資源簡介

單元素養評價卷(三)
(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分)
1．聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為(　　)
A．聲波是縱波，光波是橫波
B．聲波振幅大，光波振幅小
C．聲波波長較長，光波波長很短
D．聲波波速較小，光波波速很大
解析：波發生明顯的衍射現象的條件是：孔縫的寬度或障礙物尺寸與波長相比差不多或比波長更小．由于聲波的波長比較長(1.7 cm～17 m)，和樓房的高度相近，故可以發生明顯的衍射現象，而可見光的波長很短，無法發生明顯的衍射現象，C正確．
答案：C
2．(2025·河北石家莊高二聯考)一列波向右傳播，經過某個有一串粒子的介質．如圖所示為某一時刻各粒子的位置，虛線為對應各粒子的平衡位置．以下關于該波在圖示時刻說法正確的是(　　)
A．此波為縱波，波長為8 cm
B．粒子8和粒子10正朝同一方向運動
C．粒子3此時速度為零
D．粒子7和粒子11的位移大小始終相同
解析：從題圖中看出，有疏部和密部，故此波為縱波，題圖所示時刻粒子3、7、11在平衡位置處，故波長為λ＝(11－3)×2 cm＝16 cm，故A錯誤；波向右傳播，題圖所示時刻，粒子7比粒子8離平衡位置近，粒子9比粒子10離平衡位置遠，故粒子8在衡位置，向左運動，粒子10在遠離平衡位置，向右運動，故B錯誤；粒子3此時位于平衡位置處，速度最大，故C錯誤；粒子7和粒子11的平衡位置相差半個波長，其位移大小始終相同，故D正確．
答案：D
3．某同學研究繩波的形成，取一條較長的軟繩，用手握住一端水平拉直后，沿豎直方向抖動即可觀察到繩波的形成．該同學先后兩次抖動后，觀察到如圖中所示的甲、乙兩個繩波情形．關于兩次形成的繩波，下列判斷正確的是(　　)
A．波形甲的振幅比波形乙大
B．波形甲的周期比波形乙大
C．波形甲的形成時間比波形乙早
D．波形甲的起振方向與波形乙相同
解析：由圖可知波形甲的振幅比波形乙小，A錯誤；甲、乙兩繩波在同一介質中傳播，波速相等，波形甲的波長比波形乙的大，根據v＝，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正確；波形乙的形成時間比波形甲早，C錯誤；波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D錯誤．
答案：B
4．固定在振動片上的金屬絲周期性地敲擊平靜水面，可以形成水波．若將水波視為橫波，以金屬絲在水面上的敲擊點為原點，在水平面建立xOy坐標系，俯視圖如圖所示，其中實線代表波峰，虛線代表波谷，圖示時刻A、B兩質點恰好分別位于波峰和波谷上，且A、B兩質點的水平距離為l，下列說法正確的是(　　)
A．水波的波長為l
B．A、B兩質點的高度差始終為振幅的兩倍
C．增大金屬絲的振動頻率，水波的傳播速度將增大
D．增大金屬絲的振動頻率，水波的波長將減小
解析：由圖可知λ＝l，解得水波的波長為λ＝l，A錯誤；A、B兩質點的高度差隨時間不斷變化，最大為振幅的兩倍，B錯誤；機械波的傳播速度只與介質有關，介質不變，傳播速度不變，根據v＝fλ可知，增大振動頻率f，水波的波長將減小，C錯誤，D正確．
答案：D
5．一簡諧橫波在t＝0時的波形如圖所示，介質中的質點P做簡諧運動的表達式為 y＝4sin (5πt) cm，下列說法正確的是(　　)
A．該波的振幅為8 cm
B．該波的波速為10 m/s
C．該波沿x軸負方向傳播
D．質點P在一個周期內沿x軸正方向遷移了4 m
