2012高中物理 第十二章机械波31单元测试 新人教版选修3-4

用心 爱心 专心1 第十二章第十二章 机械波机械波 章末练习章末练习 7 7 1 关于波的衍射现象 下列说法中正确的是 A 水波绕过障碍物而继续传播的现象 即为波的衍射现象 B 衍射现象是波特有的现象 C 一切波都能发生衍射 只不过明显与否而已 D 要发生明显的衍射 必须满足一定的条件 解析 根据衍射的定义和产生明显衍射现象的条件可知 A B C D 都正确 答案 A B C D 2 关于多普勒效应 下列说法中正确的是 A 多普勒效应是由波的干涉引起的 B 多普勒效应说明波源的频率发生改变 C 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的 D 只有声波才可以产生多普勒效应 解析 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动产生的 发生多普勒效应时 是观察者感到频率发生了变化 波源的频率是不改变的 故 C 项正确 答案 C 3 关于波的干涉 以下说法正确的是 A 振动加强的质点 位移始终最大 B 振动加强的质点 两列波引起的分位移 总是方向相同的 C 加强点的振动 能量始终最大 D 加强点和减弱点的位置在传播中是随时相互交换的 解析 加强点的振动总是加强 但并不是始终处于波峰和波谷 它们在平衡位置附近 做往复运动 有时位移也为零 只是振幅为两列波的振幅之和 显得剧烈 加强点总是加 强点 减弱点总是减弱点 故 B C 正确 答案 B C 4 在O点有一波源 t 0 时刻开始向上振动 形成向右传播的一列横波 t1 4 s 时 距离O点为 3 m 的A点第一次达到波峰 t2 7 s 时 距离O点为 4 m 的B点第一次达到 波谷 则以下说法正确的是 A 该横波的波长为 2 m B 该横波的周期为 4 s C 该横波的波速为 1 m s D 距离O点为 5 m 的质点第一次开始向上振动的时刻为 6 s 末 解析 设波速为v 周期为T 由题意得 用心 爱心 专心2 t1 4 s 3 v T 4 t2 T 7 s 4 v 3 4 由以上两式得 v 1 m s T 4 s B C 均正确 该波波长为 vT 4 m A 项错 误 波传播 5 m 所用时间为t 5 s 所以t 5 s 时 距离O点为 5 m 的质点开始振动 s v 且振动方向向上 D 项错误 答案 B C 5 如图 10 3 所示 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播 两波源分别位于 x 2 10 1 m 和x 12 10 1 m 处 两列波的波速均为v 0 4 m s 两波源的振幅均为 A 2 cm 图示为t 0 时刻两列波的图象 传播方向如图 10 3 所示 此刻平衡位置处于 x 0 2 m 和 0 8 m 的P Q两质点刚开始振动 质点M的平衡位置处于x 0 5 m 处 关 于各质点运动情况判断正确的是 A 质点P Q都首先沿y轴负向运动 B t 0 75 s 时刻 质点P Q都运动到M点 C t 1 s 时刻 质点M的位移为 4 cm D t 1 s 时刻 质点M的位移为 4 cm 解析 根据 上下坡 法可以判断 质点P Q都首先沿y轴负向运动 两列波波速相 等 经过t 0 75 s 两质点运动的路程都为 3 cm 都运动到M点 t 1 s 时刻 左边波 运动到x 6 cm 处 右边波运动到x 4 cm 处 两波的波谷相遇在M点 叠加后质点M的 位移为 4 cm 答案 A B D 6 一列简谐横波在某一时刻的波形图象如图 9 5 所示 质点P在该 时刻振动速度为v 经过 0 2 s 质点P的速度仍为v 再经过 0 2 s 质 点P的速度大小为v而方向相反 则这列波 A 沿x轴负方向传播 波速v 7 5 m s B 沿x轴正方向传播 波速v 7 5 m s C 沿x轴负方向传播 波速v 5 m s 用心 爱心 专心3 D 沿x轴正方向传播 波速v 5 m s 解析 由波的图象可直接读出振幅A 0 02 m 波长 4 m 根据质点P连续两个 0 2 s 的始末状态 求出振动周期T 