（浙江专用）2016-2017高中物理 第十二章 机械波章末检测卷 新人教版选修3-4.doc

第十二章 机械波(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的选项中。至少有一项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1关于振动和波的关系，下列说法正确的是()a有机械波必有振动b有机械振动必有波c离波源远的质点振动周期长d波源停止振动时，介质中的波动立即停止解析一个质点的振动会带动邻近质点振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故a选项对，b选项错；波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，c选项错；大量质点的振动所形成的波动不会因波源停止振动而立即消失，因为能量不会无缘无故地消失，故d选项错。答案a2图1分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(图、)或障碍物(图、)，其中能发生明显衍射现象的有()图1a只有 b只有c只有 d只有解析图、中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射，图中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射，图中障碍物比波长大得多，不能发生明显衍射。故正确答案为a。答案a3一列简谐横波沿某一直线传播，a、b是该直线上相距1.2 m的两点，从波到达其中一点开始计时，4 s内a完成8次全振动，b完成10次全振动，则该波的传播方向及波速分别为()a方向由a向b，v0.3 m/sb方向由b向a，v0.3 m/sc方向由b向a，v1.5 m/sd方向由a向b，v1.5 m/s解析由于4 s内b完成的全振动次数大于a完成的全振动的次数，所以波由b向a传播。周期t s0.4 s，a、b在4 s内完成的全振动次数相差2次，即a、b间相距两个波长：21.2 m，0.6 m。则v1.5 m/s。答案c4如图2所示，在均匀介质中s1和s2是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播。在介质中s1和s2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知s1aabbccs2(为波长)，则下列说法中正确的是()图2ab点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱bb点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强ca、b、c三点的振动都总是最强da、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱解析根据加强点的条件当某点到两波源距离x2n时，该点加强，当x(2n1)时(n0,1,2)，该点减弱。a点xa，b点xb0，c点xc，所以a、b、c三点都是振动加强点。答案c5在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源o在第一个周期内的振动图象如图3所示，则该波在第一个周期末的波形图是()图3解析由振动图象知波源开始振动的方向为负y方向，故第一个周期末开始振动的质点，其振动方向也是负y方向，所以a、c错误；由振动图象知，后半个周期振幅较大，根据波的传播特点知，b错误，d正确。答案d6波源固定的一列自右向左传播的简谐横波，在t0时刻的波形图如图4所示。已知在t10.3 s时刻，p质点首次位于波峰，q点的坐标是(3,0)，则以下说法正确的是()图4a这列波的传播速度为0.2 m/sb在t0时刻，质点p向上运动c站在x10 m处的人，接收到此横波的频率大于2.5 hzd在t20.5 s时刻，质点q首次位于波峰解析波向左传播，所以t0时刻，p点向下振动，t10.3 s时刻，p质点首次位于波峰，可得周期为t0.4 s，根据图象可知，波长4 cm0.04 m，所以波速v m/s0.1 m/s，故a、b错误；该波的频率f hz2.5 hz，波源固定，站在x10 m处的人，看到波源不动，所以频率不变，仍为2.5 hz，故c错误；当x2 cm处的波形传到q点时，q点第一次到达波峰，所需时间t s0.5 s，所以在t20.5 s时刻，质点q首次位于波峰，故d正确。答案d7如图5所示，为一波源o做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()图5a该波源正在移向a点b该波源正在移向b点c在a处观察波的频率变低d在b处观察波的频率变低解析波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源。波面半径大，表示产生时间早，传播时间长。对照题图，可确定出波源由右向左移动，选项a正确，b错误；由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在a处观察时，相邻波面间距比波源不动时间距小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大，同理在b处时间间隔长，频率小，选项c错误，d正确。