解析：根據題意，該波的振幅為4 cm，A錯誤；周期為T＝＝ s＝0.4 s，所以波速為v＝＝ m/s＝10 m/s，B正確；根據質點P的振動方程可知，t＝0時刻，質點P處于平衡位置，且沿y軸正方向運動，結合波形圖，根據“上下坡”法可知，該波沿x軸正方向傳播，C錯誤；介質中的質點沿y軸上下振動，而不會隨波遷移，D錯誤．
答案：B
6．如圖表示聲波從介質Ⅰ進入介質Ⅱ的折射情況．由圖判斷，下面說法正確的是(　　)
A．入射角大于折射角，聲波在介質Ⅰ中的波速大于它在介質Ⅱ中的波速
B．入射角大于折射角，聲波在介質Ⅰ中的波速小于它在介質Ⅱ中的波速
C．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空氣，Ⅱ可能是水
D．入射角小于折射角，Ⅰ可能是鋼鐵，Ⅱ可能是空氣
解析：依題意，圖中MN為介質界面，虛線為法線，i為入射角，γ為折射角，從圖可直接看出入射角大于折射角(i>γ)，故聲波在介質Ⅰ中的波速大于它在介質Ⅱ中的波速，A正確，B、D錯誤；聲波在固體和液體中的速度要大于它在空氣中的速度，C錯誤．
答案：A
7．如圖所示，將兩根粗細相同、材料不同的長軟繩甲、乙的一端連接在一起，1、2、3、4…為繩上的一系列間距均為0.1 m的質點，其中質點10為兩繩的結點，繩處于水平方向．手持質點10在豎直方向做簡諧運動，形成向左和向右傳播的兩列簡諧波Ⅰ、Ⅱ，其中波Ⅰ的波速為0.2 m/s.某時刻質點10處在波谷位置，5 s后此波谷傳到質點15，此時質點10正好通過平衡位置向上運動，質點10與質點15之間還有一個波谷，下列說法正確的是(　　)
A．質點10的振動周期為2 s
B．波Ⅰ的波長為 m
C．波Ⅱ的波長為 m
D．當質點15處于波峰時，質點6處于平衡位置
解析：質點每振動一個周期，波向前傳播一個波長，由題可知1T＝5 s，質點10的振動周期T＝4 s，A錯誤；根據v＝可知波Ⅰ的波長為λ1＝v1T＝0.8 m，B錯誤；利用質點10與質點15之間的波形可知1λ2＝0.5 m，波Ⅱ的波長為λ2＝0.4 m，C錯誤；質點6和質點10之間恰好等于波Ⅰ的半個波長，兩個質點振動情況相反，而質點15恰好在質點10振動后1T起振，因此當質點15處于波峰時，質點6恰好經平衡位置向上運動，D正確．
答案：D
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分)
8．下列選項與多普勒效應有關的是(　　)
A．科學家用激光測量月球與地球間的距離
B．醫生利用超聲波探測病人血管中血液的流速
C．技術人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡
D．交警向車輛發射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度
解析：當觀察者與測量對象無相對運動時，不發生多普勒效應，A、C錯誤；當觀察者與測量對象相對運動時，發生多普勒效應，根據接收頻率的變化可以進行測速，B、D正確．
答案：BD
9．如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的圖像，振源周期為1 s．以下說法正確的是(　　)
A．質點b的振幅為0
B．經過0.25 s，質點b的位移為－4 cm
C．從t＝0時刻起，質點a比質點c先回到平衡位置
D．在t＝0時刻，質點a、c所受的回復力大小之比為1∶2
解析：圖示時刻質點b的位移為0，但其振幅為4 cm，A錯誤；振源周期為1 s，則波上的所有質點的振動周期均為1 s，波沿x軸正方向傳播．根據“同側法”判斷t＝0時刻質點b的振動方向為y軸正方向．經過0.25 s，即經過，質點b處于波峰，位移為4 cm，B錯誤；簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時刻，質點a向下運動，回到平衡位置的時間小于，而質點c向上運動，回到平衡位置的時間等于，故質點a比質點c先回到平衡位置，C正確；根據簡諧運動的特征，有F＝－kx可知，在t＝0時刻，質點a、c位移大小之比為1∶2，則所受的回復力大小之比為1∶2，D正確．
