河南省范县第一中学2021-2022学年高二上学期第三次月考检测物理试题及答案

2021年高二上学期第三次月考检测·物理试卷
（满分100分，考试时间90分钟）
高考对接点波的形成和描述，波的反射、折射、衍射，波的干涉
单元疑难点波的图像
第I卷（选择题共40分）
一、单项选择题：本题8个小题，每小题3分，共24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.下列关于机械波的说法正确的是（）
A.质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫作横波
B.虽然在真空中质点间没有相互作用力，但是机械波还是能在真空中传播
C.波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去
D.波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程
2.下列关于波长、频率和波速的说法正确的是（）
A.在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离叫作波长
B.波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定
C.波由一种介质进入另一种介质时，波长、波速和频率均发生变化
D.波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期
3.如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。

已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。

下列说法正确的是（）
A.机械波经过狭缝后均沿直线传播
B.甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显
C.乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显
D.甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
4.关于机械波中的横波和纵波，下列说法正确的是（）
A.对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B.对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播横波
5.同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。

在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。

则以下说法正确的是（）
A.质点P是振动减弱的点，但其振动并不始终减弱
B.质点N是振动减弱的点，其位移始终为0
C.质点M是振动加强的点，其位移大小始终等于2A
D.振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变
6.一列简谐横波沿x轴方向传播，某时刻的波形如图所示。

已知此时质点F的振动方向沿y轴负方向，则（）
A.此刻质点B的振动方向与质点H的振动方向相同
B.此刻质点E的振动速度为0
C.这列波沿x轴正方向传播
D.质点B将比质点D先回到平衡位置
7.如图所示，O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔。

不考虑波的反射因素，则再经过一段时间后，关于水面上的波形分布情况，下列说法正确的是（）
A.整个区域都分布有水波
B.阴影Ⅰ以外区域分布有水波
C.阴影Ⅱ以外区域分布有水波
D.阴影Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都没有水波
8.位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为400 m/s。

已知t=0时，波刚好传播到x=40 m处，如图所示，在x=400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是（）
A.波源开始振动时方向沿y轴正方向
B.波源的振动周期为T=0.05 s
C.若波源向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率大于波源的频率
D.该简谐横波在传播过程中只有遇到尺寸等于20 m的障碍物时，才会发生明显的衍射现象
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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。

9.下列关于机械波的公式v=λf(v为波速、λ为波长、f为波的频率)的说法中正确的是（）
A.公式v=λf不仅适用于机械波，也适用于电磁波
B.根据v=λf可知，若波的频率f增大，则波速v也增大
C.同一列机械波在不同介质中传播时，波的频率f保持不变
D.波的传播区域中，每一个质点的振动频率都跟波源的振动频率f相同
10.如图所示，在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下，在绳上分别产生相向传播的“1”“2”两列波。

观察两列波的传播情况，可得出的结论是（）
A.两列波在彼此相遇并穿过后继续向前传播，但波形互换
B.两列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播
C.在重叠的区域中，介质中的质点同时参与这两列波引起的振动
D.在重叠的区域中，质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移大小之差
11.黑夜里蝙蝠能在洞穴内自如飞行，是因为它能在每1 s内发射多次持续1 ms左右时间的高频脉冲，蝙蝠通过接收和分辨反射回来的脉冲来定位障碍物的位置等信息。

若蝙蝠发射脉冲的频率为30 kHz的声波，且正对着洞穴的内壁飞行，则（）
A.该蝙蝠发射的脉冲为超声波
B.该蝙蝠接收到内壁反射回来的脉冲频率等于30 kHz
C.该蝙蝠接收到内壁反射回来的脉冲频率小于30 kHz
D.该蝙蝠接收到内壁反射回来的脉冲频率大于30 kHz
12.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，已知波的振幅为A0，波的周期为T。

下列说法正确的是（）
A.t=0时刻，P质点振动的速度及加速度方向均沿y轴负方向
B.t=0.25T时刻，P质点振动的速度及加速度方向均沿y轴负方向
C.经过2T的时间，P质点通过的路程为8A0
D.经过0.25T的时间，P质点通过的路程为A0
第II卷（非选择题共60分）
三、实验探究题：本题共2小题，共14分。

将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。

13.(6分)如图所示，操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。

小红同学走到离操场不远的教学大楼后面，此时已经完全看不到操场上的喇叭了，但依然可以听到喇叭的声音，这是声波的(选填“干涉”或“衍射”)现象；小红同时发现，喇叭播放的音乐声有所减弱，但(选填“高音”或“低音”)部分减弱得较明显一些。

14.(8分)频率均为4 Hz的两个波源S1和S2振动方向和初始相位均相同，分别置于均匀介质中x轴上的O、D两点处，O点为坐标轴原点，D点的位置坐标x D=1.20 m，两波源产生的简谐横波沿直线x轴相向传播，波速为4 m/s。

