在相遇区域会发生干涉现象【解析】选A。机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，两列波在同一介质中传播，所以两列波的传播速度之比为11；由图可知，实线波与虚线波的波长之比为12；结合T，可得实线波与虚线波的周期之比为12，频率之比为21，故A正确，B、C错误；两列波的频率不同，不会发生干涉现象，D错误。8如
9、图所示，图甲为一列横波在t1.5 s时的波动图像，图乙为该波中x2 m处质点P的振动图像，下列说法正确的是()A该波沿x轴正方向传播Bt1.75 s时该波中x3.5 m处的质点Q正在做减速运动C若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到波的频率为0.25 HzD若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4 m大很多【解析】选B。由振动图像上t1.5 s时刻读出P点的速度方向沿y轴负方向，则由波动图像判断出波沿x轴负方向传播。故A错误；由振动图像乙读出周期 T1.0 s，图甲为一列横波在t1.5 s时的波动图像，x3.5 m处的质点Q正在加速运动，再经过T，t1.75
10、s 时该波中x3.5 m处的质点Q正在做减速运动，故B正确；由波动图像甲读出波长 4 m，由振动图像乙读出周期 T1.0 s，则该波的频率为 f1 Hz。要想发生稳定的干涉，两列波的频率必须相同，故C错误；该波的波长为4 m，当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射。所以若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸应比4 m小或两者差不多，故D错误。9(2020山东等级考)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x处质点的振动方程为yA cos (t)，则tT时刻的波形图正确的是()【解析】选D。根据题意可知，tT时，在处的质点yAcos(t)Acos(T)Acos
11、()0，即此时该质点位于平衡位置，A、B均错误；下一时刻，y0，即该质点处于平衡位置且向上振动，由题意知横波沿x轴负方向传播，根据同侧法原理判断波形可知C错误、D正确。故选D。10.如图为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长，下列说法正确的是()A波通过孔A，不发生明显的衍射现象B波通过孔B，不发生衍射现象C波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象D波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象【解析】选D。观察题图，孔B和障碍物C尺寸明显大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，只是不明显，不易观察；孔A和障碍物D尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象。故D正确，A、B、C错误。故选D。
12、二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。11一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为2 Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置，观察到小球先后出现了两次振动，第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而第二次则产生了较强烈的振动，则()A.有两个时刻长绳上会出现振动位移大小为2A的情况B由Q振源产生的波在长绳上传播的速度约为2 m/sC由P振源产生的波先到达振动系统
13、D两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象【解析】选A、B。虽然这两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉，但根据波的叠加原理，在长绳上一定会有这两列波的波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇的时刻，此时振动位移大小为2A，由于两列波的波长不等，波速相同，可知这两列波的波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇对应着两个不同的时刻，故A正确，D错误；由于第一次振动时起振方向向上，故根据波形图可知，由Q振源产生的波先到达振动系统，第二次产生了较强烈的振动，是由于P振源产生的波到达振动系统，且有P振源的频率与其固有频率相等，产生了共振现象，所以P振源的频率为2 Hz，根据波速与波长、频率的关系可知，由P振源产生的波在长绳上
14、传播的速度等于vf12 m/s2 m/s，由在同种介质中，机械波的波速相等，可知由Q振源产生的波在长绳上传播的速度也等于2 m/s，故B正确，C错误。12一列简谐横波，在t1.2 s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为1 cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是()A这列波沿x轴负方向传播B这列波的波速是 m/sC从t1.2 s开始，再经t0.5 s，P质点通过的路程是3 cmD从t1.2 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置【解析】选A、B、C。由图乙读出t1.2 s时刻质点A的速度方向为沿y轴正方向，由图甲判断出波的传播方向沿x轴负方向，故A正确；由
