高中物理 第12章 机械波限时检测 新人教版选修34.doc

【成才之路】2015-2016高中物理 第12章 机械波限时检测 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，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710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关于机械波，紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学各自发表了自己的观点：紫珠说：树叶在水面上下振动，说明机械波并不向外传递介质蓝仔说：只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象白胖说：只有横波才能发生干涉现象，纵波不能发生干涉现象黄娃说：机械波的频率由波源决定他们的观点正确的是()abc d答案：d解析：机械波是机械振动形式向外传播，是能量向外传递，介质只在各自平衡位置附近振动，不向外传递，故正确；衍射、干涉是波特有的现象，一切波都能发生衍射、干涉现象，故、错误；由机械波的性质可知，机械波的频率由波源决定，故正确。故选项d正确。2(潍坊市六县(区)20142015学年高二下学期联考)在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是()aa波源的频率为b波源频率的2倍ba波的波长为b波波长的2倍ca、b两列波叠加能产生稳定的干涉d通过同一狭缝，b波的衍射效果比a波明显答案：b解析：由波的图象可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式vf可知a波的波长等于b波的2倍，故a错而b正确；两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，c错误；波长越长，衍射现象越明显，故d选项错误。3如图所示，波源s的起振方向向上，振动频率f100hz，产生的简谐波分别沿水平方向向左、右传播，波速v80m/s，在波的传播方向上有p、q两点，已知sp1.2m，sq1.4m。如图乙所示，波刚好传播到p点时波形图正确的是()答案：b解析：由波传播的对称性可知选项c、d错误；vt0.8m，o到p为1.5个波长，p点的起振方向向上，可判a错，b正确。4(青州市一中20142015学年高二下学期检测)在波的传播方向上有a、b两点，相距1.8m，它们的振动图象如图所示，波的传播速度的大小不可能是()a18m/s b12m/sc6m/s d3.6m/s答案：b解析：由振动图象可看出：t0.2sa、b间隔距离为半波长的奇数倍，x(2n1)1.8m(n0,1,2)m(n0,1,2)由v得vm/s(n0,1,2，)将n0,1,2代入得acd选项正确。b选项错误。5(信阳市罗山中学20142015学年高二下学期检测)一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在x11m和x22m的两质点a、b的振动图象如图所示。由此可知()a波长为mb波速为1m/sc3s末a、b两质点的位移相同d1s末a质点的振动速度大于b质点的振动速度答案：a解析：波从a向b传播，ab间的距离x(n)，n0,1,2，由题，波长大于1m，则n只能取0，即有x，波长m，波速为vm/s，故a正确，b错误；3s末a、b两质点的位移分别为ya2cm，yb0，位移不同，故c错误；由振动图象读出，1s末a质点的位移ya2cm，处于波峰，速度最小，b质点的位移yb0，处于平衡位置，速度最大，所以1s末a质点的速度小于b质点的速度，故d错误。6.在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v200 m/s，已知t0时波刚好传播到x40 m处，如图所示。在x400 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从t0开始经0.15 s，x40 m的质点运动的路程为0.6 mc接收器在t2 s时才能接收到此波d若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 hz答案：b解析：由图知，x40 m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(y轴负向)，a错；由图知20 m，a10 cm，t0.1 s，而t10.15 st，所以x40 m的质点0.15 s运动的路程为s4a6a60 cm0.6 m，b对；波由x40 m处传到x400 m处所需时间ts1.8 s，c错。当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收器，由多普勒效应知，接收器收到的频率将大于波源频率，而波源频率为f10 hz，d错。7(福建省四地六校20142015学年高二下学期联考)如图所示是观察水面波衍射的实验装置，ac和bd是两块挡板，ab是一个小孔，o是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是()a此时能明显观察到波的衍射现象b如果将孔ab扩大，有可能观察不到明显的衍射现象c挡板前后波纹之间距离相等d如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能明显观察到衍射现象答案：abc解析：由图可看出孔的尺寸跟波长差不多，所以能明显观察到波的衍射现象，a、c对；如将孔扩大到跟波长相差很多，则观察不到明显的衍射现象，b对；若增大波源频率，则波长减小，有可能观察不到明显的衍射现象，d错。8如图表示两列同频率相干水波在t0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2cm(且在图中所示范围内振幅不变)，波速为2m/s，波长为0.4m，e点为bd连线和ac连线的交点。下列叙述正确的是()aa、c两点都是振动加强的b振动加强的点只有b、e、dc直线bd上的所有点都是振动加强的db、d两点在该时刻的竖直高度差为8cm答案：cd解析：a、c两点是振动减弱点，a错误；直线bd上的所有点都是振动加强点，b错，c对；b点是波谷与波谷相遇，d点是波峰与波峰相遇，所以b、d两点该时刻竖直高度相差8cm，d正确。9一列简谐横波沿x轴正方向传播，图(a)是t0时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是() ambmc1md m答案：bd解析：本题考查波动图象和振动图象的知识，解题关键是由波动图象和振动图象解读出有关信息。