高二物理选修3-4_第12章检测题
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绝密★启用前2019人教版高中物理选修3-4第十二章《机械波》单元检测题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.如图所示,装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁,它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波,并接收被车辆反射回来的反射波.当某汽车向测速监视器靠近时,被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比()A.频率不变,波速变小B.波速不变,频率变小C.频率不变,波速变大D.波速不变,频率变大2.如图所示,图中表示两列相干水波的叠加情况,实线表示波峰,虚线表示波谷,设这两列波的振幅均为5 cm.两列波传播中在图示范围内振幅各自不变,波速和波长均分别为1 m/s和0.5 m.如图甲和图乙所示,C点是BE连线的中点,下列说法正确的是()A.两图C、D两点都保持静止不动B.两图示时刻A、B两质点竖直高度差是10 cmC.两图示时刻C点均正处在平衡位置且向下运动D.从此时刻起经0.25 s,B质点通过的路程为20 cm3.如图所示,S1、S2是两个周期为T的相干波源,它们振动同步且振幅相同,实线和虚线分别表示波的波峰和波谷,关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是()A.质点a的位移为零B.质点b振动加强,质点c振动减弱C.质点d振动最弱D.再过后b点振动减弱4.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(如图所示).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 kmB.P先开始振动,震源距地震仪约25 kmC.H先开始振动,震源距地震仪约36 kmD.H先开始振动,震源距地震仪约25 km5.下列四种声现象,哪一种是声波的干涉()A.在门窗关闭的屋里说话,听起来比在旷野里响B.隔着院墙与人谈话,虽然不见其人,却能闻其声C.环绕正在发声的音叉走一周,会觉得声音有强弱的变化D.将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置,敲击其中一只音叉后用手将它按住,让它停止振动,却能听见未被敲击的音叉发出了声音6.如图甲是一列简谐横波在t=1.25 s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振,则图乙所示振动图象对应的质点可能位于()A.a<x<bB.b<x<cC.c<x<dD.d<x<e7.根据下图所列的两图象,分别判断它们属于何种图象()A.甲是振动图象,乙是波动图象B.甲是波动图象,乙是振动图象C.都是波动图象D.都是振动图象8.如图所示是一列波的波形图,波沿x轴正向传播,就a、b、c、d四个质点而言,速度为正、加速度为负的点是()A.bB.aC.dD.c9.下列选项中正确的是()A.在真空中,单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音B.只要有机械波发出,一定能找到产生机械波的波源C.某空间找不到机械波,在这一空间一定找不到波源D.“一石激起千层浪”,把小石子扔进平静的湖面,能激起无穷无尽的连续水波10.如图甲为一列横波在t=0时刻的波形图,图乙为介质中M点的振动图象.下列说法正确的是()A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的频率为2 HzC.这列波的波速大小为4 m/sD.经过2 s,M点通过的路程是0.4 cm11.一列简谐横波沿x轴负方向传播,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象(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象()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12.一简谐横波沿x轴正向传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙是介质中某质点的振动图象,则该质点的x坐标值合理的是()A. 0.5 mB. 1.5 mC. 2.5 mD. 3.5 m13.一列简谐横波向右传播,波速为v.沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点,如图所示.某时刻P、Q两质点都处于平衡位置,且P、Q间仅有一个波峰,经过时间t,Q质点第一次运动到波谷.则t的可能值().A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个14.如图中实线是一列简谐横波在某时刻的波形图,虚线是经过 0.2 s 时该波的波形图.下列说法中正确的是()A.波源的振动周期可能是 0.8 sB.