2020年秋人教版高中物理选修3-4第十二章机械波测试含答案

1、绝密 启用前2020年秋人教版高中物理选修 3-4 第十二章 机械波测试本试卷共 100 分，考试时间 120 分钟。一、单选题 (共 10小题,每小题 4.0分,共 40分)1. 如图所示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t 0时刻的波形图，虚线为 t0.6 s时的波形图，波的周期 T>0.6 s，则 ( )A 波的周期为 2.4 sB 在 t0.9 s时，P点沿 y轴正方向运动C 经过 0.4 s， P点经过的路程为 4 mD 在 t0.5 s时， Q点到达波峰位置2. 如图所示， S1、 S2 是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷若两列 波的振幅均

2、保持 5 cm不变，关于图中所标的 a、b、c、d 四点，下列说法中正确的是 ( )A d 点始终保持静止不动B 图示时刻 c 点的位移为零C b 点振动始终加强， c 点振动始终减弱D 图示时刻， b、c两点的竖直高度差为 10 cmEa 点振动介于加强点和减弱点之间3. 如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若此时质点P 正处于加速运动过程中，则此时 ( )A 质点 Q 和质点 N 均处于加速运动过程中 B 质点 Q 和质点 N 均处于减速运动过程中C 质点 Q 处于加速运动过程中，质点 N 处于减速运动过程中D 质点 Q 处于减速运动过程中，质点 N 处于加速运动过程中Q 的图形，则质点

3、 P 刚开4. 如图所示是以质点 P 为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点始振动时的方向和波性质，下列判断正确的是 ( )A 向上、横波B 向下、横波C 向左、纵波D 向右、纵波5.周期为 2.0 s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P 沿 y 轴负方向运动，则该波 ( )A沿 x 轴正方向传播，波速v 20 m/sB沿 x 轴正方向传播，波速v 10 m/sC沿 x 轴负方向传播，波速v 20 m/sD沿 x 轴负方向传播，波速v 10 m/s6. 一列简谐横波沿 x 轴正向传播，传到 M 点时波形如图所示，再经 0.6 s， N 点开始振动，则该波 的振幅

4、 A和频率 f 为( )AA 1 mf5 HzBA 0.5 mf5 HzCA 0.5 mf2.5 HzDA 1 mf2.5 Hz7. 一列简谐横波沿 x轴正方向传播，传播速度为 10 m/s.当波传到 x5 m处的质点 P 时，波形如图 所示则以下判断正确的是 ( )A 这列波的周期为 0.5 sB 再经过 0.4 s，质点 P第一次回到平衡位置C 再经过 0.7 s，x9 m处的质点 Q 到达波峰处D 质点 Q 到达波峰时，质点 P 恰好到达波谷处8. 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 5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为

5、1 m/s和0.5 mC点是 BE连线的中点，下列说法不正确的是 ( )A 从图示的时刻起经 0.25 s后， B处质点通过的路程为 20 cmB 从图示的时刻起经 0.25 s后，A 处质点的位移为 0C 图示时刻 C 处质点正处在平衡位置且向波峰运动D 图示时刻 A、B 两处质点的竖直高度差为 20 cm9. 如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频 率的大小关系是 ( )A甲乙，f 甲f 乙B甲乙，f 甲f 乙C甲乙，f 甲f 乙D甲乙，f 甲f 乙10. 在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子的振动频率是5 Hz ，水波在水槽中的传播速度为0

6、.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d 应为 ( )A 10 cmB 5 cmCd 1 cmD d< 1 cm 二、多选题 （共 4小题,每小题 5.0分,共 20分）a、 b、 c 为三个质点， a 正向上11. （多选 ）一列简谐横波在 x 轴上传播，某时刻其波形图如图所示，A 该波沿 x 轴正方向传播B c 正向上运动C 该时刻以后， b 比 c 先到达平衡位置D 该时刻以后， b 比 c 先到达最大位移处12. （多选）如图甲为一列沿 x 轴传播的简谐波在 t0.1 s 时刻的波形图乙表示该波传播的介质中x2 m处的质点 a从 t0时起的振动图象则 （ ）B 波沿 x