图(b)所示质点在t0时在正向最大位移处， 图(c)所示质点在t0时，x0.05m，运动方向沿y轴负方向，结合波形图线到对应的点，如图所示，若图(b)所示质点为图中左侧波峰上的点，则两点距离为m，选项d正确；若图(b)所示质点为图中右侧波峰上的点，则两点距离为m，选项b正确。10. (福建省龙岩市武平一中20142015学年高二下学期期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播，o为波源且t0开始沿y轴负方向起振，如图所示是t0.2s末x0至4m范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻x2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是()a这列波的周期为0.2s，振幅为10cmb这列波的波长为8m，波速为40m/sct0.7s末，x10m处质点的位置坐标为(10m,10cm)dt0.7s末，x24m处的质点加速度最大且沿y轴负方向答案：ab解析：由题分析可知，t0.2s波传到x8m质点处，则周期为t0.2s，振幅为a10cm，波长8m，波速为v40m/s，故a、b正确。波传到x10m处的时间为ts0.25s,0.7s末x10m处的质点已振动了0.45s2t，此质点起振方向沿y轴负方向，则t0.7s末，x10m处质点到达波谷，坐标为(10m，10cm)，故c错误。波传到x24m处的时间为t0.6s,0.7s末24m处的质点已振动了0.1st，此质点起振方向沿y轴负方向，则t0.7s末，x24m处质点经平衡位置向上，加速度为零，故d错误。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(5分)下列现象属于声波的什么现象或利用了声波的什么性质，请填在横线上。a夏日雷声，有时轰鸣不绝_。b闻其声而不见其人 _。c围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱 _。d在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕 _。e有经验的战士可以从炮弹飞行的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去，这是利用了声波的 _。f用超声波探伤仪探查金属内部的缺陷，是利用了它的 _。g用声呐可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度 _。答案：a反射；b衍射；c干涉；d反射；e.多普勒效应；f.穿透本领；g.超声波波长短，直线传播，反射性好。12(6分)一列简谐横波，在t0时波形如图所示，p、q两点的坐标分别为(1,0)、(7,0)，波的传播方向由右向左，已知t0.7s，p点第二次出现波峰，则q点第一次出现波峰的时间是 _s。答案：0.9解析：由图知波长4m，第二个波峰到达p点所需时间为t0.7s，有t0.4s，波速vm /s10m /s。第一个波峰传播到q，传播距离x2(7)m9m，所需时间t0.9s。13(7分)如图为某一报告厅主席台的平面图，ab是讲台，s1、s2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136hz，则讲台上这样的位置有 _个。答案：4解析：对应于声频f136hz的声波的波长是2.5m式中v340m/s是空气中的声速。在下图中，o是ab的中点，p是ob上任一点，将表示为k对于b点，(2015)m4所以，b点也是干涉加强点。因而o、b之间有两个干涉相消点，由对称性可知，ab上有4个干涉相消点。三、论述计算题(共4小题，共42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)14(10分)(邢台市外国语学校20142015学年高二下学期检测)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图所示，介质中质点p、q分别位于x2m、x4m处。从t0时刻开始计时，当t15s时质点q刚好第4次到达波峰。(1)求波速。(2)写出质点p做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。答案：(1)1m/s(2)y0.2sin(0.5t)m解析：(1)设简谐横波的速度为v，波长为，周期为t，由图象知，4m，由题意知t3ttv联立式，代入数据得v1m/s(2)质点p做简谐运动的表达式为y0.2sin(0.5t)m15(10分)(三门峡市20142015学年高二下学期期末)如图甲所示，在某介质中波源a、b相距d20m，t0时两者开始上下振动，a只振动了半个周期，b连续振动，所形成的波的传播速度都为v1.0m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示，求在a点右方距a点1m处的质点，在t0到t22s内所经过的路程。答案：1.28m解析：距a点1米处的质点先经过左边的a波通过的路程为：s124cm8cmb波22秒内传播的距离为：xvt22m；b波的波长为：vtb2mb波传到a点处所需时间ts19s,22s末a点已振动了1.5t，故此点又振动的路程为：s2620cm120cm；则距a点1米处的质点，在t0到t22s内所经过的路程：ss1s2128cm。16(11分)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波频率为1.0105hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。(1)从该时刻开始计时，画出x7.5103m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)。(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。答案：(1)见解析(2)3000m解析：(1)因为超声波的频率为f1.0105hz，所以质点振动周期t105sx7.5103m处质点图示时刻处于波谷，所以可画出该质点做简谐运动的图象如下图所示。(2)因为超声波的频率为f1.0105hz，由波的图象可知超声波的波长15103m，vf可得超声波的速度vf151031.0105m/s1500m/s所以鱼群与渔船间的距离xm3000m17(11分)(山东部分重点高中20142015学年高二联考)一列横波在x轴上传播，在t10时刻波形如图中实线所示，t20.05s时刻波形如图中虚线所示。(1)求这列波的波速是多少？(2)若有另一列波能与这列波发生稳定干涉，则另一列波的最小频率是多少？(3)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？答案：(1)若波沿x正向传播v40(4n1)m/s(n0,1,2，)若波沿x负向传播v40(4n3)m/s(n0,1,2，)(2)5hz(3)会