波源的振动周期可能是 1.6 sC.波速一定为 5 m/sD.在任何一个周期内振动质点的位移都为 8 m15.一列简谐横波某时刻的波形如图所示.波源的平衡位置坐标为x=0.当波源质点处于其平衡位置且向下运动时,介质中平衡位置坐标x=3 m的质点所处位置及运动情况是()A.在其平衡位置且向上运动B.在其平衡位置且向下运动C.在正向最大位移处,速度为零D.在负向最大位移处,速度为零16.如图甲为一列简谐横波在t=0时的波形图,P是平衡位置在x=1 cm处的质点,Q是平衡位置在x=4 cm处的质点.乙图为质点Q的振动图象.则()'A.t=0.3 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.波的传播速度为20 m/sC.波的传播方向沿x轴负方向D.t=0.7 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向17.一列简谐横波a,某时刻的波形如图甲所示.从该时刻开始计时,波上质点A的振动图象如图乙所示.波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象,则下列判断正确的是()A.波a沿x轴负方向传播B.波b的频率为0.4 HzC.从该时刻起,再经过0.4 s质点A通过的路程为40 cmD.若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象,则障碍物的尺寸一定比0.4 m大很多18.如图所示,在不同粗细的绳上1、2、3、…20各相邻两质点间距离均是1 m.当t=0时,质点1开始向上振动,经0.1 s第一次达到最大位移,质点3恰好开始振动.则以下结论正确的是()A.波的周期是2.5 sB.t=0.4 s时质点5达到平衡位置C.质点全部振动起来后,当质点1在最高点处时质点12一定在最低点处D.t=0.9 s时质点20从平衡位置开始向上振动19.频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动.以u表示声源的速度,v表示声波的速度(u<v),f表示接收器接收到的频率.若u增大,则()A.f增大,v增大B.f增大,v不变C.f不变,v增大D.f减小,v不变20.某次地震的震源O离地面深度12 km,假设该地震波中的某一种波为简谐横波.该波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s,已知从t=0时刻波源开始振动,该波沿x轴正方向传播,某时刻刚好传到x=120 m处.如图所示,则()A.从波源开始振动到波源迁移到x=120 m处需要经过0.03 sB.此刻波动图象上除M点外与M点势能相同的质点有5个C.波动图象上M点此时速度方向沿y轴正向,动能在减小D.从波传到x=120 m处开始计时,经过t=0.06 s位于x=360 m处的质点开始振动第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.一列简谐横波,沿x轴正向传播.求:(1)位于原点的质点的振动图象如甲图所示,该质点2.5 s时间运动的路程是多少;(2)乙图为该波在某一时刻的波形图,波速多大?画出再经t=0.35 s时波形图.22.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4 s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向.23.如图所示,甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象.试讨论:(1)波的传播方向和传播速度;(2)求0~2.3 s内P质点通过的路程.24.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形图象如图甲所示,波此时恰好传播到M 点.图乙是质点N(x=3 m)的振动图象,则:(1)Q点(x=10 m)开始振动时,振动方向如何?(2)从t=0开始,经过多长时间,Q点第一次到达波峰?答案解析1.【答案】D【解析】当某汽车向测速监视器靠近时,波速由介质决定,所以被该汽车反射回来的反射超声波与测速监视器发出的超声波相比波速不变,根据声音的多普勒效应,声源移向观察者时接收频率变高,所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大,故D正确,A、B、C错误.2.【答案】D【解析】本题考查的是波的干涉问题,由于干涉,加强点会得到加强,在A点波峰与波峰相遇,A 点高度10 cm,在B点波谷与波谷相遇,B点深度为10 cm,A、B两点的竖直高度差为20 cm,B 错误;D点是振动减弱点,但甲图BE连线区域是振动加强区,C点是振动加强点,A错误;图示时刻甲图中C点正处在平衡位置且向下运动,乙图中C点静止,故C错误;波速和波长均分别为1 m/s和0.5 m,所以周期为0.5 s,从图示时刻起经0.25 s即半个周期后,B点通过的路程为20 cm,D正确.3.【答案】A【解析】由图可知,a质点是波峰与波谷相遇,故振幅为零,所以位移为零,故A正确.b、c分别是波峰与波峰相遇处、波谷与波谷相遇处,因此振动最强,故B错误.