高中物理人教版选修34章末过关检测（二）

章末过关检测（二）(时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)1．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是()A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离同学们的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：选B蜂鸣器水平旋转时，蜂鸣器与同学们间距忽远忽近，故同学们接收到的频率忽高忽低，A错误，B正确；音调变高时，蜂鸣器一定向着同学们运动，C错误；音调的变化，是因为同学们接收到的波的频率变化引起的，属于多普勒效应而不是波的干涉，D错误。2．一列简谐横波沿某一直线传播，A、B是该直线上相距1.2m的两点，从波到达其中一点开始计时，4s内A完成8次全振动，B完成10次全振动，则该波的传播方向及波速分别为()A．方向由A向B，v＝0.3m/sB．方向由B向A，v＝0.3m/sC．方向由B向A，v＝1.5m/sD．方向由A向B，v＝1.5m/s解析：选C由于4s内B完成的全振动次数大于A完成的全振动的次数，所以波由B向A传播；周期T＝eq\f(4,10)s＝0.4s，A、B在4s内完成的全振动相差2次，即A、B间相距两个波长；2λ＝1.2m，λ＝0.6m，即v＝eq\f(λ,T)＝1.5m/s。C项正确。3.(北京高考)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是()A．这列波的振幅为4cmB．这列波的周期为1sC．此时x＝4m处质点沿y轴负方向运动D．此时x＝4m处质点的加速度为0解析：选D由题图可知，这列波的振幅为2cm，波长λ＝8m，而波速v＝4m/s，知周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,4)s＝2s，则A、B项错误；根据振动方向与波传播方向的关系，可知此时x＝4m处的质点沿y轴正方向运动，其加速度为0，则C项错误，D项正确。4．(四川高考)图甲是一列简谐横波在t＝1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振，则图乙所示振动图像对应的质点可能位于()A．a＜x＜b B．b＜x＜cC．c＜x＜d D．d＜x＜e解析：选D根据题中所给波形图和c位置的质点比a位置的质点晚0.5s起振，则该列简谐横波的周期是T＝1s，根据周期和所给波形图能找到t＝0时的波形图(余弦图象)，根据所给振动图象可知，t＝0时所找质点应该位于平衡位置上方且向上振动，结合t＝0时的波形图可知，所找质点可能位于d<x<e范围内，故选D。5．在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝的宽度为0.5cm，所用水波的波长为5cm，则下图所示的衍射图样中正确的是()解析：选C窄缝宽度0.5cm明显小于水波波长5cm，符合发生明显衍射的条件，且水波是以水中“某点”为中心的弧线，故只有选项C正确。6.为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛声do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图(a)和图(b)的两个振动图象，由此可以判断()A．do和sol的周期之比约为2∶3B．do和sol在空气中传播的波长之比为2∶3C．do和sol的频率之比约为2∶3D．do和sol在空气中传播的波速之比为3∶2解析：选C由题图可知，当do完成2个周期时，sol完成了3个周期，所用时间是相同的，所以二者的周期之比为3∶2，频率之比则为2∶3，因为声音在同种介质中传播速度是相同的，由v＝λf可知，波长之比为3∶2，所以正确选项为C。7．一根粗细均匀的较长绳子，右侧固定。现使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻第一次形成了如图所示的波形。下列说法中正确的是()A．S点的振动速度等于波的传播速度B．该波的频率逐渐增大C．此时S点向下运动D．S点的起始振动方向是向下的解析：选B题中描述的波在传播过程中，质点做类简谐振动，振动速度是变化的，而波的传播速度则与质点的振动速度无关，A错误；因为v＝λf，同一介质中波的传播速度不变，波长减小，则频率增大，B正确；根据“下坡上，上坡下”可知此时S点向上运动，C错误；由题图可知，此时波还未到达最右端，所以S点的起始振动方向应该是向上的，D错误。二、多项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分)8．关于波，下列说法中错误的是()A．一切波都能发生反射和衍射B．插在水中的细棒对水波的传播没有影响C．在墙外听到墙内有人讲话，这是波的反射现象D．当障碍物的尺寸比波长大很多时，能发生明显的波的衍射现象解析：选CD一切波都会发生反射和衍射现象，A正确；水波的波长一般比细棒的线度大，故能发生明显的衍射，所以细棒对水波的传播没有影响，B正确；墙外的人能听到墙内人的讲话声，是波的衍射现象，C错误；据产生明显衍射现象的条件知，当障碍物的尺寸比波长大很多时，不能发生明显的衍射现象，D错误。9．如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，A、B两处的观察者静止不动，则()A．该波源正在移向A点B．该波源正在移向B点C．在A处观察波的频率变低D．在B处观察波的频率变低解析：选AD波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源。波面半径大，表示产生时间早，传播时间长。对照题图，可确定出波源由右向左移动，选项A正确，选项B错误；由于观察者不动，在A处观察时，相邻波面间距比波源不动时间距小，因而经过观察者时间间隔短，频率变高，同理在B处时间间隔长，频率变低，选项C错误，选项D正确。10.如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点、相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正方向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是()A．