广东省揭阳市第一中学高中物理《第12章 机械波》单元综合试题4 新人教版选修34.doc

广东省揭阳市第一中学高中物理第12章 机械波单元综合试题4 新人教版选修3-4本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分满分100分，时间90分钟第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1下列说法正确的是()a要让放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处掷石子形成水波b两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员也能利用语言交流，是声波在液体中传播的应用c宇航员在宇宙飞船里，击打船壁引起机械振动，不能在飞船体外形成波d以上说法全错答案：bc解析：在波的传播过程中，介质不随波迁移，a错；由于声波不仅能在气体中传播，也能在液体及固体中传播，b正确；太空为真空，因而飞船外不传播声波，c正确2某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子p和水平弹簧振子h组成(如图)在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则()ap先开始振动，震源距地震仪约36 kmbp先开始振动，震源距地震仪约25 kmch先开始振动，震源距地震仪约36 kmdh先开始振动，震源距地震仪约25 km答案：a解析：由两种波的传播速率可知，纵波先传到地震仪，设所需时间为t，则横波传到地震仪的时间为t5.由位移关系可得4(t5)9t，t4 s，距离lvt36 km，故a正确3(2010泉州七中高二检测)如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m.c点是be连线的中点，下列说法不正确的是()ac、e两点都保持静止不动b图示时刻a、b两点的竖直高度差为20cmc图示时刻c点正处在平衡位置且向水面运动d从图示的时刻起经0.25s后，b点通过的路程为20cm答案：a4噪声会对人的心理、生理、生活与工作带来严重影响，通常用声强级l110lg(单位为db)来表示噪声的大小式中i为声强，单位是w/m2；i01012w/m2是人刚好能听到的声音强度我国规定工作环境的噪声一般应低于85db，则以下最接近该标准的声强是()a101w/m2b102w/m2c104w/m2 d106w/m2答案：c解析：由题意8510 lg，则108.5，可得i103.5 w/m2，选c.5(2009沈阳高二检测)如图所示，虚线和实线分别为甲乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，已知甲乙两个振子质量相等，则()a甲乙两振子的振幅分别为2cm、1cmb甲、乙两个振子的相位差总为c前2秒内甲乙两振子的加速度均为正值d第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大答案：ad解析：两振子的振幅a甲2cm，a乙cm，a对；两振子的频率不相等，相位差为一变量，b错；前2秒内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，c错；第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，d对6(2010浙江温州高二联考)一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v4 m/s.已知坐标原点(x0)处质点的振动图象如图所示(a)，在下列4幅图中能够正确表示t0.15 s时的波形的图是()答案：a解析：vt1.6m由振动图象知在t0.15s时刻，质点处于平衡位置上方且正在向下运动，结合机械波沿x负方向传播可得a选项正确7在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为l，如图甲所示一列横波沿该直线向右传播，t0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间t第一次出现如图乙所示的波形，则该波的()a周期为t，波长为8lb周期为t，波长为8lc周期为t，波速为d周期为t，波速为答案：bc解析：因质点开始振动方向向下，故经t时间第一次出现图示波形时，质点1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有tt，tt，由图知，8l，由v得，v，故bc正确8一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42 m，图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线从图示可知()a此列波的频率一定是10 hzb此列波的波长一定是0.1 mc此列波的传播速度可能是34 m/sda点一定比b点距波源近答案：ac解析：由振动曲线知t0.1 s，故f10 hz，a正确若波经ab，则t10.1k0.03.若波经ba，则t20.1k0.07.