第三章 机械波——高二物理人教版（2019）选择性必修一单元检测卷（A卷）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
1.主动降噪耳机为了主动地消除噪声，在耳机内设有麦克风，用来收集周围噪声信号，然后通过电子线路产生一个与原噪声相位相反的降噪声波，再与噪声声波叠加相互抵消，从而实现降噪效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声声波，虚线对应降噪系统产生的等幅反相降噪声波。则( )
A.降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动加强
B.降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
C.降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
D.质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
2.如图所示，S为波源，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：①增大波源的频率；②减小波源的频率；③将N板向上移动一些；④将N板向下移动一些。以上方法正确的是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
3.某一列沿x轴传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点，质点P正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播 B.时刻，Q比P的速度大
C.时刻，Q到达平衡位置 D.时刻，P向y轴正方向运动
4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象( )
A.处的质点 B.处的质点 C.处的质点 D.处的质点
5.在天文学上，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度。这是利用了波的( )
A.折射 B.干涉 C.衍射 D.多普勒效应
6.船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声.声波在空气中和在水中传播时的( )
A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同
C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同
7.某同学使用如图所示的实验装置观察水面波衍射，、是挡板，是一个孔，O是波源.图中曲线中，每两条相邻波纹之间距离是一个波长，波经过孔之后，下列描述正确的是( )
A.不能观察到明显的波的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离不相等
C.如果将孔扩大，仍可能观察到明显的衍射现象
D.如果孔的大小不变，使波源频率减小，仍能观察到明显的衍射现象
8.图甲为一列简谐波在时的波形图，M是平衡位置为10m处的质点，图乙为质点M的振动图像，则( )
A.该列波沿x轴负方向传播
B.该波的波速大小为
C.在时，处的质点加速度沿y轴负方向
D.处质点振动方程为
9.如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度为16.0m/s，从此时起，图中的P质点比Q质点先经过平衡位置.那么下列说法中正确的是( )
A.这列波一定沿x轴正向传播
B.这列波的频率是3.2Hz
C.时Q质点的速度和加速度都沿y轴负向
D.时P质点的速度和加速度都沿y轴负向
10.如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法是( )
A.增大振源频率 B.减小振源频率 C.N板向下移动 D.N板向左移动
二、多项选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分）
11.如图，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为，下列说法中正确的是( )
A.图示时刻质点b的加速度将增大
B.图示时刻质点a的速度为
C.从图示时刻开始，经过，质点a通过的路程为
D.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为
12.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示。从t=0时刻起，介质中平衡位置在处的质点P第一次到达波谷所用的时间为1.5s，下列说法正确的是( )
A.该波的振幅为10cm B.t=0时刻质点P向y轴正方向运动
C.该波的周期为2s D.该波的波速大小为3m/s
13.如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪.某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有( )
A.假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
B.假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
C.假设波浪的波长约为60 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D.假设波浪的波长约为60 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
14.蜻蜓在水中“点水”激起的波纹，俗称“蜻蜓点水”，一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时，两次点水后在水面上激起的波纹，俯视看其形状如图所示，由图可分析出( )
A.蜻蜓是向左飞行的
B.蜻蜓是向右飞行的
C.蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小
D.蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大
15.如图1所示，等腰为一棱镜的横截面，；一平行于BC边的细光束从AB边射入棱镜，在BC边经过一次反射后从AC边射出，出射光分成了不同颜色的a、b两束光。如图甲所示将一矩形玻璃板水平固定，另一矩形玻璃板一端放在水平玻璃板M端上，另一端与水平玻璃板N端之间插入两张纸片。现将a、b两束光分别从上方竖直射入图甲，从上方可以观察到明暗相间的条纹如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.a光对应丙图条纹，b光对应乙图条纹
B.乙、丙图条纹是由两块玻璃板上表面反射的光干涉形成的
C.少垫一张纸片，条纹间距变大
D.在同一介质中发生全反射时，b光比a光的临界角要大
E.相邻亮条纹对应位置下方的空气膜厚度差相同
16.一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端点P、Q同时开始上下振动，一段时间后的波形如图所示。对于以后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是( )
