第三章 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分,時(shí)間90分鐘。卷(選擇題 共40分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第8~10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.有關(guān)波的現(xiàn)象,下列說法正確的是( A )A.產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一是兩列波的頻率相等B.能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸與波長相差不多或比波長更小C.在干涉圖樣中,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移總是最大,振動(dòng)減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移總是最小D.當(dāng)觀察者靠近波源時(shí),接收到波的頻率小于波源的振動(dòng)頻率解析:當(dāng)兩列波發(fā)生干涉時(shí),兩列波的頻率相等,故A正確;當(dāng)障礙物的尺寸與波長相比差不多,或比波長小,會(huì)發(fā)生明顯的衍射,衍射是波特有的現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū),振幅最大,不是位移始終保持最大,在振動(dòng)減弱區(qū),振幅最小,不是位移始終保持最小,故C錯(cuò)誤;當(dāng)觀察者靠近波源時(shí),接收到的頻率大于波源的振動(dòng)頻率,故D錯(cuò)誤。故選A。2.火車的鳴笛聲由空氣傳到鐵軌中,則關(guān)于其頻率和波長的變化情況,描述正確的是( B )A.頻率不變,波長變短 B.頻率不變,波長變長C.頻率變小,波長變長 D.頻率變大,波長變短解析:波的頻率是由波源決定的,所以波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變。則聲波由空氣進(jìn)入鐵軌中,波速變大,頻率不變,由波速公式vλf得知,聲波的波長變大。故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選B。3.一頻率為600 Hz的聲源以20 rad/s的角速度沿一半徑為0.80 m的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng),一觀察者站在離圓心很遠(yuǎn)的P點(diǎn)且相對于圓心靜止,如圖所示,下列判斷正確的是( B )A.觀察者接收到聲源在A點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率小于600 HzB.觀察者接收到聲源在B點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率等于600 HzC.觀察者接收到聲源在C點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率等于600 HzD.觀察者接收到聲源在D點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率小于600 Hz解析:根據(jù)多普勒效應(yīng),當(dāng)聲源和觀測者相向運(yùn)動(dòng)時(shí),觀測者接受的頻率高于聲源;當(dāng)聲源和觀測者背相運(yùn)動(dòng)時(shí),觀測者接受的頻率低于聲源。把速度方向標(biāo)出來,A點(diǎn)有接近的趨勢,頻率變大;C點(diǎn)有遠(yuǎn)離的趨勢,頻率變??;B、D點(diǎn)速度方向垂直,頻率不變。故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選B。4.平衡位置處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源Sy軸上振動(dòng),產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播,波速均為100 m/s,平衡位置在x軸上的P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨波源振動(dòng)著,P、Qx軸坐標(biāo)分別為xP=3.5 m、xQ=-3 m,當(dāng)S位移為負(fù)且沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的( D )A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方向相反、速度方向相同解析:據(jù)題境和波速vλf得:λ=2 m,T=0.02 s,Q關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)Q1,據(jù)題境可知兩點(diǎn)的振動(dòng)情況相同,則Q1P兩點(diǎn)的距離之差為;質(zhì)點(diǎn)P據(jù)波源的距離為時(shí),波源S位移為負(fù)且向-y方向運(yùn)動(dòng)時(shí),所以質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)且向上運(yùn)動(dòng);由因?yàn)?/span>Q1P兩點(diǎn)的距離之差為,所以Q1的位移為正且向上運(yùn)動(dòng),即PQ兩點(diǎn)的位移方向相反,振動(dòng)方向沿y軸的正方向,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選D。5.一列波長大于1 m的橫波沿著x軸正方向傳播。處在x1=1 m和x2=2 m的兩質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)圖像如圖所示,由此可知( A )A.波長為 mB.