此时,d在振动加强连线上,到两个波源的路程差为零,所以也是振动最强,故C错误.图示时刻b在波峰,再过后的时刻b在波谷,仍是加强的,故D错误.4.【答案】A【解析】横波的传播速率小于纵波的传播速率,所以P先开始振动.由+5 s=,可得x=36 km,则A正确,B、C、D错误.5.【答案】C【解析】在门窗关闭的屋里说话,听起来比在旷野里响,是波的反射现象.隔着院墙与人谈话,虽然不见其人,却能闻其声是波的衍射.将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置,敲击其中一只音叉后用手将它按住,让它停止振动,却能听见未被敲击的音叉发出了声音,是波的共振现象.6.【答案】D【解析】由c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振可知,波沿x轴正方向传播,由波的图象知,a、c相距半个波长,故=0.5 s,周期T=1 s.由图乙可知:t=1.25 s时,此质点位于平衡位置到波峰之间,并且向y轴负向振动,图甲中满足此条件的质点位于de之间.7.【答案】B【解析】波的图象横轴为x轴,表示传播方向及介质中各质点到坐标原点的位移,振动图象横轴为t轴,表示时间,故B选项正确.8.【答案】D【解析】质点的正的位移越来越大或负的位移越来越小时速度为正,满足该条件的质点是c、d,加速度方向与位移方向相反,位移是正值时,加速度为负,满足条件的是b、c,同时满足以上两个条件的是c质点,D正确.9.【答案】B【解析】机械波的产生应满足两个条件,一是波源,二是介质,二者缺一不可,故A错误;有波源未必有波动,但有波动一定有波源,故B正确,C错误;波可以传递能量,水波在传递能量的过程有损失,故水波要消失,D错误.10.【答案】C【解析】根据题图乙可知,周期为T=1.0 s,则频率为f==1 Hz,且在t=0时刻,M点向y轴负方向运动,所以波是沿x轴正方向传播的,故A、B错误;由题图甲可得波长为λ=4 m,所以波速为v==4 m/s,故C正确;由于时间t=2 s=2T,所以经过2 s,M点通过的路程是s=8A=8×0.2 cm=1.6 cm,故D错误.11.【答案】A【解析】一列简谐横波沿x轴负方向传播,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象(两图用同一时间起点),则图乙可能是图甲中x=0处的质点的振动图象。
《机械波》单元检测题一、单选题1.一列简谐横波以10 m/s的速度沿x轴正方向传播,t=0时刻这列波的波形如图所示.则a质点的振动图象为( )A. B. C. D.2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示.P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )A.v变小,a变大 B.v变小,a变小C.v变大,a变大 D.v变大,a变小3.如图所示,MN是足够长的湖岸,S1和S2是湖面上两个振动情况完全相同的波源,它们激起的水波波长为2 m,S1S2=5 m,且S1与S2的连线与湖岸平行,到岸边的垂直距离为6 m,则岸边始终平静的地方共有( )A. 2处 B. 3处 C. 4处 D.无数处4.一列简谐横波向右传播,波速为v.沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点,如图所示.某时刻P、Q两质点都处于平衡位置,且P、Q间仅有一个波峰,经过时间t,Q质点第一次运动到波谷.则t的可能值( ).A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个5.下列四种声现象,哪一种是声波的干涉( )A.在门窗关闭的屋里说话,听起来比在旷野里响B.隔着院墙与人谈话,虽然不见其人,却能闻其声C.环绕正在发声的音叉走一周,会觉得声音有强弱的变化D.将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置,敲击其中一只音叉后用手将它按住,让它停止振动,却能听见未被敲击的音叉发出了声音6.如图所示,呈水平状态的弹性绳,右端在竖直方向上做周期为0.4 s的振动,设t =0时右端开始向上振动(如图),则在t=0.5 s时刻绳上的波形可能是下图中的( )A. B. C. D.7.一根弹性长绳沿x轴放置,左端点位于坐标原点,A点和B点分别是绳上x1=2 m、x=5 m处的质点.用手握住绳的左端,当t=0时使手开始沿y轴做简谐振动,在t 2=0.5 s时,绳上形成如图所示的波形.下列说法中正确的是( )A.此列波的波长为1 m,波速为4 m/sB.此列波为横波,左端点开始时先向上运动C.当t=2.5 s时,质点B开始振动D.在t=3.5 s后,A、B两点的振动情况总相同8.如图甲为一列简谐横波在t=0时的波形图,P是平衡位置在x=1 cm处的质点,Q 是平衡位置在x=4 cm处的质点.乙图为质点Q的振动图象.则( )'A.t=0.3 s时,质点Q的加速度达到正向最大B.波的传播速度为20 m/sC.波的传播方向沿x轴负方向D.t=0.7 s时,质点P的运动方向沿y轴负方向9.