1、第三章达标检测卷一、选择题(16为单选题，710为多选题，每小题4分，共40分)1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：增大波源的频率；减小波源的频率；将N板向上移动一些；将N板向下移动一些以上方法正确的是()ABCD【答案】B【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2(2021届上海普陀区调研)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，发生明显的衍射现象B波通过孔B
2、，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，不发生衍射现象【答案】A【解析】观察图，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尺寸分别小于和接近波长，会发生明显衍射现象故A正确，B、C、D错误3一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()ABCD【答案】D【解析】由题意可知，各质点的起振方向竖直向上，前13个质
3、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2Tt；而该波的波长vT；由图像可知8d；联立以上各式得d，故D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()AM点向下，N点向上BM点向上，N点向下CM点、N点都向下DM点、N点都静止【答案】A【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，下列说法中正确的是()A该图表示的是衍射现象B该图表
4、示的是多普勒效应C该图表示波源正在向B点移动D观察者在图中的A点接收到的波的频率最低【答案】B【解析】该图表示的是由于波源的移动而引起的多普勒效应，而不是衍射现象，故A错误，B正确；由图可知，波正在向A点移动，故在A点处单位时间内接收到的完全波的个数最多，即在A点处接收到的波的频率最高，故C、D错误6(2020年抚州崇仁二中月考)一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是()A波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动
5、了C波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动了D波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动了【答案】C【解析】由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近的质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源振动从N点传播到M点，经过了一个周期，则从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了，故C正确7(2020年诸暨校级期中)如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 mC点是BE连线的中点，下列说法正确的是()AC、E两点都保持静止不动B图示时刻A、B两点的竖直高度差为10 c
6、mC图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动D从图示时刻起经0.25 s后，质点B的路程为20 cm【答案】CD【解析】B点是波谷与波谷相遇，E点是波峰与波峰相遇，振动均加强；C点为BE连线的中点，故C点振动也加强，振幅为2A，故A错误；图示时刻A在波峰，B在波谷，且都为加强点，故A、B两点的竖直高度差为4A45 cm20 cm，故B错误；图示时刻C点处于平衡位置，两列波单独引起的速度均向上，故C点此时的合速度方向向上，故C正确；周期T s0.5 s；从图示时刻起经0.25 s，质点B通过的路程为4A20 cm，故D正确8(2020年金华十校模拟)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图所
7、示介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8 cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点16 cm处从该图像对应时刻算起，质点A的速度与质点B的速度相同，所需的最短时间为0.02 s则()A该简谐横波的频率为5 HzB从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置C介质中平衡位置x10 cm处质点的振动方程为y10sin(10t) cmD该波传播中遇到宽度为20 cm障碍物能发生明显的衍射现象【答案】ACD【解析】在最短时间内，使A点与B点的速度相同，波沿x轴正方向传播，则应该是平衡位置为6 cm的质点的振动形式传播到A点，平衡位置为14 cm的质点的振动形式传播到B点，即传播距离为2 cm，则波速v m/s
8、1 m/s，分析波形图可知，20 cm0.2 m，则频率f Hz5 Hz，故A正确；题图示时刻，质点A向波谷振动，质点B向波峰振动，平衡位置的振动形式传播到A点，距离为8 cm，传播到B点，距离为6 cm，故质点B先回到平衡位置，故B错误；由波形图可知，波的振幅为10 cm，圆频率2f10 rad/s,10 cm处的点的相位为10t；故其振动方程为y10sin(10t)cm，故C正确；波的波长为20 cm，与障碍物尺寸相当，能发生明显的衍射现象，故D正确9(2021届天津滨海新区联考)图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0 s时刻的波形图已知t10.3 s 时，质点P首次位于波谷，质点Q的坐
9、标是(1.5,0)，质点M的坐标是(13,0)(图中未画出)，则以下说法正确的是()A该波的传播速度为0.3 m/sB从t0开始，质点Q一定比P先到达波峰C每经过0.3 s，质点Q的路程一定是15 cmD在t21.6 s时刻，质点M第二次位于波峰【答案】BD【解析】P点第一次到达波谷的时间为T，因此振动周期T0.4 s，由图可知，波长4 cm，因此波速v0.1 m/s，A错误；波向右传播，波峰先传到Q点再传到P点，因此质点Q一定比P先到达波峰，B正确；振幅是5 cm，只有特殊位置(波峰、波谷和平衡位置)的点，经0.3 s运动的路程才等于15 cm，其他点不是15 cm，由于Q点不在特殊位置，C
10、错误；第一波峰到达M点用时t1 s1.2 s，再经过一个周期，第二个波峰到达M点，因此第二个波峰到达M点的时间t2t1T1.6 s，D正确10(2020年淄博淄川中学期中)一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6 m、10 m、15 m，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是()A该波波速是25 m/s，传播方向沿x负方向B若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5 HzC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20 m大很多D从该时刻起，再经过0.4 s质点Q