A.两列波将同时到达中点M
B.两列波波速之比为1∶2
C.中点M的振动点总是加强的
D.绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
17.如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，两波源的振幅均为。图示为时刻两列波的图像（传播方向如图），此刻平衡位置处于和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处，关于各质点运动情况判断正确的是( )
A.质点P、Q刚开始振动的方向沿y轴负向运动
B.时刻，质点P、Q都运动到M点
C.时刻，质点M的位移为
D.时刻，质点Q的位移为0
18.汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制，其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波。如图所示，无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动，无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和，则( )
A.无人车与前车都静止时，一定等于f
B.无人车速度等于前车的速度时，一定等于f
C.无人车速度大于前车的速度时，一定小于f
D.无人车速度小于前车的速度时，一定小于f
19.均匀介质中，波源S产生沿x轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，A、B、C为x轴上的质点，质点C（图中未画出）位于处，波源在AB之间。时刻，波源开始振动，从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.波源S位于处
B.波速大小为2m/s
C.C质点起振后，其振动步调与A质点相反
D.时，C质点位于波谷
20.下列说法正确的是( )
A.图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小
B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C.图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处
D.图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
答案以及解析
1.答案：C
解析：C.由于传播介质相同，所以降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，故C正确；
AB.由题图丙可知，降噪声波与环境声波波长相等，则频率相同，叠加时产生稳定干涉，又由于两列声波等幅反相，所以能使振幅减为零，从而起到降噪作用，两列声波使P点的振动方向相反，所以P点为振动减弱点，故AB错误；
D.P点并不随波的传播方向移动，故D错误。
故选C。
2.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.
3.答案：D
解析：越衡位置运动速度越大，质点P正在向动能增大的方向运动，则P向下运动，波沿x轴负方向传播，A项错误；时刻，Q到达最远位置，速度为零，P在平衡位置和最远位置之间，速度不为零，所以Q比P的速度小，B项错误；时刻，Q到达y轴正向最远位置，C项错误；时刻，P向y轴正方向运动，D项正确。
4.答案：A
解析：图乙中时质点经平衡位置向y轴负方向运动，图甲中上，时刻，只有处质点、处质点以及和经过平衡位置。简谐横波沿x轴负方向传播，根据同侧法可知，处质点经平衡位置向y轴负方向运动，与图乙中时刻质点的状态相同。
故选A。
5.答案：D
解析：多谱勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的距离发生变化，使观察者收到的频率发生了变化，所以由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度。这是利用了波的多普勒效应，则D正确；ABC错误：故选D。
6.答案：A
解析：机械波在介质中的传播速度由介质决定，所以声波在空气中和水中传播时的波速不同；各个质点的振动周期和频率由波源决定，等于波源的振动周期和频率，同一波源产生的波的周期和频率相同；根据公式可知波长不同，A正确.
7.答案：D
解析：由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，选项A错误；波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，选项B错误；如果将孔扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，选项C错误；如果孔的大小不变，使波源频率减小，因为波速不变，根据知，波长增大，仍能观察到明显的衍射现象，选项D正确.
8.答案：D
解析：A.由图乙可知，M点在之后，先向下运动，再结合图甲可知，该波沿x轴正方向传播，A错误；B.由图乙可知，该波的波长为,由图乙可知，该波的周期为,该波的波速大小为,B错误；C.图甲为一列简谐波在时的波形图，在时，时间经过了4s，相当于个周期，则处的质点加速度沿y轴正方向，C错误；D.该波的振幅为,该波的角速度为,则处质点振动方程为,D正确；故选D。
9.答案：D
解析：A.图中的质点P比质点Q先经过平衡位置，说明P点向下运动，Q点向上运动，根据波形平移法可知，这列波沿x轴负向传播，A错误；
B.由图知，波长，由
得，周期
则频率为
B错误；
C.，P质点运动到x轴的上方正向上（沿y轴正方向）运动，回复力向下，加速度向下（沿y轴负方向），C错误；
D.，Q质点运动到x轴的上方正向下运动，回复力是向下的，故速度和加速度都沿y轴负向，故D正确。
故选D。
10.答案：B
解析：P点的水没有振动起来，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔的间距；也可以增大水波的波长，即减小振源的频率。
故选B。
11.答案：AD
解析：A.由同侧法可知，质点b在此时刻沿y轴负方向振动，则质点b的加速度将增大，故A正确；
B.图示时刻质点a在最大位移处，速度为0，故B错误；
C.由图可知，波长为4m，由公式可得，简谐横波的周期为
经过
质点a通过的路程为
故C错误；
D.两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为
故D正确。
故选AD。
12.答案：BC
解析：A.由图可知，该波的振幅为5cm，A错误；
B.由于该波沿x正方向传播，根据同侧法可知，质点P向y正方向运动，B正确；
C.质点P第一次到达波谷的时间为1.5s，则有
解得
C正确；
D.由图可知，该波的波长，根据波长，波速、周期的关系可知
D错误。
故选BC。
13.答案：AD
解析：当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象，波浪的波长约为10 m时，不能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船基本上不受波浪影响，A正确，B错误；波浪的波长约为60 m时，能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船明显受到波浪影响，C错误，D正确.