波速為1 m/sC.3 s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D.1 s末A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大于B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度解析:A對,B錯(cuò):波從AB傳播,AB間的距離Δxλ(n=0,1,2,),由題知,波長大于1 m,則n只能取0,即有Δxλ,波長λ m,波速為v m/s。C錯(cuò):3s末AB兩質(zhì)點(diǎn)的位移分別為yA=-2 cm,yB=0,位移不同。D錯(cuò):由振動(dòng)圖像可得,1 s末A質(zhì)點(diǎn)的位移yA=2 cm,處于波峰,速度最??;B質(zhì)點(diǎn)的位移yB=0,處于平衡位置,速度最大,所以1 s末A質(zhì)點(diǎn)的速度小于B質(zhì)點(diǎn)的速度。故選A。6.如圖所示,a、b、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2 m、4 m和6 m。一列簡諧橫波以2 m/s的速度沿x軸正方向傳播,在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處,質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng),t=3 s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說法正確的是( C )A.在t=5 s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)dB.在t=5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)C.質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后,其振動(dòng)周期為4 sD.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng)解析:ad間距離為x=12 m,波在同一介質(zhì)中勻速傳播,則波從a傳到d的時(shí)間為t s=6 s,即在t=6 s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處。故A錯(cuò)誤;設(shè)該波的周期為T,由題可得,T=3 s,得T=4 s。波從a傳到c的時(shí)間為t s=3 s,則在t=5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c已振動(dòng)了2 s,而c起振方向向下,故在t=5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好經(jīng)過平衡位置向上。故B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)周期等于a的振動(dòng)周期,即為4 s。故C正確;bd相距10 m;該波的波長λvT=2×4 m=8 m;故bd相距=1;則bd相當(dāng)于相距四分之一波長,故有可能bd同向運(yùn)動(dòng);故D錯(cuò)誤;故選C。7.兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波如圖甲所示,在相遇的某一時(shí)刻如圖乙所示兩列波消失,此后圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是( B )A.a向上,b向下 B.a向下,b向上C.ab都靜止 D.a、b都向上解析:在相遇時(shí),振動(dòng)方向相同,則振動(dòng)加強(qiáng);振動(dòng)方向相反,則振動(dòng)減弱。由于兩列波完全相同,則會(huì)出現(xiàn)波消失的現(xiàn)象;當(dāng)相遇后,波又會(huì)出現(xiàn)原有的形狀,所以質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向是向下,b質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向是向上,因此B正確;ACD錯(cuò)誤。8.某同學(xué)漂浮在海面上,雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播,但他并不向海灘靠近。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第6個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s。下列說法正確的是( BC )A.該水面波的頻率為3 HzB.該水面波的波長為5.4 mC.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移D.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊,是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去解析:由第1個(gè)波峰到第6個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s,可得知振動(dòng)的周期T為:T s=3 s,頻率為:fHz,故A錯(cuò)誤;由公式λvT得:λ=1.8×3 m=5.4 m,故B正確;參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在自己的平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng),并不會(huì)隨波逐流,但振動(dòng)的能量和振動(dòng)形式卻會(huì)不斷的向外傳播,故C正確, D錯(cuò)誤;故選BC。9.