如图甲所示,O点为振源,OP=s,t=0时刻O点由平衡位置开始振动,产生沿直线向右传播的简谐横波,如图乙为P点从t1时刻开始沿y轴正方向开始振动的振动图象,则以下说法错误的是( )A.t=0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向B.t2时刻P点振动速度最大,方向沿y轴负方向C.该波与另一频率为Hz的同类波叠加能产生稳定的干涉现象D.某障碍物的尺寸为(t2-t1),该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象10.如图P1、P2是两个频率相同、同相振动的波源,产生两列波,O点是P1、P2连线的中点,A、B、C、D是距O点均为半个波长的四个点,有关A、B、C、D四点的振动,下列说法正确的是( )A.A、B两点是振动减弱点,C、D两点是振动加强点B.A、B两点是振动加强点,C、D两点是振动减弱点C.A、B、C、D四点均为振动加强点D.A、B、C、D四点均为振动减弱点11.一列横波在x轴上沿x轴正方向传播,在t与t+0.4 s两时刻在x轴上-3 m~+3 m的区间内的波形图恰好重叠,则下列说法正确的是( )A.质点振动的最小周期为0.4B.该波最大波速为10 m/sC.从t时刻开始计时,x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置D.在t+0.2 s时刻,x=2 m处的质点位移一定为a12.如图为一横波发生器的显示屏,可以显示出波由O点从左向右传播的图象,屏上每一小格长度为1 cm.在t=0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示.因为显示屏的局部故障,造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播).此后的时间内,观察者看到波形相继传经B、C处,在t =5.5 s时,观察者看到B处恰好第三次出现波谷,下列判断错误的是( )A.该波的振幅为10 cmB.该波的波长为12 cmC.该波的周期为2 sD.在t=5.5 s时,C处应显示为波峰二、多选题13. 如图,沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f,均静止在各自的平衡位置,一列横波以 1 m/s的速度水平向右传播,t=0时到达质点a,a 开始由平衡位置向上运动,t=1 s时,质点a第一次到达最高点,则在4 s<t<5 s 这段时间内( )A.质点c的加速度逐渐增大B.质点a的速度逐渐增大C.质点d向下运动D.质点f保持静止14. 当两列水波发生干涉时,若两列波的波峰在P点相遇,则下列说法中正确的是( )A.质点P的振动始终是加强的B.质点P的振动始终是减弱的C.质点P振动的振幅最大D.质点P振动的位移有时为015. 一列在竖直方向上振动的简谐波沿水平的x轴正方向传播,振幅为20 cm,周期为4×10-2s.现沿x轴任意取五个相邻的点P1、P2、P3、P4、P5,它们在某一时刻离开平衡位置的位移都向上,大小都为10 cm.则在此时刻,P1、P2、P3、P4四点可能的运动方向是( )A.P1向下,P2向上,P3向下,P4向上B.P1向上,P2向下,P3向上,P4向下C.P1向下,P2向下,P3向上,P4向上D.P1向上,P2向上,P3向上,P4向上16. 如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s,P质点的横坐标x=1.20 m.从图中状态开始计时,则下列说法正确的是( )A.简谐横波的频率为2.5 HzB.经过1.6 s,P点第一次到达波谷C.P点刚开始振动的方向沿y轴负方向D.直到P点第一次到达波峰时,x=0.06 m处的质点经过的路程为95 cm17. 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇.下列说法正确的是( )A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅三、计算题18.某雷达站正在跟踪一架飞机,此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来;某一时刻雷达发出一个无线电脉冲,经200 μs后收到反射波;隔0.8 s后再发出一个脉冲,经198 μs收到反射波,已知无线电波传播的速度为c=3×108m/s,求飞机的飞行速度v.19.如图所示,A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d=1 m的五个质点,一简谐横波以5 m/s的水平速度向右传播,t=0时刻到达质点A且A开始向上振动,其振动周期为0.4 s,试求:(1)该简谐波的波长;(2)自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间.20.平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x 轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1 s,振幅A=5 cm.当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置,求:(1)P、Q之间的距离.