答案ad8一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图6所示，质点a的位置与坐标原点相距0.5 m，此时质点a沿y轴正方向运动，再经过0.02 s将第一次到达波峰，由此可见()图6a这列波的波长是2mb这列波的频率是50 hzc这列波的波速是25 m/sd这列波的传播方向是沿x轴的负方向解析质点a的位置距原点0.5 m，即0.5 m，2 m，a对；质点a向上振动经0.02 s第一次到达波峰，即0.02 s，t0.08 s，波的频率f12.5 hz，b错；波速vf212.5 m/s25 m/s，c对；质点a向上振动，根据“上、下坡”法可以确定该波向x轴负方向传播，d对。答案acd9如图7所示，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，若波速为200 m/s，则下列说法中正确的是()图7a从图示时刻开始，质点b的加速度将增大b图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向c若此波遇到另一列波发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50 hzd从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a沿波传播方向迁移了2 m解析波沿x轴正方向传播，质点b沿y轴负方向运动，加速度增大，a正确，b错误；波长4 m，所以f50 hz，因此发生干涉的另一列波频率为50 hz，c正确；质点不会随波迁移，只会在平衡位置附近振动，d错误。答案ac10一列简谐横波在t0时刻的波形如图8中的实线所示，t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期t大于0.02 s，则该波的传播速度可能是()图8a2 m/s b3 m/s c4 m/s d5 m/s解析由图知波长8 cm，若波向右传播，则t0.02 s，波速v1 m/s。若波向左传播，则t0.02 s，波速v3 m/s，选项b正确。答案b二、填空题 (本题共2小题，共12分)11(8分)图9为某一简谐横波在t0时刻的波形图，由此可知该波沿_传播，该时刻a、b、c三点中加速度最大的是_点，若从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是_点，若t0.02 s时，质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为_m/s。图9答案x轴正方向cc10012(4分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t0时刻的完整波形如图10所示。当t0.7 s时，a点第4次位于波峰位置，b点首次位于波谷位置，则再经过_s，a、b又再次回到平衡位置，此时a、b相距_m。图10解析当t0.7 s时，a点第4次位于波峰位置，即3个半周期，由此可知，波的周期t0.2 s，再经，即0.05 s，a、b又再次回到平衡位置。由波动图象可知，波长为20 m，当b点首次到达波谷时，可认为a点的振动通过3个半周期恰好传到b点，故a、b相距的距离为3个半波长，即70 m。答案0.0570三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(8分)如图11所示为一简谐波在t0时刻的波形图，介质中的质点p做简谐运动的表达式为yasin 5t cm，求该波的速度，并画出t0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)。图11解析由简谐运动的表达式可知5 rad/s，t0时刻质点p向上运动，故该波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长4 m。而t由波速公式知v联立式，代入数据可得v10 m/st0.3 s时的波形图如图所示。答案见解析14(10分)p、q是一列简谐横波中相距30 m的两点，各自的振动图象如图12所示，此列波的频率为多少？如果p比q离波源近，且p与q间距离小于1个波长，则波速是多大？图12解析由图象读出此波的周期t4 s，频率为f hz0.25 hz据题p比q离波源近，且p与q间距离小于1个波长，则得：30 m解得：40 m波速为：v m/s10 m/s答案(1)0.25 hz(2)10 m/s15(10分)如图13甲所示，为某一列简谐波tt0时刻的图象，图乙是这列波上p质点从这一时刻起的振动图象，试讨论：图13(1)波的传播方向和波速大小； (2)画出经过2.3 s后波的图象，并求出p质点的位移和运动的路程。解析(1)根据振动图象可以判断：p质点在tt0时刻在平衡位置且向负的最大位移处运动，由此可确定波沿x轴正向传播。由tt0时刻波的图象可知2.0 m，根据vf，f hz2.5 hz，所以v2.02.5 m/s5.0 m/s。(2)由于t0.4 s，所以2.3 s5t，波形重复5次再沿x轴推进个波长，经过2.3 s后的波的图象如图所示，p质点的位移为10 cm，路程s4a53a23a2.3 m。答案(1)波沿x轴正向传播5.0 m/s(2)图象见解析图位移为10 cm，路程为2.3 m16(12分)一列简谐横波在t10时刻的波形图如图14所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t20.7 s末时，质点p刚好第二次出现波峰，求：图14(1)波速v；(2)x6 m处的q点第一次出现波谷