14.答案：BD
解析：AB.根据图示，蜻蜓连续两次点水过程中激起的波纹，圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆，即蜻蜓的飞行方向向右，故A错误，B正确；
CD.若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的；然而图中02到01圆圈边线距离小于02半径，说明水波02运动了一段时间，01水波才到02圆心，则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故C错误，D正确；
故选BD。
15.答案：ACE
解析：A.由折射定律可得，b光的偏折程度大，折射率大，所以b光的频率大，波长小，条纹间距小，说明a光对应丙图，b光对应乙图，故A正确；
B.条纹是由空气膜的上下表面反射的两列光干涉形成的，故B错误；
C.发生干涉现象的两列光对应的光程差为空气膜厚度的2倍，少垫一张纸片，空气膜厚度变小，条纹间距变大，故C正确；
D.在同一介质中，频率大的光折射率大，b光的折射率大于光a的折射率，根据全反射临界角公式
可知b光比a光的临界角要小，故D错误；
E.发生薄膜干涉时，相邻两条纹的两列光对应的光程差为一个波长，所以相邻两条纹对应位置下方的空气膜厚度差为半波长，故E正确。
故选ACE。
16.答案：AD
解析：AB.由题意可知，波在同种介质传播，所以波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点。故A正确，B错误;C.由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱：当两波刚传的M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故C错误；D.据波的传播特点可知，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据波形可知，两波源的起振方向都是向上振动，故D正确。故选AD.
17.答案：AD
解析：A.由题图可知，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，根据“上下坡”法，可知质点P、Q均首先沿y轴负方向运动，故A正确;B.介质中的质点不随波汪移，只在平衡位置附近振动，所以质点P、Q都不会运动到M点，故B错误;C.依题图，波长为0.4m，波速为0.4m/s，则由波长与波速关系可求出，波的周期为当时刻，两波的波谷恰好都传到质点M处，根据叠加原理，可知M点的位移为-4cm，故C错误;D.依题意，0时刻，在右侧波源作用下，Q点振动向下，因振动周期为1s，时刻，Q点回到平衡位置向上振动；另外，P、Q间距0.6m，波速为0.4m/s，可知时刻左侧波源振动刚好传播到Q点。且使Q点向下振动;由于振动强弱相同，根据叠加原理，可知时刻，质点Q的位移为0，故D正确。故选AD。
18.答案：ABD
解析：A.根据多普勒效应可知，无人车与前车都静止时，一定等于f，选项A正确；B.根据多普勒效应可知，无人车速度等于前车的速度时，一定等于f，选项B正确；C.无人车速度大于前车的速度时，两车靠近，根据多普勒效应可知，一定大于f，选项C错误；D.无人车速度小于前车的速度时，两车远离，根据多普勒效应可知，一定小于f，选项D正确。故选ABD。
19.答案：BD
解析：AB.由题图可知A、B两质点开始振动的时刻为
，
由于在同种介质中则波速v相同，故有
则
故波源S位于处，且波速
故A错误、B正确；
C.C质点开始振动的时刻为
由题图可知，波源起振方向为y轴正方向，在时A质点也沿y轴正方向，则C质点起振后，其振动步调与A质点相同，故C错误；
D.根据以上分析时开始振动，则时，C质点已振动了，则时，C质点位于波谷，故D正确。
故选BD。
20.答案：AD
解析：A.图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A正确；
B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，故B错误；
C.图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C错误；
D.光照射到不透明圆盘上，后面会出现一亮斑，这亮斑称为泊松亮斑，图丁为在圆盘后得到的衍射图样，故D正确。
故选AD。