(2)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程.答案解析1.【答案】D【解析】a点此时正向y轴负方向运动,排除A、B,由于周期T===0.4 s,故D正确.2.【答案】D【解析】从波的图象可以判断此时P点向上运动,正靠近平衡位置,做加速度逐渐减小的加速运动,故D项正确.3.【答案】C【解析】当空间某点到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时,振动始终减弱;水波的波长为 2 m,S1S2=5 m,当到两个波源的路程差为 1 m、3 m、5 m时,振动减弱;路程差为1 m是双曲线,与岸边有2个交点;路程差为3 m是双曲线,与岸边有2个交点;路程差为5 m是以S1为起点向左的射线和以S2为起点向右的射线,与岸边无交点;路程差不可能大于S1S2=5 m;由上分析可知,岸边始终平静的地方共有4处,故A、B、D错误,C正确.4.【答案】D【解析】作出通过距离为L的P、Q两质点满足题设条件的波形,如下图中的(a)、(b)、(c)、(d)四种情况,在图(a)中,由图可知,=L,则λ=2L,由波速及波长关系可知:T==,而Q质点第一次到达波谷的时间:t=T=同理可知:在图(b)中,λ=L,T==,t=T=在图(c)中,λ=L,T==,t=T=在图(d)中,λ=,T==,t=T=故有四种,故D正确,A、B、C错误.5.【答案】C【解析】在门窗关闭的屋里说话,听起来比在旷野里响,是波的反射现象.隔着院墙与人谈话,虽然不见其人,却能闻其声是波的衍射.将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置,敲击其中一只音叉后用手将它按住,让它停止振动,却能听见未被敲击的音叉发出了声音,是波的共振现象.6.【答案】B【解析】由题意知,在t=0时波源O点开始向上振动,该波的周期为T=0.4 s,则时间t=0.5 s=1T,可知,在t=0.5 s时O点位于波峰.波在一个周期内传播的距离为一个波长,则在t=0.5 s=1T,波传播的最长的距离为1波长,故B正确,A、C、D错误.7.【答案】C【解析】由图知,波长λ=2 m,周期T=1 s,则波速为v==2 m/s,故A错误.振动方向与传播方向垂直,此列波为横波,向x轴正方向传播,左端点开始时的运动方向与图示时刻x=1 m处质点的振动方向相同,即为向下,故B错误.波从图示位置传到质点B用时t===2 s,因此t=2.5 s时质点B开始振动,故C正确.由于AB间的距离s=3 m=λ,则知它们的振动情况不总是相同,故D错误.8.【答案】C【解析】由乙图可知,t=0.3 s时,质点Q的位置在正向最大位移处,故其加速度是达到反向最大,故A是错误的;由甲图可知,波长为8 cm,由乙图可知,周期为0.4 s,故波速为v==20 cm/s,所以B也是错误的;由于质点Q在t=0时的振动方向是向下的,故可以判断出波的传播方向是沿x轴的负方向传播的,故C是正确的;当t=0.7 s时,实际上是经过1T,O位置处的质点会运动到负的最大位移处,所以P点的质点会运动到x轴以下正在沿y轴的正方向运动的位置,故D是错误的.9.【答案】B【解析】介质中各质点起振方向与振源起振方向相同,由乙图知P点起振方向沿y轴正向,故t=0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向,选项A正确;由乙图知t2时刻P 点在平衡位置,振动速度最大,方向沿y轴正方向,故选项B错误;由乙图知质点振动周期为T=t2-t1,故波的频率为=Hz,根据波的稳定干涉条件知只有频率相同的波相遇才可产生稳定干涉现象,故选项C正确;波速为v=,由乙图知波的周期为T=t2-t1,所以波长为λ=vT=,选项D中障碍物尺寸为λ,与波长相近,故能发生明显衍射,选项D正确;综上所述选项B是错误的.10.【答案】C【解析】图中A、B两点到两个波源的路程差为一倍的波长,故是振动加强点;图中C、D两点到两个波源的路程差为零,故也是振动加强点.11.【答案】C【解析】由题意可知,在t与t+0.4 s两时刻在x轴上-3 m至+3 m区间内的波形图如图中同一条图线所示,则有 0.4 s=NT(N=1,2,3…),得:T=s.所以当N=1时,周期最大,为T=0.4 s,由图知,λ=4 m,根据v=,知当N=1时,波速最小为10 m/s,故A、B错误;横波沿x轴正方向传播,t时刻,x=2 m处的质点正向下运动,x=2.5 m处的质点先向上运动再回到平衡位置,所以x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置,故C正确;时间t=0.2 s,由于=,若N是奇数,则x=2 m处的质点位移为-a;若N是偶数,x=2 m处的质点位移为a,故D错误.12.【答案】A【解析】由图读出振幅A=5 cm,故A错误.由图读出波长λ=12 cm,故B正确;波由A传到B的距离为波长,传到B所用时间为周期,则t=5.5 s=2T+T,得到周期T=2 s,故C正确;B、C平衡位置间距离为半个波长,振动情况总是相反,在t=5.5 s时,B处恰好第三次出现波谷,则在t=5.5 s时,C处应显示为波峰,故D正确.13.【答案】ACD【解析】由题知,该波的周期为T=4 s,则波长λ=vT=4 m.