7、 轴正方向传播Ct0.25 s，质点 a 的位移沿 y轴负方向Dt0.25 s，x4 m处的质点 b 的加速度沿 y 轴负方向13. （多选）如图所示，甲为一列简谐波在 t3.0 s时刻波的图象， Q为 x4 m的质点，乙为甲图中 P 质点的振动图象，则下列说法正确的是 （ ）Bt8.0 s时， P点位移为 2 cmC 若障碍物的尺寸大于 12 m，则该波不能发生明显衍射现象 D 该波能与另一列频率为 4 Hz 的简谐波发生稳定的干涉现象14. （多选 ）关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）A 相隔一个周期的两个时刻，简谐波的图象相同B 质点振动的方向总是垂直于波传播的方向C 任一振动质

8、点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D 简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等三、计算题 (共 4小题,每小题 10.0分,共 40分)15. 一列横波沿 AB方向传播，波的频率为 5 Hz ，振幅为 2 cm，A、 B两点间距离为 6 m，振动方向 总是相反，在某时刻两质点同处于平衡位置，它们之间还有一个波峰试求波的可能波长16. 如图， A、 B 是同一介质中的两相干波源，其振幅均为A 5 cm，频率均为 f100 Hz，当 A 点为波峰时， B 点恰好为波谷，波速 v10 m/s，判断 P 点为振动加强点还是振动减弱点？17. 一列横波如图所示，波长 8 m，

9、实线表示 t10时刻的波形图，虚线表示 t20.005 s时刻的(1) 波速多大？(2) 若 2T>t2t 1>T，波速又为多大？(3) 若 T<t2t1，并且波速为 3 600 m/s，则波沿哪个方向传播？18. 图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线经0.2 s 后，其波形如图中虚线所示设该波的周期 T大于 0.2 s.(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？答案解析6 m，故传播向 y 轴负方向振动，经过 t 0.9s1 T， P点正向 y 轴负方向振动，B 项错误；经过 t 0.4 s，1. 【答案】 D解析】从两时刻

10、的波形图可以看出，在t0.6 s 时间内，波传播的距离 x 时间 t 0.6 s，周期 T0.8 s，A 项错误；同时可求波速为 v 10 m/s； t 0 时刻 P点即半个周期， P点经过的路程为 2A0.4 m，C 项错误；经过 t0.5 s，波向 x轴负向平移 xvt 5 m，可知 Q点处于波峰， D 项正确2. 【答案】 A【解析】 d 点是波峰与波谷相遇，振动减弱，振幅为零，故保持静止，故 A 正确； b 点是波峰与波 峰相遇， c点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点，由于振幅是5 cm，则 b 点相对平衡位置高 10 cm，而 c 点是波谷与波谷相遇，则 c 点相对平衡位置低

11、10 cm，所以 b、c 两点的竖直高度差 为 20 cm，故 B、C、D 错误； a点位于加强点的连线上，仍为加强点，E 错误3. 【答案】 D【解析】 P点加速运动说明 P点向平衡位置运动，此波向左传播，故Q点、N 点均向上运动， Q点正远离平衡位置，处于减速运动过程， N 点正向平衡位置靠近，处于加速运动过程，故D 正确4. 【答案】 A【解析】由于波源带动了后面的质点依次振动，且后面的质点总是重复前面质点的振动状态，所 以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同，此时波刚传播至 Q 点， Q 点 此时前面的相邻的质点在上方，故 Q 点将向上运动，则 P 点起振方向向上由

12、波形图可知，该波 为横波，故 A 正确5. 【答案】 B解析】根据机械波的速度公式由图可知波长为 20 m ，再结合周期为 2 s，可以得出波速为 10 m/s.应用“同侧法 ”等方法判断波沿 x 轴正方向传播，因此答案为 B.6. 【答案】 C【解析】由题图可知，该波的振幅A0.5 m，波长 4 m，经 0.6 s，N点开始振动，该波的波速v m/s 10 m/s，所以频率 f Hz 2.5 Hz，故 A、B、D错误， C正确7. 【答案】 C【解析】波的周期为 T s0.4 s，因为此时刻 P 点振动方向向下，所以经过 0.2 s质点P第一次回到平衡位置；质点 Q第一次到达波峰时所用的时间