15、图甲读出波长：20 m。由乙图读出周期T1.2 s，则波速为v m/s m/s，故B正确；经过t0.5 s，刚好回到平衡位置，质点通过的路程是：s3 cm，故C正确；图甲时刻质点P沿y轴负方向运动，质点Q沿y轴正方向运动，所以质点Q将比质点P早回到平衡位置。将此图像与正弦曲线进行对比可知P点的横坐标为xP m，Q点的横坐标xQ m。可知质点Q比质点P早回到平衡位置的时间为：t，代入数据解得：t0.4 s，故D错误。13两列简谐横波的振幅都是20 cm，在同一介质中传播。实线波的频率为2 Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则()A.虚线波的频率为Hz
16、B在相遇区域会发生干涉现象C平衡位置为x6 m处的质点此刻速度为零D平衡位置为x8.5 m处的质点此刻位移y20 cm【解析】选A、D。由图可得实线波波长14 m，虚线波波长26 m；由两波在同一介质中传播速度相同，根据频率f，可得实线波波速vf1124(m/s)8 m/s，虚线波频率f2 Hz Hz，由于两波频率不等，故在相遇区域不发生干涉现象，A正确，B错误；根据波的传播方向，由题图可得：两波在x6 m处都处于平衡位置，向上振动，故速度不为零，C错误；根据两波波形图可得实线波在x8.5 m处的位移y120sin 2(cm)20sin (cm)，虚线波在x8.5 m处的位移y220sin 2
17、(cm)20sin(cm)，故平衡位置为x8.5 m处的质点此刻位移yy1y220(sin sin)cm20cm，D正确。故选A、D。【加固训练】(多选)两列简谐横波在同一介质中沿相反的方向传播，传播方向如图所示(实线波沿x正方向)，实线波的频率为2 Hz，振幅都是10 cm，某时刻两列波在如图所示区域相遇，则()A在相遇区域会发生干涉现象B平衡位置为x8.5 m处的质点此刻位移y10 cmC平衡位置为x6 m处的质点此刻速度为零D从图示时刻起再经过0.25 s，平衡位置为x5 m处的质点的位移y0【解析】选B、D。同一介质中两列波传播速度大小相同。实线波的频率为2 Hz，其周期为0.5 s，
18、实线波的波长为4 m，故波速为：vf42 m/s8 m/s；由图得到虚线波的波长为6 m，故周期T s0.75 s，则两波的频率不同。所以不能发生干涉现象，故A错误；由波形图，两列简谐横波在平衡位置为x8.5 m处的质点各自位移都大于5 cm，合位移大于10 cm，故B正确；图示时刻，两列简谐波单独传播时引起x6 m处的质点的速度均向上，故x6 m处的质点此时一定向上运动，不为零，故C错误；波从图示时刻起再经过0.25 s，实线波在平衡位置为x5 m处的质点处于波谷，而虚线波处于x轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y0。故D正确。14在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有()A雷雨天看到闪电
19、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同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同【解析】选B、C。雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，不属于多普勒效应，故选项A错误；超声波遇到血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，属于多普勒效应，故选项B正确；列车和人的位置相对变化了，所以听到的声音频率发生了变化，属于多普勒效应，故选项C正确；同一声源发出的声波，在空气和水这两种不同介质中传播时，频率不变，传播速度发生变化，
20、不属于多普勒效应，故选项D错误。15.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形如图所示，此时波恰好传到平衡位置在x12.5 m处的P点。已知平衡位置在x25.5 m处的Q点在08 s内运动的路程为0.2 m，则下列说法正确的是()AP点的起振方向沿y轴正方向BP点振动的周期为4 sC该波的传播速度大小为1 m/sD若一列频率为1 Hz的简谐横波沿x轴负方向传播，与该波相遇时会产生稳定的干涉现象【解析】选A、B。根据横波的传播方向与振动方向的关系可知，t0时刻P点的振动方向沿y轴正方向，故A正确；由题图可以看出，该波的波长2 m、振幅A0.1 m，则2，说明在08 s内Q点振动的时间为，该
21、波的传播速度大小：v，结合v，解得T4 s、v0.5 m/s，故B正确，C错误；产生稳定干涉现象的必要条件是频率相等，故这两列波相遇时不会产生稳定的干涉现象，故D错误。故选A、B。三、计算题：本题共4小题，共50分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。16. (10分)(2020全国卷)一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为l。求：(1)波的波长；(2)波的
22、传播速度。【解析】 (1)如图，设距c点最近的振幅极大的点为d点，a与d的距离为r1，b与d的距离为r2，d与c的距离为s，波长为。则r2r1(1分)由几何关系有r1ls(1分)r(r1sin 60)2(lr1cos 60)2(2分)联立式并代入题给数据得l(2分)(2)波的频率为f，设波的传播速度为v，有vf(2分)联立式得v(2分)答案：(1)l(2) 【加固训练】一列简谐波在t0时刻的波形，如图所示，传播方向沿x轴正方向，波速为0.6 m/s，在x轴上一点P的横坐标x0.96 m，求：(1)P点开始振动的方向如何？(2)经过多少时间，P点第一次到达波谷？(3)经过多少时间，P点第二次到达