波由a传到c的时间为=2 s,所以,在4 s<t<5 s这段时间内,质点c从平衡位置向下运动,加速度逐渐增大,故A正确;在4 s<t<5 s这段时间内,质点a从平衡位置向上运动,速度逐渐减小,故B错误;波由a传到d的时间为3 s,d起振方向向上,则在4 s<t <5 s这段时间内,d点从波峰向平衡位置运动,即向下运动,故C正确;波从a传到f点需要5 s时间,所以在4 s<t<5 s这段时间内,f还没有振动,故D正确.14.【答案】ACD【解析】因为两列水波发生干涉,在P点是波峰与波峰相遇,则P点一定是振动加强点,振幅最大;振动加强点某时刻的位移为零到最大值之间的某个值,选项A、C、D 正确.15.【答案】AB【解析】特别要注意,题目中指出的五个相邻的、位移向上且相等的质点,只能是如图(a)或(b)所示中的一种.在(a)中,由上、下坡法可知P1、P3、P5向下,P2、P4向上.在(b)中,由上、下坡法可知P1、P3、P5向上,P2、P4向下.16.【答案】ACD【解析】由波动图象知λ=0.24 m,T==0.4 s,f==2.5 Hz,A正确;P点第一次到达波谷需时t==1.7 s,B错误;所有质点起振方向都与波源起振方向相同,由带动法知,各质点起振方向均沿y轴负方向,C正确;P点第一次到达波峰需时t′==s=1.9 s=4.75T,x=0.06 m处质点经过的路程s=4.75×4×5 cm=95 cm,D正确.17.【答案】AD【解析】波峰与波谷相遇时,振幅相消,故实际振幅为|A1-A2|,故选项A正确;波峰与波峰相遇处,质点的振幅最大,合振幅为A1+A2,但此处质点仍处于振动状态中,其位移随时间按正弦规律变化,故选项B错误;振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化,选项C错误;波峰与波峰相遇时振动加强,波峰与波谷相遇时振动减弱,加强点的振幅大于减弱点的振幅,故选项D正确.18.【答案】375 m/s【解析】由于c>v,故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移;设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x1、x2处,则第一次:2x1=ct1,第二次:2x2=ct2,则这段时间内飞机前进的距离为Δx=x1-x2,飞机的飞行速度:v==375 m/s.19.【答案】(1)2 m (2)1.1 s【解析】(1)由公式λ=vT=2 m(2)A点振动形式传到E点需要的时间是0.8 s,E点起振后到达波谷需要0.3 s,故自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间t= 0.8+0.3=1.1 s.20.【答案】(1)133 cm (2)125 cm【解析】(1)由题意,O、P两点的距离与波长满足:OP=λ波速与波长的关系为:v=在t=5 s时间间隔内波传播的路程为vt,由题意有:vt=PQ+综上解得:PQ=133 cm(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动时间为:t=t+T1波源由平衡位置开始运动,每经过,波源运动的路程为A,由题意可知:t1=25×T,故t1时间内,波源运动的路程为s=25A=125 cm.。
绝密★启用前人教版物理选修3-4第十二章机械波单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播,波速为2 m/s.某时刻波形如图所示,a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为x a=2.5 m,x b=4.5 m,则下列说法中正确的是()A.质点a振动的周期为6 sB.平衡位置x=10.5 m处的质点(图中未画出)与a质点的振动情况总相同C.此时质点a的速度比质点b的速度大D.经过个周期,质点a通过的路程为2 cm2.下图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则()A. 2与1的波长、频率相等,波速不等B. 2与1的波速、频率相等,波长不等C. 3与1的波速、频率、波长均相等D. 3与1的频率相等,波速、波长均不等3.如图所示,图中O点是水面上一波源,实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷,A是挡板,B 是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于()A.整个区域B.阴影Ⅰ以外区域C.阴影Ⅱ以外区域D.上述选项均不对4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图2所示.P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是()图2A.v变小,a变大B.v变小,a变小C.v变大,a变大D.v变大,a变小5.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40 m/s,则t=s时()A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同6.