在t＝6s时刻波恰好传到质点d处B．在t＝5s时刻质点c恰好到达最高点C．质点b开始振动后，其振动周期为4sD．在4s＜t＜6s的时间间隔内质点c向上运动E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动解析：选ACD因为a开始时由平衡位置竖直向下运动，经过t＝3s后恰好第一次到达最高点，所以波的周期为T＝4s，波长λ＝vT＝8m，在t＝6s时波向前传播的距离为s＝vt＝12m，即恰好传到质点d处，A选项正确；当t＝5s时，波向前传播了10m，作出波形图可知质点c恰好处于平衡位置，B选项错误；质点b振动的周期即为波的周期，所以C选项正确；在4s＜t＜6s的时间内质点c从最低点运动到最高点，D选项正确；因为b与d相距eq\f(5,4)λ，所以d向下运动时，质点b不一定向上运动，所以E选项错误。11．如图，t＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。选项图中不能正确表示t＝0.6s时波形的图是()解析：选ABD由题意可知，该波的周期为T＝0.4s，则时间t＝0.6s＝1.5T，沿x轴向左和向右分别形成1.5个波长的波形。由于波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，则t＝0.6s时的振动方向沿y轴负方向，故C能正确表示，A、B、D不能正确表示。12．一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有A、B两点，在t时刻A、B两点间形成的波形如图甲所示，在(t＋3s)时刻A、B两点间形成的波形如图乙所示，已知A、B两点间距离s＝9m，则以下说法中正确的是A．若周期为4s，波一定向右传播B．若周期大于4s，波可能向右传播C．若波速为8.5m/s，波一定向左传播D．该波波速可能的最小值为0.5m/s解析：选ACD若波向右传播，3s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))T1，(n＝0,1,2，……)，T1＝eq\f(12,4n＋3)s；若波向左传播，3s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))T2，(n＝0,1,2，……)，T2＝eq\f(12,4n＋1)s；由于n是整数，当T＝4s时，符合T1通项，波向右传播。故A正确；由上分析，波向右传播的周期T≤4s，故B错误；由题图可知波长λ＝6m，若波速为8.5m/s，波传播的距离为x＝vt＝8.5×3m＝4eq\f(1,4)λ，根据波形的平移，波一定向左传播。故C正确；波传播的最小距离为向左传播1.5m，波速可能的最小值为v＝eq\f(x,t)＝eq\f(1.5,3)m/s＝0.5m/s。故D正确。三、非选择题(本题共6小题，共52分)13．(6分)一简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻的波形如图(a)所示，x＝0.30m处的质点的振动图线如图(b)所示，该质点在t＝0时刻的运动方向沿y轴________(填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为________m。解析：由题图(b)可知，t＝0时刻题给质点正在向上振动，故其振动方向沿着y轴正向，且正好在八分之一周期的位置。考虑到波长大于0.3m，因此在题图(a)中处于八分之三波长处，0.3m＝eq\f(3,8)λ，解得λ＝0.8m。答案：正向0.814．(8分)如图所示，沿波的传播方向上有间距为1m的13个质点a，b，c，d，e，f，g，h，i，j，k，l，m，它们均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播。在t＝0时刻到达质点a，且质点a开始由平衡位置向上振动，在t＝1s时刻，质点a第一次到达最高点，求：(1)这列波的波长为________，周期为________。(2)在图中画出g点第一次向下达到最大位移时的波形图象。解析：(1)由题意知，周期T＝4s，波长λ＝vT＝4m。(2)当g第一次到达最低点时波形图如图所示。答案：(1)4m4s(2)见解析图15．(8分)如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin20πtm，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。(1)求简谐横波的波长。(2)P点的振动________(填“加强”或“减弱”)。解析：(1)设简谐波的波速为v，波长为λ，周期为T，由题意知T＝0.1s由波速公式v＝eq\f(λ,T)代入数据得λ＝1m。(2)P点与A、B两波源间的距离差(5－4)m＝1m＝λ，故P点的振动加强。答案：(1)1m(2)加强16．(10分)一列简谐横波沿AB方向由A质点传到B质点。已知A、B相距0.6m，横波的波长λ>0.5m。从某一时刻开始计时，质点A处于最大正位移处，经过0.1s，第二次回到平衡位置，此时质点B达到最大正位移处。请在图中画出0.1s时刻，质点A、B之间的波形图。并计算这列波的波速是多大？解析：因为λ>0.5m，AB＝0.6m，所以A、B之间的波形如图所示：由题意：eq\f(3,4)T＝0.1s，故T＝eq\f(4,30)s；eq\f(3,4)λ＝AB，解得λ＝0.8m，由波速公式得：v＝eq\f(λ,T)＝6m/s。答案：见解析图6m/s17．(10分)甲、乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动20次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另一个波峰，求这列水波的波长和波速。解析：根据题意甲、乙之间的距离是1.5个波长。则水波的波长λ＝eq\f(d,1.5)＝eq\f(24,1.5)m＝16m这列波的周期T＝eq\f(60,20)s＝3s由v＝eq\f(λ,T)得，波速v＝eq\f(16,3)m/s≈5.3m/s。答案：16m5.3m/s18．(10分)如图为一列简谐横波在t1＝0时刻波的图象，此时质点M正处于平衡位置，沿y轴负方向运动，到t2＝0.55s时质点M恰好第三次到达y轴正方向的最大位移处，求：(1)该波的传播方向和波速大