23、波峰？【解析】(1)x0.24 m处的质点起振方向沿y轴负方向，故P点开始振动的方向沿y轴负方向(2)离P最近的一个波谷在x0.18 m处，该波谷与P点间的距离为：x0.96 m0.18 m0.78 mP点第一次到达波谷需要的时间为：t s1.3 s；(3)简谐波的周期为：T s0.4 sP点第一次到波峰的时间为：t s1.5 sP点第二次到波峰的时间为：ttT1.9 s答案：(1)沿y轴负方向(2)1.3 s(3)1.9 s17. (10分)有一列简谐横波沿着x轴正方向传播，波源位于原点O，P、Q是x轴上的两个点，P点与原点O间的距离为3 m，Q点与原点O间的距离为4 m。波源在某时刻开始振
24、动，起振方向沿y轴正方向，波源振动4 s后，位于P处的质点的位移第一次达到最大值2 m，再经过3 s，位于Q处的质点第一次达到负的最大位移2 m。求：(1)波长和波速大小；(2)波源起振20 s时，平衡位置距离O点为5 m的质点R的位移和020 s内质点R运动的路程。【解析】(1)由题意可知，P处质点从开始振动到第一次到达波峰所用的时间为故波传到P点所用的时间为t1t14 s根据xvt，有3 mv(4 s)(1分)同理，Q处质点从开始振动到第一次到达波谷所用的时间为T(1分)故波传到Q点所用的时间为t2t1t27 s(1分)根据xvt，有4 mv(7 s)(1分)联立解得T4 s，v1 m/s
25、(1分)波长vT4 m(1分)(2)平衡位置距离O点为5 m的质点R开始振动的时刻为t35 s(1分)波源起振20 s时，质点R已振动了t420 s5 s15 s3T(1分)因此波源起振20 s时质点R在波谷，位移：y2 m(1分)020 s内质点R运动的路程s4A330 m(1分) 答案：(1)4 m1 m/s(2)2 m30 m18(14分)(2021清远高二检测)如图中实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s 时刻的波形。问：(1)若波向右传播，波速多大？若波向左传播，波速多大？(2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？【解析】(1)若波向右传播，则波传播的
26、距离为x1(n)(其中n 0，1，2)，(2分)波传播的速度v1，(1分)联立解得：v1(16n6) m/s(其中n 0，1，2)(2分)若波向左传播，则波传播的距离为x2(n)(其中n 0，1，2)，(2分)波传播的速度v2，(1分)联立解得：v2(16n10) m/s(其中n 0，1，2)(2分)(2)若波速大小为74 m/s，则波传播的距离xv(t2t1)740.5 m37 m(2分)x(45) m，故波向左传播(2分)答案：(1)当波向右传播时，v(16n6) m/s(其中n 0，1，2)当波向左传播时，v(16n10) m/s(其中n 0，1，2)(2)波向左传播【加固训练】如图所示
27、，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图。(1)若波向左传播，求它可能的周期和最大周期。(2)若波向右传播，求它可能的传播速度。【解析】(1)波向左传播，传播的时间为tTnT(n0，1，2)所以T4 s s (n0，1，2)最大周期为Tm s0.27 s(2)波向右传播，tnT(n0，1，2)T s (n0，1，2)而4 m，所以v5(4n1)m/s (n0，1，2)答案：(1) s(n0，1，2)0.27 s(2)5(4n1) m/s(n0，1，2)19(16分)如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2 m和x1.2 m处，两列波的速度均为v0.4
28、 m/s，两列波的振幅均为2 cm。图示为t0时刻两列波的图像(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x0.2 m和x0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x0.5 m处，求：(1)质点M的起振方向。(2)t2 s时刻，质点M的纵坐标。(3)0到2 s这段时间内质点M通过的路程。(4)画出t1 s时x0.2 m到x0.8 m之间的波形图。【解析】(1)由波的传播方向可确定质点的振动方向，根据带动法可知，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均沿y轴负方向运动，所以质点M的起振方向也沿y轴负方向(2分)(2)由图可知，两波的波长为0.4 m，由波长与波速关系可求出
29、，波的周期为T s1 s(2分)由图可知，两质点到M的距离都是0.3 m(1分)波传到M的时间都是：t1 sT (2分)M点起振的方向向下 (1分)再经过：t21.25 sT，两波的波谷恰好传到质点M(1分)所以M点的位移为4 cm(1分)(3)0到2 s这段时间内质点M振动的时间是s，(1分)通过的路程为s4(2A)102 cm20 cm(2分)(4)两质点到M的距离都是0.3 m波传到M的时间都是：t1 sT0.75 s(1分)再过0.25 s M处于波谷位置；经过1 s，两列波都向前传播了0.4 m，由波的叠加分析可以知道，在t1 s时，x0.4 m和x0.6 m处质点位于平衡位置，x0.2 m和x0.8 m处质点位于平衡位置，如图所示：(2分)答案：(1)y轴负方向(2)4 cm(3)20 cm(4)见解析关闭Word文档返回原板块