(2021·河北唐山摸底)波源在坐標(biāo)原點(diǎn)上下振動(dòng),形成沿x軸正、負(fù)方向傳播的兩列簡諧橫波,t1=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,t2=0.5 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,點(diǎn)PQ是此時(shí)位于平衡位置的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是( AC )A.t1=0時(shí)刻,波源的振動(dòng)方向向下B.t2=0.5 s時(shí)刻,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相反C.波從波源分別向x軸正、負(fù)方向傳播的速度之比為43D.t3=5.5 s時(shí)刻,x=10 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置解析:A對:t1=0時(shí)刻,波源的振動(dòng)方向向下。B錯(cuò):t2=0.5 s時(shí)刻,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都向下振動(dòng)。C對:由波形圖可知,沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波長為4 m,沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波,波長為3 m,周期相等,由λvT可知,波從波源分別沿x軸正、負(fù)方向傳播的速度之比為43。D錯(cuò):由Δt=0.5 s=可得,周期T=2 s,則沿x軸正方向傳播的波的波速為2 m/s,波從0時(shí)刻傳播到x=10 m處需要3 s,t3=5.5 s時(shí)刻,x=10 m處的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了T,即x=10 m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷。故選AC。10.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖(a)是t=0時(shí)刻的波形圖,圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。由此可知,這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是( BD )  A. m  B. mC.1 m D.  m解析:圖(b)所示質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)在正向最大位移處, 圖(c)所示質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí),x=-0.05 m,運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,結(jié)合波形圖線到對應(yīng)的點(diǎn),如圖所示,若圖(b)所示質(zhì)點(diǎn)為圖中左側(cè)波峰上的點(diǎn),則兩點(diǎn)距離為 m,選項(xiàng)D正確;若圖(b)所示質(zhì)點(diǎn)為圖中右側(cè)波峰上的點(diǎn),則兩點(diǎn)距離為 m,選項(xiàng)B正確。卷(非選擇題 共60分)二、填空題(2小題,每小題8分,共16分。把答案直接填在橫線上)11.如圖為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖,AB是講臺(tái),S1、S2是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭,它們之間的相互位置和尺寸如圖所示。報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫。為了避免嘯叫,話筒最好擺放在講臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢?,在這些位置上兩個(gè)喇叭傳來的聲音因干涉而相消。已知空氣中聲速為340 m/s,若報(bào)告人聲音的頻率為136 Hz,則講臺(tái)上這樣的位置有 4 個(gè)。解析:對應(yīng)于聲頻f=136 Hz的聲波的波長是λ=2.5 m式中v=340 m/s是空氣中的聲速。在下圖中,OAB的中點(diǎn),POB上任一點(diǎn),k對于B點(diǎn),=(20-15)m=4所以,B點(diǎn)也是干涉加強(qiáng)點(diǎn)。因而O、B之間有兩個(gè)干涉相消點(diǎn),由對稱性可知,AB上有4個(gè)干涉相消點(diǎn)。12.在日常生活中經(jīng)常需要精確測量密閉容器內(nèi)液體的體積,某研究小組做了如下研究:如圖所示,實(shí)驗(yàn)使用的長方體容器B內(nèi)部的底面積S為1 m2,高為1 m,在容器頂部鑲嵌一個(gè)利用超聲波測距離的傳感器A,該傳感器測量時(shí),默認(rèn)超聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s。(1)若傳感器A豎直向下發(fā)出超聲波與接收到反射波的時(shí)間間隔為1.5×10-3 s,可知容器內(nèi)液面到頂部的距離為 0.255 m,容器內(nèi)液體的體積為 0.745 m3。(2)研究小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),傳感器測量液面距頂部的高度與實(shí)際高度存在偏差,通過查資料發(fā)現(xiàn)超聲波在空氣中的傳播速度與溫度有關(guān),并獲得下表中的數(shù)據(jù)。溫度t()-105203550超聲波速度v(m/s)324333342351360根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以判斷,在環(huán)境溫度為40 時(shí)超聲波速度v 354 m/s,若傳感器測得液面距頂部的高度為0.481 m,則實(shí)際液面距頂部的高度為 0.501 m。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析:(1)超聲波傳到液面時(shí)的時(shí)間ts=7.5×10-4s,則距離hvt=340×7.5×10-4m=0.255 m,容器內(nèi)液體的體積VS(1 m-h)=1×(1-0.255)m3=0.745 m3。