2012高中物理 第2章 机械波 17单元测试 鲁科版选修3-4

用心 爱心 专心1 第第 2 2 章章 机械波机械波 单元测试单元测试 1 下列关于简谐运动和简谐波的说法 正确的是 A 媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B 媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C 波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D 横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 解析 波传播过程中每个质点都在前面质点的驱动力作用下做受迫振动 A 正 确 波 速是波在介质中传播的速度 在同种均匀介质中波速是个常量 质点振动速度随质 点振动所处位置不断变化 B C 错误 波峰 波谷分别是平衡位置上方 下方最大 位移处 而振幅是振动中偏离平衡位置的最大距离 D 正确 答案 AD 2 如图 1 所示 实线为一列横波某时刻的波形图 象 这列波的传播速度为 0 25 m s 经过时间 1 s 后的波形为虚线所示 那么这列波的传播 方向与这段时间内质点P x 0 1 m 处 所通过 的路程是 A 向左 10 cm B 向右 30 cm C 向左 50 cm D 向右 70 cm 解析 波的传播距离x vt 0 25 m 故波向左传播 P所通过的路程为 5 倍 5 4 振 幅 即 50 cm 答案 C 3 一列简谐波沿x轴传播 某时刻的波形 如图 2 所示 关于波的传播方向与质点a b c d e f的运动情况 下列说法正确的是 A 若波沿x轴正方向传播 则质点a此时的速度方向与加速度方向相同 B 若波沿x轴正方向传播 再过半个周期 质点b将运动到质点a现在的位置 C 若质点c此时的速度方向向下 则波沿x轴正方向传播 D 若质点f比质点e先回到平衡位置 则波沿x轴正方向传播 解析 若波沿x轴正方向传播 此时刻 质点a的速度方向沿y轴负方向 加速度 方向也沿y轴负方向 故选项 A 正确 选项 B 中认为质点随波发生了平移 故 B 错 用心 爱心 专心2 误 如质点c此时刻向下运动 说明波沿x轴负方向传播 故选项 C 错误 若质点 f比质点e先回到平衡位置 说明该时刻质点f的速度方向沿y轴正方向 可判断 波 沿x轴负方向传播 故选项 D 错误 答案 A 4 图 3 甲为一列横波在t 1 0 s 时刻的波动图象 图乙为P处质点的振动图象 则 对 该波的传播速度和传播方向的说法正确的是 图 3 A 沿x轴正方向传播 B 沿x轴负方向传播 C 波速为 4 m s D 波速为 6 m s 解析 波动图象是t 1 0 s 时刻的 所以 从振动图象中也取t 1 0 s 时刻 P 质点 的振动方向沿y轴的负方向 由此得波是沿x轴正方向传播 又由波长为 4 m 周 期 为 1 0 s 得波速是 4 m s 答案 BC 5 一简谐机械波沿x轴正方向传播 周期为T 波长为 若在x 0 处 质点的振动图象如图 4 所示 则该波在t T 2 时刻的波形曲线为图 5 中的 图 4 图 5 解析 根据振动图象可知 x 0 处的质点在t T 2 时刻在平衡位置 且向下振动 只有选项 A 中波的图象在x 0 处的质点满足条件 故选 A 答案 A 用心 爱心 专心3 6 一列简谐横波沿x轴负方向传播 如图 6 所示 图甲是t 1 s 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线 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线 图 6 A x 0 处的质点 B x 1 m 处的质点 C x 2 m 处的质点 D x 3 m 处的质点 解析 由振动图线知该质点在t 1 s 时处于平衡位置且向y轴负方向运动 在波形 图 中 在t 1 s 时处于平衡位置且沿y轴负方向运动的是x 0 和x 4 m 处的质 点 故 选项 A 正确 答案 A 7 一列波长大于 1 m 的横波沿着x轴正方向传播 处在x1 1 m 和x2 2 m 的两质点A B的振动图象如图 7 所示 由此可知 图 7 A 波长为 m 4 3 B 波速为 1 m s C 3 s 末A B两质点的位移相同 D 1 s 末A质点的振动速度大于B质点的振动速度 解析 由A B两质点的的振动图象及传播可画出t 0 时刻的 波动图象如图所示 由此可得 m A 正确 由振动图象得 4 3 周期T 4 s 故v m s m s B 错误 由振动图 T 4 3 4 1 3 象知 3 s 末A质点位移为 2 cm B质点位移为 0 故 C 错误 由振动图象知 1 s 末 