答案：CD
10．如圖甲為一列簡諧波在某時刻的波形圖，圖乙為質點P以此時刻為計時起點的振動圖像．則由圖可知(　　)
A．從該時刻起質點Q比質點P先運動至波谷位置
B．從該時刻起，經過0.1 s，質點Q通過的路程為0.4 m
C．當質點P位于波谷時，質點Q位于平衡位置上方并向上振動
D．從該時刻起經過0.15 s，波沿x軸的負方向傳播了3 m
解析：由圖乙可知，此時質點P沿y軸負方向振動，根據波形平移法可知，波沿x軸正方向傳播，則此時質點Q沿y軸正方向振動，所以從該時刻起質點P比質點Q先運動至波谷位置；當質點P位于波谷時，可認為質點P振動了nT＋，則此時質點Q位于平衡位置上方并向上振動，A錯誤，C正確；由圖乙可知，周期為T＝0.2 s，則從該時刻起，經過0.1 s，質點Q通過的路程為s＝2A＝0.4 m，B正確；由圖甲可知波長為λ＝4 m，則波速為v＝＝20 m/s，則從該時刻起經過0.15 s，波沿x軸的正方向傳播的距離為Δx＝vΔt＝20×0.15 m＝3 m，D錯誤．
答案：BC
三、非選擇題(本題共5題，共54分)
11．(8分)兩列簡諧橫波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x軸正方向傳播(如圖中實線所示)，另一列沿x軸負方向傳播(如圖中虛線所示)．這兩列波的頻率相等，振動方向均沿y軸方向，則圖中x＝1、2、3、4、5、6、7、8各點中振幅最大的是x＝________處的點，振幅最小的是x＝________處的點．
解析：在圖示時刻，兩列波引起各質點振動的位移和都為零，但其中一些質點是在振動過程中恰好經過平衡位置，而另外一些質點是振動減弱，振幅為零，對x＝4處的質點，實、虛兩列波均使質點從平衡位置向上運動，是同向疊加的，即振幅為兩列波分別引起的振幅之和．同理對x＝8處的質點，兩列波都使該質點向下振動，也是同向疊加，即是振幅最大的質點．而x＝2與x＝6處的質點則均為反向疊加，即均為振幅最小的質點．
答案：4、8　2、6
12．(6分)一個觀察者在高處用望遠鏡注視在地上的木工以每秒2次的頻率擊釘子，他聽到聲音時恰好看到擊錘動作．若觀察者距木工680 m，當木工停止擊錘后，他還能聽到________次擊釘聲(聲波在空氣中的傳播速度為 340 m/s)．
解析：題中木工擊釘子產生的聲波屬于一種時間短暫的“脈沖波”，如圖所示，設脈沖的間距為d，由于聲速是v＝340 m/s，木工擊釘頻率為f＝2 Hz，所以d＝＝ m＝170 m．因此在680 m距離內有n＝＝4個脈沖間隔，也就是說木工停止擊釘后還能聽到4次擊釘聲．
答案：4
13．(12分)如圖所示，一列簡諧橫波在沿＋x軸方向傳播，圖甲和圖乙分別為軸上a、b兩質點的振動圖像，兩質點的平衡位置在x軸上的坐標分別為xa＝0.1 m，xb＝1.3 m，已知波長大于1.2 m，試求這列波的波長λ和波速v.
解析：由題意可知，t＝0時刻a、b兩質點間的波形如圖所示．
由圖可知λ＝xb－xa，
代入數據解得λ＝1.6 m，
由圖像可知，波的周期T＝0.4 s，
解得v＝＝4 m/s.
答案：1.6 m　4 m/s
14．(14分)位于坐標原點的波源，在t＝0時開始振動，形成一列簡諧波沿x軸正方向傳播，其振動圖像如圖所示，t1＝0.5 s時波到達P點，t2＝0.8 s時波到達Q點．已知P、Q平衡位置間的距離為3 m.