由v1t1sab和v2t2sab，取k0,1,2可知c正确，b、d错9(2008广东模拟)如下图所示，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，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是()a从图示时刻开始质点a的加速度将减小b从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为0.4 mc若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50 hzd若该波传播过程中遇到宽约4 m的障碍物，则会发生明显的衍射现象答案：abcd解析：a点在最大位移处，下个时刻向平衡位置运动，位移减小，所以加速度将减小，a正确；由波的图象可知波长4 m，t s0.02 s,0.01 s为半个周期，所以经过0.01 s，a点经过的路程为2a0.4 m，b正确；发生稳定干涉，所以另一列波的频率与该波频率相同，为50 hz，c正确；障碍物的尺寸与该波波长相同，能发生明显衍射，d也正确10(2008辽宁大连模拟)一列简谐横波以1 m/s的速率沿绳子由a向b传播，质点a、b间的水平距离x3 m，如图甲所示若t0时，质点a刚从平衡位置开始向上振动，其振动图如图乙所示则b点的振动图象为下面四个图中的()答案：b解析：该波由a传到b所需时间为t3 s，所以质点b在t3 s时才开始振动，且振动情况重复质点a的振动，即振动方向为由平衡位置向上振动故选b.第卷(非选择题共60分)二、填空题(共4小题，共20分把答案直接填在横线上)11(4分)在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为5hz，水波在水槽中传播速度为0.05m/s，为使实验效果更明显，使用小孔直径d应_m.答案：0.01解析：由发生明显衍射现象的条件知，当d时满足要求，由vf得m，因为d，所以d0.01m.12(5分)如图是一列沿x正向传播的简谐横波在传播方向上相距3m的两质点p和q的振动图象，其实线是p点的振动图象，虚线是q点的振动图象，若p质点离波源比q质点近，则该波的最大波长为_m，若q质点离波源比p点近，则该波的最大波长是_m.答案：4m12m解析：由同一时刻p、q两点的位移，画出p、q间的波形图由图可知t0时，p在正向最大位移处，q在平衡位置且向负向运动若p质点离波源近，则p、q间的波形如图1所示，有3，4m；若q质点离波源近，则p、q间的波形如图2所示，则有3，12m.13(5分)一列间谐横波，沿x轴正向传播位于原点的质点的振动图象如图甲所示该振动的振幅是_cm；振动的周期是_s；在t等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是_cm.图乙为该波的某一时刻的波形图，a点位于x0.5 m处该波的传播速度为_m/s；经过周期后，a点离开平衡位置的位移是_cm.答案：80.2010814(6分)如右图所示，在y轴上的q、p两点的位置上有两个频率相同，振动方向相同的振源，它们激起的机械波的波长为2 m，q、p两点的纵坐标为：yq6 m，yp1 m，那么在x轴上，从正无穷到负无穷的位置上，会出现振动减弱的区域有_个答案：5个解析：因为两波源的波程差为半波长的奇数倍时，是减弱点，在正下方相遇波程差最大，6152.5 即坐标为(0,0)处有一个减弱点越向x轴的左右两侧x越小，1.5，有两个减弱点：0.5.又有两个减弱点，故答案为5个点三、论述计算题(共4小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(9分)(2010辽师大附中高二检测)图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线经0.2s后，其波形如图中虚线所示设该波的周期t大于0.2s，求：(1)由图中读出波的振幅和波长；(2)如果波向右传播，波速是多大？波的周期是多大？(3)如果波向左传播，波速是多大、波的周期是多大？答案：(1)10cm；0.24cm(2)0.9m/s；0.27s(3)0.3m/s；0.8s解析：(1)振幅a10cm；波长0.24cm(2)波向右传播：波速v1m/s0.9m/st1t，周期t1t0.2s0.27s(3)波向左传播：速度v2m/s0.3m/st2t，周期t24t40.2s0.8s16(9分)某实验室中悬挂着一弹簧振子a和一单摆b，弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上某次有感地震中观察到静止的振子a开始振动4.0 s后，单摆b才开始摆动此次地球中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为10 km和5.0 km，频率为1.0 hz.假设该实验室恰好位于震源的正上方，求震源离实验室的距离答案：40 km解析：设地震纵波和横波的传播速度分别为vp和vs，则vpfpvsfs式中，f为地震波的频率，p和s分别表示地震纵波和横波的波长设震源离实验室的距离为s，纵波从震源传播到实验室所需时间为t，则svptsvs(tt)式中，t为摆b开始摆动的时刻与振子a开始振动的时刻之差由式得s代入数据得s40km17(10分)(2009山东)下图为一简谐波在t0时刻的波形图，介质中的质点p做简谐运动的表达式为yasin5t，求该波的速度，并画出t0.3s时的波形图(至少画出一个波长)答案：10 m/s波形图见解析解析：由简谐运动表达式可知5，t0时刻质点p向上运动，故波沿x轴正方向传播由波形图读出波长4m，t由波速公式v联立式，代入数据可得v10 m/st0.3 s时的波形图如图所示18(12分)有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v2.5m/s.在t0时，两列波的波峰正好在x2.5m处重合，如图所示(1)求两列波的周期ta和tb.(2)求t0时，两列波的波峰重合处的所有位置(3)辨析题：分析并判断在t0时是否存在两列波的波谷重合处某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置若不正确，指出错误处并通过计算说明理由答案：(1)1 s；1.6 s(2)x(2.520k) m，k0,1,2,3(3)不正确解析：(1)从图中可以看出两列波的波长分别为a2.5 m，b4.0 m，因此它们的周期分别为ta s1