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中质点a的起振时刻比质点c延迟了3 s,b 和c之间的距离是2.5 m,以下说法正确的是()A.此列波的波长为5 mB.此列波的频率为2 HzC.此列波的波速为2.5 m/sD.此列波的传播方向为沿x轴负方向传播7.如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,x=4 cm处的质点P恰在平衡位置,虚线是这列波在t=0.2 s时刻的波形图.已知该波的波速是0.8 m/s,则下列说法正确的是()A.这列波可能是沿x轴正方向传播的B.质点P在t=0时刻速度方向沿y轴正方向C.质点P在0.6 s时间内经过的路程为0.32 mD.质点P在t=0.4 s时刻速度方向与加速度方向相同8.关于多普勒效应,下列说法中不正确的是()A.发生多普勒效应时波源的频率保持不变B.要发生多普勒效应,波源和观察者间必须有相对运动C.只有声波会发生多普勒效应D.机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应9.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象.则下列说法正确的是()A.该波的速度为1.6 m/s,沿x轴负方向传播B.该波的速度为20 m/s,沿x轴正方向传播C.经过0.2 s,质点P沿x轴的正方向迁移了4 mD.经过0.1 s,质点Q的运动方向沿y轴正方向10.一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形如图所示,已知波的速度为10 m/s.则t=0.2 s时刻正确的波形应是下图中的()A.B.C.D.二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列关于简谐振动和简谐机械波的说法中,正确的是()A.弹簧振子的周期与振幅有关B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C.单位时间内经过介质中某一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率D.在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度12.(多选)如图是一张蜻蜓点水的俯视照片,该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,其形状如图所示.由图中可以得出()A.蜻蜓的飞行方向向左B.蜻蜓的飞行方向向右C.蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大D.蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小13.(多选)如图所示,一列简谐横波在x轴上传播,实线和虚线分别表示前后间隔1 s的两个时刻的波形图,则这列简谐波的波速可能是()A. 0.60 m/sB. 0.75 m/sC. 1.05 m/sD. 1.15 m/s14.(多选)波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时,下列叙述正确的是()A.波长60 m的声波比17 m的声波传播速度慢B.波长60 m的声波比17 m的声波频率小C.波长60 m的声波比17 m的声波易发生明显衍射D.波长60 m的声波不能被反射分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.如图所示,实线是某时刻的波形图,虚线是0.2 s后的波形图.(1)若波向左传播,求它的可能周期和最大周期;(2)若波向右传播,求它的可能传播速度;(3)若波速是45 m/s,求波的传播方向.16.一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动,于是在绳上形成一列简谐波,如图所示.求:(1)若从波传到平衡位置在x=1 m处的M质点时开始计时,那么经过的时间Δt等于多少时,平衡位置在x=4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置,在图中准确画出当时弹性绳上的波形.(2)从绳的左端点开始做简谐运动起,当它通过的总路程为88 cm时,N质点振动通过的总路程是多少?17.波源S1和S2振动方向相同,频率均为4 Hz,分别置于均匀介质中x轴上的OA两点处,OA=2 m,如图所示.两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,速度为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同.求:(1)简谐横波的波长;(2)OA间合振动振幅最小的点的位置.18.一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T=2 s,t=0时刻的波形如图所示.此刻,波刚好传到x1=6 m处,求:坐标x2=10 m处的质点,经多长时间第一次经过平衡位置向y轴负方向运动?答案解析1.