(1)求波長λ、波速v及原點的振動方程；
(2)當Q點走過的路程為10 cm時，求P點走過的路程s及此時離開平衡位置的位移．
解析：(1)由振動圖像可知，周期T＝0.2 s，
波沿x軸正方向勻速傳播，從P到Q過程，有v＝＝ m/s＝10 m/s，
波長λ＝vT＝2 m，
角頻率ω＝＝10π rad/s，
則其振動方程y＝10sin (10πt) cm.
(2)當Q點走過的路程為10 cm時，Q點振動了T＝0.05 s，
P點振動了T＝0.35 s，
P點走過的路程s＝7A＝70 cm，
此時P點處于波谷，離開平衡位置的位移y＝－10 cm.
答案：(1)λ＝2 m，v＝10 m/s，y＝10sin (10πt) cm　(2)s＝70 cm，y＝－10 cm
15．(14分)如圖所示是一列沿x軸傳播的簡諧波，實線是t＝0時刻的波形，虛線是t＝1 s時刻的波形，P是x軸上平衡位置坐標x＝2 m的質點．求：
(1)該簡諧波的周期和波速．
(2)若波速為11 m/s，判斷其傳播方向；從t＝0時刻起，質點P運動到波谷的最短時間是多少？
解析：(1)由圖可知，波長為λ＝4 m，
若波沿x軸正方向傳播，在Δt＝1 s內波傳播距離表達式為
Δx1＝(n＋)λ(n＝0，1，2…)，
則波速為v1＝＝(4n＋1) m/s(n＝0，1，2…)，
周期為T1＝＝ s(n＝0，1，2…)，
若波沿x軸負方向傳播，在Δt＝1 s內傳播距離表達式為Δx2＝(n＋)λ(n＝0，1，2…)，
則波速為v2＝＝(4n＋3) m/s(n＝0，1，2…)，
周期為T2＝＝ s(n＝0，1，2…)．
(2)若波速11 m/s，由n＝2時
v＝(4×2＋3) m/s＝11 m/s，
波沿x軸負方向傳播，周期T＝ s＝ s，
由圖知t＝0時刻質點P沿y軸負方向振動，則從t＝0時刻起，質點P運動到波谷的最短時間為t＝T＝ s.
答案：(1)見解析　 (2)沿x軸負方向傳播， s
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共49張PPT)
章末素養培優
例1 (多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t＝0時刻和t＝1 s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示．已知x＝0 處的質點在0～1 s內運動的路程為4.5 cm.下列說法正確的是(　　)
A．波沿x軸正方向傳播
B．波源振動周期為1.1 s
C．波的傳播速度大小為13 m/s
D．t＝1 s時，x＝6 m處的質點沿y軸負方向運動
答案：AC
素養培優2　波的多解問題
1．造成波動問題多解的主要因素有
(1)周期性
①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關系不明確．
②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關系不明確．
(2)雙向性
①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定．
②振動方向雙向性：質點振動方向不確定．
例2 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，如圖所示，實線為t1＝2 s時的波形圖，虛線為t2＝5 s時的波形圖．
下列關于平衡位置在O處質點的振動圖像正確的是(　　)
答案：A
例3 (多選)如圖所示為一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波，A為t＝0時刻的波形圖，B為t＝0.12 s時的波形圖．已知該簡諧橫波的周期大于0.1 s，
下列說法正確的是(　　)
A．該簡諧橫波沿x軸正方向傳播