13、为t0.7 s；因为 PQ相距一个波长，所以质点 Q 到达波峰时，质点 P恰好到达波峰处，选项 C 正确8. 【答案】 B【解析】在图中设定点中， A、 E 点波峰与波峰相遇，是振动加强点B 点是波谷与波谷相遇点，是振动加强点；而 D、F、P、 Q 是波峰与波谷相遇点，则它们是振动减弱点波速和波长分别为1m/s和 0.5 m，则周期是 0.5 s从图示的时刻起经 0.25 s，即半个周期后， B 处质点为振动加强点， 振幅为 10 cm，通过的路程为 2倍的振幅 20 cm，故 A 正确；此刻 A正处在波峰，从图示的时刻 起经 0.25 s后，A 处质点的位移为负的最大值，故 B 错误；图示时

14、刻 C处质点正处在平衡位置， E 靠近波源， C重复 E点的运动，所以向波峰运动， C正确；图示时刻 A在波峰、 B质点在波谷，竖 直高度差为 20 cm， D正确故选 B.9. 【答案】 C【解析】题图甲中衍射现象比题图乙中明显，所以甲中波长大于乙中波长，而相同的介质中，水故 C 正确， A 、 B 、D 错误波的传播速度相同，根据 v f可知，波长越长，则频率越低，10. 【答案】 D解析】在水槽中激发的水波波长为 m 0.01m 1 cm.若要在小孔后产生明显的衍射现象，应取小孔的尺寸小于波长或与波长相差不多11. 【答案】 ACa 左边的质点是它前面的质点，所以波解析】 a 正向上运动

15、， a 重复前一个质点的振动形式，故 应沿 x 轴正方向传播，选项 A 对； b 应当向上运动， c 向下运动，选项 B 错；由于 b 向上运动， c 向下运动，所以 b比 c先到达平衡位置， c比 b先到达最大位移处，选项 C对，D错12. 【答案】 ACD【解析】由图象可知，波的波长为 4 m，周期 0.2 s，则波速 v 20 m/s，选项 A 正确； 由于 t0.1 s 时质点 a 向上振动，故波沿 x 轴负方向传播，选项 B 错误； t0.1 s 时刻，质点 a 向 上振动，则 t 0.25 s，即经过了 0.15 s T，质点 a 到达波谷位置，其位移沿 y 轴负方向，选项C正确；

16、 t0.1 s时刻，质点 b向下振动，则 t0.25 s，即经过了 0.15 s T，质点 b到达波峰位 置，其加速度沿 y轴负方向，选项 D 正确13. 【答案】 AB【解析】 t3.0 s时 P质点向 y轴正方向振动，由 “上下坡法 ”知此波沿 x轴负方向传播， A 正确； 由题图可知这列波的周期 T4 s，波长 12 m，得波速 v 3 m/s，从 t3.0 s到t8.0 s， t 5.0 s ， P振动到正向最大位移处， B 正确；产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波 长小或跟波长差不多， C 错误；根据波产生干涉的条件：频率相等，该波频率为Hz ，故不能发生稳定干涉现象， D 错

17、误14. 【答案】 AD【解析】根据波的周期性知， A 正确对于横波，质点的振动方向和波的传播方向垂直，而纵波中 质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上，故 B 错误质点的振动状态经过一个周期沿波的 传播方向移动一个波长，而不是质点本身沿波的传播方向移动一个波长，故 C 错误在波动中， 相距半个波长的两质点位移总是大小相等、方向相反，故 D 正确15. 【答案】 4 m或 12 m解析】波形曲线为图中 1 时，16.【答案】振动减弱点m当波形曲线为图中 2 时，AB，2AB 4 m.解析】 A到P与 B到P的波程差为 xm15 m10 m这两列波的波长为 m0.1 m10 m 恰好为 0.1 m的整数倍，又因 A、 B步调相反，因此 P点为振动减弱点17.【答案】 (1)波向 x正向传播时 1 600n400 m/s；向 x负向传播时 v1 600n 1 200 m/s(n 0、1、2、，) (2)波向 x正向传播时 2 000 m/s 向 x负向传播时 2 800 m/s (3)沿 x 轴向右传播 【解析】 (1)若波沿 x 轴正方向传播， s n400(m/s)，(n 0、1、2、 ，)；若波沿 x 轴负方向传播， sn ，可能的波速为 v1 600n1 200(m/s)，(n 0、1、2、，)，可能的波速为 v