A质点处于波峰 振动速度为零 B质点处于平衡位置 振动速度最大 故 D 错误 用心 爱心 专心4 答案 A 8 如图 8 所示 在平面xy内有一沿水平x轴正方向 传播的简谐横波 波速为 3 0 m s 频率为 2 5 Hz 振幅为 8 0 10 2 m 已知t 0 时刻P点质点的位 移为y 4 0 10 2 m 速度沿y轴正方向 Q点在 P点右方 9 0 10 1 m 处 对于Q点的质点来说 A 在t 0 时 位移为y 4 0 10 2 m B 在t 0 速度沿y轴负方向 C 在t 0 1 s 时 位移为y 4 0 10 2 m D 在t 0 1 s 速度沿y轴正方向 解析 由波速公式v f 可得波长 m 1 2 m P v f 3 0 2 5 Q间距 即x x 0 9 1 2 3 4 3 4 由题意可画出t 0 时波形图如图所示 即Q点在该时刻速度 沿y轴负方向 B 正确 T 0 4 s 故 0 1 s 经 0 1 s Q点位移与原来P 1 f T 4 点的 位移等大反向 故 C 正确 答案 BC 9 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km 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 9 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 A P先开始振动 震源距地震仪约 36 km B P先开始振动 震源距地震仪约 25 km C H先开始振动 震源距地震仪约 36 km D H先开始振动 震源距地震仪约 25 km 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 t 5 s 由位移关系可得 4 t 5 9t t 4 s 距离l vt 36 km 故 A 正确 答案 A 用心 爱心 专心5 10 川县发生了 8 0 级大地震 给我国造成了巨大的损失 地震以波的形式 传播 且有纵 横波之分 1 如图 10 所示是播图 其振 幅为A 波长为 某一时刻某质点a的坐标为 0 经 四分之一周期该点的坐标是多少 2 地震时 地震波从震源向外传播 某计时器记录汶川地震发生的时间是 12 日下 午 14 时 28 分 而北京感觉到震动的时间是 12 日下午 14 时 34 分 若汶川到北京的直 线距离约为 1500 km 则地震波的传播速度约为多少 解析 1 由于波沿x轴正方向传播 由此可判断a点此时向下振动 经T 则其 1 4 位 移y A 即再经T时 a点的坐标为 A 1 4 2 地震波匀速传播 由v 可知 x t v km s 4 km s 1500 6 60 即地震波的传播速度大约为 4 km s 答案 1 A 2 4 km s 11 某同学用一根弹性绳进行机械波的实验 用手握住绳的一端做周期为 1 s 的简谐 运 动 在绳上形成一列简谐波 以弹性绳为x轴 手握住的一端为坐标原点O 且从 波传到x 1 m 处的M点开始计时 如图 11 所示 求 图 11 1 当时间t为多少时 平衡位置在x 4 5 m 处的N质点恰好第一次从平衡位置向 y 轴正方向运动 2 画出上问中t时刻弹性绳上的波形图 解析 1 由题图可知 2 m 则v 2 m s T 用心 爱心 专心6 波从M点传到N点时间 t1 s 1 75 s MN v 3 5 2 绳上各点开始起振时 先向下运动 故N点向上通过平衡位置还需要T的时间 1 2 故t t1 T 1 75 s 0 5 s 2 25 s 1 2 2 t 2 25 s 时波形图如图所示 答案 1 2 25 s 2 见解析图 12 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v 2 5 m s 在 t 0 时 两列波的波峰正好在x 2 5 m 处重合 如图 12 所示 图 12 1 求两列波的周期Ta和Tb 2 求t 0 时 两列波的波峰重合处的所有位置 3 分析并判断在t 0 时是否存在两列波的波谷重合处 某同学的分析如下 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 解析 1 从图中可以看出两列波的波长分别为 a 2 5 m b 4 0 m 因此它们 的周 期分别为Ta s 1 s Tb s 1 6 s a v 2 5 2 5 b v 4 0 2 5 2 两列波波长的最小公倍数为s 20 m t 0 时 两列波的波峰重合处的所有位置为 x 2 5 20k m k 0 1 2 3 用心 爱心 专心7 3 该同学的分析不正确 要找两列波的波谷与波谷重合处 必须从波峰重合处出发 找到这两列波半波长的 奇数倍恰好相等的位置 设距离x 2 5 m 为L处两列波的