由公式v f 便可求 T 出速度 1 质点振动过程示意图如图所示 设O点为质点P的平衡位置 a d为最大位移处 b c为速度等大处 设质点在b点速度为v 由b到c 历时tbc 0 2 s 速度仍为v 质点由c到d至c 速度大小仍为v 但方向相反 历时tcdc 0 2 s 由简谐振动的对称性 tbO tOd tbc 0 1 s 1 2 tcd tdc tcdc 0 1 s 1 2 则tOd tOc tcd 0 1 s 0 1 s 0 2 s 因为tOd T 所以T1 4tOd 4 0 2 s 0 8 s 1 4 2 质点P运动过程第二种示意图如图所示 质点由b a b c d c 历时 0 2 s 速度仍为v 质点由c b a b c 历时为 0 2 s 速度大小仍为v 方向相反 由图可知 质点P在 0 4 s 内完成 周期的运动 3 2 即 0 4 s T T2 0 4 s s 3 2 2 3 0 8 3 3 当T1 0 8 s 时 波速为v1 m s 5 m s T1 4 0 8 此时P质点向下运动 则波沿x轴负方向传播 由此可知选项 C 是正确的 当 T2 s 时 波速为v2 4 m s 15 m s 0 8 3 T2 3 0 8 此时P质点向上运动 则波沿x轴正方向传播 由此可知 A B D 是不正确的 答案 C 7 两列简谐横波均沿x轴传播 传播速度的大小相等 其中一列沿x轴正方向传播 如图 10 6 中实线所示 另一列沿x轴负方向传播 如图 10 6 中虚线所示 这两列波 的频率相等 振动方向均沿y轴方向 则图中x 1 2 3 4 5 6 7 8 各点中振幅最大点的坐 标是哪些 振幅最小点的坐标是哪些 用心 爱心 专心4 解析 在图示时刻 两列波引起各质点振动的位移和都为零 但其中一些点是振动过 程中恰好经过平衡位置 而另外一些点是振动减弱 确实不振动 对x 4 处的质点 实 虚两列波均使质点从平衡位置向上运动 是同向叠加的 即振幅为两列波分别引起的振幅 之和 同理对x 8 处的质点 两列波都使该质点向下振动 也是同向叠加 即是振动加强 的点 而x 2 与x 6 处的质点则均为反向叠加 即均为振幅最小的点 答案 4 8 2 6 8 一列波以 60 入射角入射到两种介质的交界面 反射波刚好与折射波垂直 若入 射波的波长为 0 6 m 那么折射波的波长为多少 反射波的波长为多少 解析 如图所示 设折射角为 由图可知 60 90 则 30 故折射率n 而 sin60 sin30 n v1 v2 1f 2f 1 2 0 6 m 2 解得 2 0 2 m 0 35 m 3 由于反射波与入射波在同一种介质中 波速不变 则波长也不变 即 2 1 0 6 m 答案 0 35 m 0 6 m 9 如图 11 7 所示 声源S沿x轴负方向运动 相对于地面的速率为 vS 观察者A相对于地面静止 空气中声音传播的速度为vP 设vS vP 空气 相对于地面没有流动 若声源相继发出两个声信号 时间间隔为 t 则观察 者接收到这两个声信号的时间间隔 t 为多大 解析 设t1 t2分别为声源S发出两个声信号的时刻 t1 t2 分别为观察者接收 用心 爱心 专心5 到两个声信号的时刻 则第一个声信号经过 t1 t1 时间被观察者A接收到 第二个声 信号经过 t2 t2 时间被观察者A接收到 且有t2 t1 t t2 t1 t 并设 声源发出第一个声信号时 S A两点间的距离为L 两个声信号从声源传播到观察者的过 程中 可得vP t1 t1 L vP t2 t2 L vS t 联立以上表达式可得 t t vP vS vP 答案 t vP vS vP 10 如图 10 10 所示 直线PQ的垂线OM上有A B两个声源 A B分别距O点 6 m 和 1 m 两个声源同时不断向外发出波长都为 2 m 的完全相同的声波 在直线PQ上从 到 的范围内听不到声音的小区域共有多少个 解析 由于若某时刻两列相干波的波峰与波峰或波谷与波谷相遇时为加强点 经数学 归纳 若某点到两波源的路程差为波长整数倍 即 x n n 0 1 2 则该点振动加 强 若某点到两波源的路程差为半波长奇数倍 即 x 2n 1 n 0 1 2 则该点 2 振