B．該簡諧橫波的周期可能為0.24 s
C．該簡諧橫波的傳播速度可能為25 m/s
D．t＝0.24 s時，在x＝3 m處的質點在最大位移處
答案：CD
1．聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為(　　)
A．聲波是縱波，光波是橫波
B．聲波振幅大，光波振幅小
C．聲波波長較長，光波波長很短
D．聲波波速較小，光波波速很大
答案：C
解析：波發生明顯的衍射現象的條件是：孔縫的寬度或障礙物尺寸與波長相比差不多或比波長更小．由于聲波的波長比較長(1.7 cm～17 m)，和樓房的高度相近，故可以發生明顯的衍射現象，而可見光的波長很短，無法發生明顯的衍射現象，C正確．
2．(2025·河北石家莊高二聯考)一列波向右傳播，經過某個有一串粒子的介質．如圖所示為某一時刻各粒子的位置，虛線為對應各粒子的平衡位置．以下關于該波在圖示時刻說法正確的是(　　)
A．此波為縱波，波長為8 cm
B．粒子8和粒子10正朝同一方向運動
C．粒子3此時速度為零
D．粒子7和粒子11的位移大小始終相同
答案：D
解析：從題圖中看出，有疏部和密部，故此波為縱波，題圖所示時刻粒子3、7、11在平衡位置處，故波長為λ＝(11－3)×2 cm＝16 cm，故A錯誤；波向右傳播，題圖所示時刻，粒子7比粒子8離平衡位置近，粒子9比粒子10離平衡位置遠，故粒子8在衡位置，向左運動，粒子10在遠離平衡位置，向右運動，故B錯誤；粒子3此時位于平衡位置處，速度最大，故C錯誤；粒子7和粒子11的平衡位置相差半個波長，其位移大小始終相同，故D正確．
3．某同學研究繩波的形成，取一條較長的軟繩，用手握住一端水平拉直后，沿豎直方向抖動即可觀察到繩波的形成．該同學先后兩次抖動后，觀察到如圖中所示的甲、乙兩個繩波情形．關于兩次形成的繩波，下列判斷正確的是(　　)
A．波形甲的振幅比波形乙大
B．波形甲的周期比波形乙大
C．波形甲的形成時間比波形乙早
D．波形甲的起振方向與波形乙相同
答案：B
4．固定在振動片上的金屬絲周期性地敲擊平靜水面，可以形成水波．若將水波視為橫波，以金屬絲在水面上的敲擊點為原點，在水平面建立xOy坐標系，俯視圖如圖所示，其中實線代表波峰，虛線代表波谷，圖示時刻A、B兩質點恰好分別位于波峰和波谷上，且A、B兩質點的水平距離為l，

答案：D
5．一簡諧橫波在t＝0時的波形如圖所示，介質中的質點P做簡諧運動的表達式為 y＝4sin (5πt) cm，下列說法正確的是(　　)
A．該波的振幅為8 cm
B．該波的波速為10 m/s
C．該波沿x軸負方向傳播
D．質點P在一個周期內沿x軸正方向遷移了4 m
答案：B
6．如圖表示聲波從介質Ⅰ進入介質Ⅱ的折射情況．由圖判斷，下面說法正確的是(　　)
A．入射角大于折射角，聲波在介質Ⅰ中的
波速大于它在介質Ⅱ中的波速
B．入射角大于折射角，聲波在介質Ⅰ中的
波速小于它在介質Ⅱ中的波速
C．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空氣，Ⅱ可能是水
D．入射角小于折射角，Ⅰ可能是鋼鐵，Ⅱ可能是空氣
答案：A
解析：依題意，圖中MN為介質界面，虛線為法線，i為入射角，γ為折射角，從圖可直接看出入射角大于折射角(i>γ)，故聲波在介質Ⅰ中的波速大于它在介質Ⅱ中的波速，A正確，B、D錯誤；聲波在固體和液體中的速度要大于它在空氣中的速度，C錯誤．
7．如圖所示，將兩根粗細相同、材料不同的長軟繩甲、乙的一端連接在一起，1、2、3、4…為繩上的一系列間距均為0.1 m的質點，其中質點10為兩繩的結點，繩處于水平方向．手持質點10在豎直方向做簡諧運動，形成向左和向右傳播的兩列簡諧波Ⅰ、Ⅱ，其中波Ⅰ的波速為0.2 m/s.某時刻質點10處在波谷位置，5 s后此波谷傳到質點15，此時質點10正好通過平衡位置向上運動，質點10與質點15之間還有一個波谷，

