物理新导学选修3-4（人教版）章末综合检测12

章末综合检测一、选择题(本题共9个小题，1～3题为单项选择题，4～9题为多项选择题，每小题8分，共72分．)1．平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波()A．频率是30HzB．波长是3mC．波速是1m/sD．周期是0.1s解析：据题意知，f＝0.5Hz，λ＝2m，则v＝λf＝1m/s，T＝2s，C项正确．答案：C2．如图，t＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，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．下图中能够正确表示t＝0.6s时波形的图是()解析：由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称，A、B错；t＝0时刻波源沿y轴正向开始振动，经过0.6s即1.5T，波源位于平衡位置且沿y轴负向振动，据“同侧法”可知C对，D错．答案：C3．一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()A．沿x轴负方向，60m/sB．沿x轴正方向，60m/sC．沿x轴负方向，30m/sD．沿x轴正方向，30m/s解析：由题图甲知，波长λ＝24m，由题图乙知T＝0.4s．根据c＝eq\f(λ,T)可求得v＝60m/s，故C、D项错误．根据“同侧法”可判断出波的传播方向沿x轴负方向，故A项正确，B项错误．答案：A4．(2017·嘉兴高二检测)下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B图)或障碍物(C、D图)，其中能发生明显衍射现象的有()解析：发生明显衍射现象的条件：障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小，所以B、D正确．答案：BD5．站在火车站台上的旅客听到火车鸣笛的音调变化情况是()A．当火车减速进站时，鸣笛声的音调变低B．火车减速进站时，鸣笛声的音调变高C．火车加速出站时，鸣笛声的音调变低D．火车加速出站时，鸣笛声的音调变高解析：当声源做变速运动时，其与观察者的相对速度发生变化．如果声源靠近观察者，由多普勒效应可知，观察者接收到的频率会高于声源的频率，但如果声源在做减速运动，虽然接收到的频率高于声源的频率，但比之前接收到的频率降低了，故A选项正确，B选项错误．同理，C选项正确，D选项错误．答案：AC6．如图为某介质中一列简谐横波的图象，若波的周期为2.0s，a、b、c为介质中三个质点．以下说法正确的是()A．波的传播速度为4m/sB．若这一时刻b质点的速度方向沿y轴正方向，则波沿x轴负方向传播C．图示时刻质点a、b、c的加速度大小之比为123D．经过1.0s，质点a、b、c通过的路程均为60cm解析：由题图知该波的波长为8m，则v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,2)＝4(m/s)，A正确．若图示时刻b质点向y轴正向运动，根据平移法知波向x轴正向传播，B错误．图中时刻加速度大小与质点距离平衡位置的距离成正比，a、b、c三个质点的加速度大小比值应为123，C正确．无论质点处于什么位置，经过1.0s，即经过半个周期，质点的路程均为振幅的两倍，即60cm，D也正确，选A、C、D.答案：ACD7．如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出()A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．P点始终不振动C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点解析：振动减弱点到两波源距离差等于半波长的奇数倍，根据P点所处虚线的位置可知，P点到S1、S2的距离之差为1.5λ，选项A正确；两波源振动情况相同，故P点振幅为零，选项B正确，选项C错误；在P点合位移为零，故其中一列波的波峰传播到P点时，另一列波的波谷一定传播到P点，选项D正确．答案：ABD8．(2017·烟台高二检测)关于如图所示的波形图，下列说法中正确的是()A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15m处质点的位移是0.1mC．若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度也沿y轴正方向D．质点A的加速度沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向解析：从波形图上可以直接读出振幅、各质点离开平衡位置的位移，A项正确，B项错误．各质点加速度的方向总是指向平衡位置，大小为a＝－eq\f(kx,m)，D项正确．由于A、B两质点在此时刻都在同一“坡”上，根据“上下坡”法可以判断C项正确．答案：ACD9．图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象．下列说法正确的是()A．在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B．在t＝0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cmE．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt解析：由Q点的振动图象可知，t＝0.10s时质点Q向y轴负方向振动，选项A错误；由波动图象可知，波向左传播，t＝0.10s时质点P向上振动，再经过0.15s时，即t＝0.25s时，质点P振动到x轴的下方，加速度沿y轴向上，选项B正确；波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,0.2)m/s＝40m/s，所以从t＝0.10s到t＝0.25s时间内，该波沿x轴负方向传播的距离x＝vt＝40×0.15m＝6m，选项C正确；由于在t＝0.10s时，质点P既不在波峰、波谷，也不在平衡位置，因此在eq\f(3,4)T的时间内通过的路程不等于3A＝30cm，选项D错误；质点Q的简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt，选项E正确．答案：BCE二、非选择题(本题共2小题，共28分)10．(10分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2m、x＝4m处．t＝15s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)．解析：(1)设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由题图知，λ＝4m．由题意知t＝3T＋eq\f(3,4)Tv＝eq\f(λ,T)联立得v＝1m/s.(2)质点P做简谐运动的表达式为y＝0.2sin(0.5πt)m.答案：(1)v＝1m/s(2)y＝0.2sin(0.5πt)m11．(18分)如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D…为绳上等间隔的点，相邻两点间间隔为50cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点开始向上，经0.1s第一次达到最大位移，其数值为10cm，C点恰好开始振动，求：(1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大？(2)从A开始振动，经多长时间K点第一次向上达到最大位移？(3)在图示坐标系中画出当K点第一次向上达到最大位移时的波形图．解析：(1)由题意可得eq\f(1,4)T＝0.1s故质点振动的周期T＝0.4s；由题意和图可得：eq\f(1,4)λ＝1m，则波长λ＝4m，故波速v＝eq\f(λ,T)＝10m/s.(2)假设波由波源A传到K所用的时间为t1，则t1＝eq\f(sAK,v)＝eq\f(5,10)s＝0.5s，假设波传到K到达正的最大位移需时间为t2，由于波源开始振动方向向上，故波传到K点时它先向上振