11、通过的路程为4 m【答案】AD【解析】由乙图知：t0时刻质点A正向上运动，所以波的传播方向沿x负方向由图知，波长为 20 m，周期为T0.8 s，则该波波速是v25 m/s，故A正确；该波频率为f1.25 Hz，两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，所以，若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25 Hz，故B错误；该波波长为20 m，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20 m小很多，或差不多，故C错误；从该时刻起，再经过0.4 s即半个周期，振幅为2 m，质点Q通过的路程为2A4 m，故D正确二、非选择题(本题共6小题，共60分)11(9
12、分)(2021届上海嘉定区调研)如图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的_现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_图【答案】干涉C【解析】题图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显当孔缝的宽度相同，波长越大时越容易发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，由vf知，C的频率最大12(9分)如图所示，是沿绳向右传播的一列横波(1)在图上标出B、D两
13、点的振动速度方向(2)_点正处于波峰，它此时具有最_(填“大”或“小”)的位移，最_(填“大”或“小”)的加速度，最_(填“大”或“小”)的速度(3)再经_T，A第一次回到平衡位置【答案】(1)图见解析(2)C大大小(3) 【解析】(1)根据波沿绳向右传播，由波形平移法知，B点向下振动，D点向上振动，如图所示(2)由图可知，C点正处于波峰，它此时具有最大的位移，最大的加速度，最小的速度(3)A点，向上振动，经过第一次回到平衡位置13(10分) (2020年上海长宁区延安中学月考)如图所示，甲为某一波在t0时的图像，乙为参与该波动的质点P的振动图像(1)试确定波的传播方向；(2)求该波的波速大小
14、v；(3)再经过3.5 s时，求P质点的振动位移和它通过的路程【答案】(1)沿x方向(2)4.0 m/s(3)02.8 m【解析】(1)从题图乙中可以看出，t0时P点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以判断出此波沿x方向传播(2)由题图甲知4 m，由题图乙知T1.0 s，所以波速v4.0 m/s.(3)由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变所以只需考查从图示时刻P质点经时的位移即可，所以经3.5 s质点P的位移仍为0.因为n7，所以路程s2An20.27 m2.8 m.14(10分)某实验室中悬挂着一弹簧振子A和一单摆B，弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上某
15、次有感地震中观察到静止的振子A开始振动4.0 s后，单摆B才开始摆动此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km，频率为1.0 Hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离【答案】40 km【解析】设地震纵波和横波的传播速度分别为vP和vS，则vPfP，vSfS，式中f为地震波的频率，P和S分别表示地震纵波和横波的波长设震源离实验室的距离为s，纵波从震源传播到实验室所需时间为t，则svPt，svS(tt)，式中，t为摆B开始摆动的时刻与振子A开始振动的时刻之差由以上各式得s，代入数据得s40 km.15(10分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，
16、波长不小于10 cm.O和A是介质中平衡位置分别位于x0和x5 cm处的两个质点t0时开始观测，此时质点O的位移为y4 cm，质点A处于波峰位置；t s时，质点O第一次回到平衡位置，t1 s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)4 s7.5 cm/s30 cm(2)y0.08cos m或y0.08sin m【解析】(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T4 s，由于质点O与A的距离5 cm小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t s时回到平衡位置，而A在t
17、1 s时回到平衡位置，时间相差 s两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v7.5 cm/s，利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长30 cm.(2)设质点O的位移随时间变化的关系为yAcos，将式及题给条件代入上式得解得0，A8 cm.质点O的位移随时间变化的关系式为y0.08cos m或y0.08sin m.16(12分)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v2.5 m/s.在t0时，两列波的波峰正好在x2.5 m处重合，如图所示(1)求两列波的周期Ta和Tb.(2)求t0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t0时是否存在两列波的波谷重
18、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)1 s1.6 s(2)x(2.520k) m(k0,1,2,3，)(3)见解析【解析】(1)由图可知两列波的波长分别为a2.5 m，b4.0 m，因此它们的周期分别为Ta s1 s，Tb s1.6 s.(2)两列波波长的最小公倍数为s20 m，t0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x(2.520k) m(k0,1,2,3，)(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x2.5 m的L处两列波的波谷与波谷相遇，并设L(2m1)，L(2n1)，式中m、n均为正整数只要找到相应的m、n即可将a2.5 m，b4.0 m代入并整理，得.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