答案：D
8．下列選項與多普勒效應有關的是(　　)
A．科學家用激光測量月球與地球間的距離
B．醫生利用超聲波探測病人血管中血液的流速
C．技術人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡
D．交警向車輛發射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度
答案：BD
解析：當觀察者與測量對象無相對運動時，不發生多普勒效應，A、C錯誤；當觀察者與測量對象相對運動時，發生多普勒效應，根據接收頻率的變化可以進行測速，B、D正確．
9．如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的圖像，振源周期為1 s．以下說法正確的是(　　)
A．質點b的振幅為0
B．經過0.25 s，質點b的位移為－4 cm
C．從t＝0時刻起，質點a比質點c先回到平衡位置
D．在t＝0時刻，質點a、c所受的回復力大小之比為1∶2
答案：CD
10．如圖甲為一列簡諧波在某時刻的波形圖，圖乙為質點P以此時刻為計時起點的振動圖像．
則由圖可知(　　)
A．從該時刻起質點Q比質點P先運動至波谷位置
B．從該時刻起，經過0.1 s，質點Q通過的路程為0.4 m
C．當質點P位于波谷時，質點Q位于平衡位置上方并向上振動
D．從該時刻起經過0.15 s，波沿x軸的負方向傳播了3 m
答案：BC
11．(8分)兩列簡諧橫波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x軸正方向傳播(如圖中實線所示)，另一列沿x軸負方向傳播(如圖中虛線所示)．這兩列波的頻率相等，振動方向均沿y軸方向，則圖中x＝1、2、3、4、5、6、7、8各點中振幅最大的是x＝________處的點，振幅最小的是x＝________處的點．
4、8
2、6
解析：在圖示時刻，兩列波引起各質點振動的位移和都為零，但其中一些質點是在振動過程中恰好經過平衡位置，而另外一些質點是振動減弱，振幅為零，對x＝4處的質點，實、虛兩列波均使質點從平衡位置向上運動，是同向疊加的，即振幅為兩列波分別引起的振幅之和．同理對x＝8處的質點，兩列波都使該質點向下振動，也是同向疊加，即是振幅最大的質點．而x＝2與x＝6處的質點則均為反向疊加，即均為振幅最小的質點．
12．(6分)一個觀察者在高處用望遠鏡注視在地上的木工以每秒2次的頻率擊釘子，他聽到聲音時恰好看到擊錘動作．若觀察者距木工680 m，當木工停止擊錘后，他還能聽到________次擊釘聲(聲波在空氣中的傳播速度為 340 m/s)．
4
13．(12分)如圖所示，一列簡諧橫波在沿＋x軸方向傳播，圖甲和圖乙分別為軸上a、b兩質點的振動圖像，兩質點的平衡位置在x軸上的坐標分別為xa＝0.1 m，xb＝1.3 m，已知波長大于1.2 m，試求這列波的波長λ和波速v.
答案：1.6 m　4 m/s

14．(14分)位于坐標原點的波源，在t＝0時開始振動，形成一列簡諧波沿x軸正方向傳播，其振動圖像如圖所示，t1＝0.5 s時波到達P點，t2＝0.8 s時波到達Q點．已知P、Q平衡位置間的距離為3 m.
(1)求波長λ、波速v及原點的振動方程；
答案：λ＝2 m，v＝10 m/s，y＝10sin (10πt) cm
(2)當Q點走過的路程為10 cm時，求P點走過的路程s及此時離開平衡位置的位移．
答案：s＝70 cm，y＝－10 cm
15．(14分)如圖所示是一列沿x軸傳播的簡諧波，實線是t＝0時刻的波形，虛線是t＝1 s時刻的波形，P是x軸上平衡位置坐標x＝2 m的質點．求：
(1)該簡諧波的周期和波速．


(2)若波速為11 m/s，判斷其傳播方向；從t＝0時刻起，質點P運動到波谷的最短時間是多少？

展開更多......

收起↑