已知质点A、B、C的位置坐标分别为x A=0.10 m、x B=0.35 m、x C=0.60 m，如图所示。

则这两列波在介质中(选填“能”或“不能”)发生干涉现象；A、B、C三个质点中，质点是振幅最大的点，质点是振幅最小的点。

四、计算题：本题4个小题，共46分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.(8分)发生地震时会同时产生纵波和横波。

若已知地震中的纵波和横波在地表附近的传播速度分别为6.4 km/s和3.2 km/s，在震源上方某观测点记录下震源发出的纵波和横波到达观测站的时间差为1.5 s。

（1）则在观测点首先观测到的是上下振动还是左右振动?
（2）求震源距观测点的距离L。

16.(8分)一列横波在某时刻的波动图像如图所示，已知此刻x=3 m处的质点沿y轴正方向振动，波的传播速率为16 m/s。

（1）求介质中质点的振幅并说明该列波的传播方向。

（2）求波源振动的频率。

（3）画出再经过0.125 s时的波动图像。

17.(14分)一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上A、B两质点的振动图像，且x AB= 3 m。

（1）求这列波波长的可能值。

（2）若这列波从质点A向质点B传播，求波速的最大值。

18.(16分)如图所示，在坐标原点O处有一做简谐运动的波源，其周期T=0.2 s、振幅A=4 cm。

t=0时刻波源从平衡位置沿y轴正方向开始振动，产生一列沿x轴正方向传播的横波。

已知当这列波刚传播到质点P(9 m，0)时，波源恰好位于波谷位置。

（1）质点P开始振动了Δt=0.75 s时，求其偏离平衡位置的位移大小及方向。

（2）求这列波的波速大小。

（3）设这列波的波速为12 m/s，请写出以t=0.90 s时刻为新的计时起点时，质点P的振动方程。

参考答案
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】A
5.【答案】D
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】ACD
10.【答案】BC
11.【答案】AD
12.【答案】BC
13.【答案】衍射(3分)高音(3分)
14.【答案】能(2分)A和C(3分)B(3分)
15. (1)因地震波中纵波的波速大于横波的波速，纵波首先传播到震源上方的观测点，故在观测点首先观测到的是上下振动，然后才是左右振动。

(3分)
(2)t横=
L
v
横
(1分)
t纵=
L
v
纵
(1分)
t横−t纵=Δt(1分)
联立解得L=9.6 km。

(2分)
16. (1)介质中每一质点的振幅均相同，且A=10 cm(1分)
乙
此刻x=3 m处的质点沿y轴正方向振动，可得这列波向x轴正方向传播。

(2分)
(2)根据波形图可知λ=8 m(1分)
根据v=λf
解得f=2 Hz。

(1分)
(3)再经过0.125 s，波形沿x轴正方向平移的距离Δx=v·Δt=16×0.125 m=2 m(1分)
故再经过0.125 s后的波形图像如图乙中虚线所示。

(2分)
17. (1)在t=0时刻，质点A位于平衡位置且沿y轴负方向振动，质点B位于正向最大位移处
丙
①若波从质点A向质点B传播，则A、B间可能的波形如图丙所示
x AB=(n+1
4
)λ(3分)
解得λ=
441AB x n +=12
41
n + m(n=0、1、2、3、…) (2分) ②若波从质点B 向质点A 传播，则A 、B 间可能的波形如图丁所示
丁 x AB =(n+
3
4
)λ (3分) 解得λ=
443AB x n +=12
43
n + m(n=0、1、2、3、…)。

(2分) (2)由振动图像可知T=4 s
若这列波从质点A 向质点B 传播，由(1)可知 波长λ=
12
41
n + m(其中n=0、1、2、3、…) 波速v=
T λ=341
n + m/s(n=0、1、2、3、…) (2分) n=0时，波速最大，且最大值等于3 m/s 。

(2分)
18. (1)因Δt=0.75 s =3.75T ，质点的起振方向沿y 轴正方向，此时质点P 位于y 轴负方向最大位移处，故y P =−A=−4 cm ，方向沿y 轴负方向。

(4分) (2)当这列波刚传播到质点P 时，波源恰好位于波谷位置 故波从O 点传播到P 点的时间t=(n+
3
4
)T (2分) 波速v=
OP x t =93()0.24
n +⨯=18043n + m/s(n=0、1、2、3、…)。

(3分)
(3)设这列波的波速为12 m/s ，则这列波从O 点传播到P 点的时间 t OP =
OP x v =9
12
s =0.75 s (2分) 而t=0.90 s =t OP +0.15 s =t OP +
3
4
T (2分) 此时质点P 处于y 轴负方向最大位移处
故以t=0.90 s时刻为新的计时起点时，质点P的振动方程为
y P=−A cos ωt=−A cos 2π
T
·t=−4cos 10πt (cm)。

(3分)。