(2)由題表中數(shù)據(jù)可知,溫度每增加15 ,速度增加9 m/s,則可知,溫度每增加1 ,速度增加量Δvm/s=m/s,所以,當(dāng)溫度為40 時(shí),速度v=[351+(40-35)×]m/s=354 m/s,根據(jù)測量原理可知,0.481 m=340 m/s·t,而實(shí)際液面距頂部的高度x實(shí)=354 m/s·t,聯(lián)立解得x實(shí)0.501 m。三、論述、計(jì)算題(本題共4小題,共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13.(10分)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖所示,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x=2 m、x=4 m處。從t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí),當(dāng)t=15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰。(1)求波速。(2)寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過程)。答案:(1)1 m/s (2)y=0.2sin(0.5πt)m解析:(1)設(shè)簡諧橫波的速度為v,波長為λ,周期為T,由圖像知,λ=4 m,由題意知t=3TT  v  聯(lián)立①②式,代入數(shù)據(jù)得v=1 m/s(2)質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.2sin(0.5πt)m14.(10分)(2020·湖北省武漢市江夏區(qū)高二聯(lián)考)如圖所示,甲、乙兩船相距40 m,一列水波在水面上從左向右傳播,當(dāng)某時(shí)刻甲船位于波峰時(shí)乙船恰位于波谷,且峰、谷間的高度差為0.4 m。若波速為 4 m/s,通過計(jì)算回答:(1)9 s后甲處于上升還是下降狀態(tài)?(2)9 s內(nèi)甲上下運(yùn)動(dòng)了多少路程?答案:(1)下降狀態(tài) (2)1.8 m解析:(1)由圖可知,兩船之間相距2λ=40 m,λ=16 mvT s=4 s因?yàn)? s=2T,所以9 s時(shí)甲船向下運(yùn)動(dòng)(2)由題意知,船振動(dòng)的振幅A=0.2 m甲船在9 s內(nèi)走過的路程d=9A=1.8 m。15.(12分)從兩個(gè)波源發(fā)出的兩列振幅相同、頻率均為5 Hz的簡諧橫波,分別沿x軸正、負(fù)方向傳播,在某一時(shí)刻到達(dá)AB點(diǎn),如圖中實(shí)線、虛線所示。兩列波的波速均為10 m/s。求:(1)質(zhì)點(diǎn)P、O開始振動(dòng)的時(shí)刻之差;(2)再經(jīng)過半個(gè)周期后,兩列波在x=1 m和x=5 m之間引起的合振動(dòng)振幅極大和極小的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)。答案:(1)0.05 s (2)合振動(dòng)振幅極大的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為1 m、2 m、3 m、4 m、5 m 合振動(dòng)振幅極小的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m解析:(1)兩列波的周期均為T s=0.2 s,由圖知,質(zhì)點(diǎn)P、O開始振動(dòng)的時(shí)刻之差為Δt=0.05 s。(2)該波的波長為λvT=10×0.2 m=2 m,根據(jù)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振動(dòng)加強(qiáng),當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí)振動(dòng)減弱,可知,兩列波在x=1 m和x=5 m之間引起的合振動(dòng)振幅極大的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為1 m、2 m、3 m、4 m、5 m。合振動(dòng)振幅極小的質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為1.5 m、2.5 m、3.5 m、4.5 m。16.(12分)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,在t1=0時(shí)刻波形如圖中的實(shí)線所示,t2=0.5 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,若該列波的周期T>0.5 s,試求:(1)該列波的波長λ、周期T和波速v;(2)x軸上質(zhì)點(diǎn)Pt=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向和t=3.0 s內(nèi)通過的路程。答案:(1)λ=8 m t=2 s v=4 m/s (2)y軸負(fù)方向 0.3 m解析:(1)由題圖可知,波長λ=8 m,由于該波沿x軸負(fù)方向傳播,從t1=0到t2=0.5 s時(shí)間內(nèi),有Δtt2t1T(n=0,1,2,3,),又知T>0.5 s,聯(lián)立上式解得n=0,則波的周期T=4Δt=2 sv可得,v m/s=4 m/s。(2)由于波沿x軸負(fù)方向傳播,故t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Py軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),又知t=3.0 s= T,則質(zhì)點(diǎn)Pt=3.0 s時(shí)間內(nèi)通過的路程為s×4 A=6×5×10-2 m=0.3 m。

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