【答案】B【解析】质点的振动周期为T==s=4 s,A错误;平衡位置x=10.5 m处的质点与a质点相差一个波长,所以它们的振动情况总相同,B正确;因为此时刻a质点离平衡位置比b质点离平衡位置较远,所以此时质点a的速度比质点b的速度小,C错误;根据a点的位置,则经过个周期,质点a通过的路程小于2 cm,选项D错误.2.【答案】D【解析】波线1、2都在介质a中传播,故1、2的频率、波速、波长均相等,A、B错;波线1、3是在两种不同介质中传播,波速不同,但波源没变,因而频率相等,由λ=得波长不同,故C错,D对.3.【答案】B【解析】从题图中可以看出挡板A比水波波长大的多,因此波不会绕过挡板A,而小孔B的大小与波长差不多,能发生明显的衍射现象,故B正确.4.【答案】D【解析】由波的传播方向及P质点位置,可知P质点此时正向平衡位置振动,速度增大,加速度减小.5.【答案】C【解析】由图读出波长为λ=4 m,则该波的周期为T==0.1 s,t=s时为周期,t=0时刻质点M的速度方向向上,所以t=s时M对平衡位置的位移为正值,速度方向向下,为负值,A、B错;简谐振动的质点加速度方向与位移方向始终相反,故t=s时M的加速度方向向下,与速度方向相同,C对,D错.6.【答案】D【解析】由图知,b和c之间的距离等于波长,则λ=2.5 m,故A错误;由题,3 s=(1+)T,T =2 s,频率f=0.5 Hz,故B错误;波速为v=λf=1.25 m/s.故C错误;质点a的起振时刻比质点c 延迟了3 s,说明波沿x轴负方向传播,故D正确.7.【答案】C【解析】据题意,该机械波的周期为T==0.15 s,0.2 s=T,在这段时间内波平移的距离为16 cm,所以这列波只能沿x轴负方向传播,质点P从0时刻开始先向下振动,A、B选项错误;0.6 s =4×0.15 s=4T,所以0.6 s内质点P经过的路程为x=4×4A=0.32 m,则C选项正确;0.4 s=2×0.15+0.1=2T+0.1,而0.1 s处于~之间,此过程质点处于已通过平衡位置向上运动的过程中,加速度方向向下,所以D选项错误.8.【答案】C【解析】多普勒效应是一种现象,发生多普勒效应时,波源的频率没有发生改变,波源与观察者之间存在相对运动时,观察者接收到的波的频率发生变化,而且机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应,本题选不正确的,故选C.9.【答案】B【解析】简谐横波的波长λ=4 m,T=0.2 s,则波速v==20 m/s,A错,B对;根据简谐波“前带后,后随前”带动原则可知:该波沿x轴正方向传播;质点不“随波逐流”,所以C错误;质点Q 此时向上振动,经过0.1 s,即半个周期后质点Q的运动方向沿y轴负方向,D错.10.【答案】A【解析】由波形图可知波长λ=4.0 m,周期T==0.4 s,再经过半个周期即t=0.2 s时刻x=0处质点位于波谷位置,A正确.11.【答案】BC【解析】弹簧振子的周期与振幅无关,这种性质叫等时性,故A错误;波速与介质的性质有关,与波源无关,同一种波在同一介质中速度是相同的,故B正确;波源的振动以波的形式传播出去,波的频率等于介质中各质点的振动频率,单位时间内经过介质中某点的完全波的个数,就是这列简谐波的频率,故C正确;在波传播方向上的某个质点做简谐运动,速度是周期性变化的,而在同一均匀介质传播的波,传播过程中速度不变,两者之间没有关系,故D错误.12.【答案】BC【解析】由图象知,蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,圆圈越小,则时间越短,所以飞行方向则为从大圆到小圆;若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同,那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上,而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动,所以每个圆都应该是内切的.然而图中则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大.13.【答案】BC【解析】由题图可知波长为:λ=60 cm=0.6 m.若波沿x轴正方向传播,传播的距离为:x1=(n +)λ(n=0,1,2,…),波速为:v1==m/s=(0.6n+0.15) m/s(n=0,1,2,…),当n=1时,v1=0.75 m/s,故B正确;若波沿x轴负方向传播,传播的距离为:x2=(n+)λ(n=0,1,2,…),波速为:v2==m/s=(0.6n+0.45) m/s(n=0,1,2,…),当n=1时,v2=1.05 m/s,故C正确.14.【答案】BC【解析】不管波长长度为多少,声波在空气中的传播速度都约为340 m/s,由波长、声速、频率关系可知f=,波长越长,频率越小,所以A错误,B正确.由发生明显衍射的条件可知,波长较长,发生明显衍射较容易,C正确.任何波都可以发生反射,D错误.15.【答案】(1)s(n=0,1,2,…)0.27 s(2)5(4n+1) m/s(n=0,1,2,…)(3)向右【解析】(1)若波向左传播,传播的时间为Δt=T+nT(n=0,1,2,…),所以T==4×s=s(n=0,1,2,…),最大周期为T max=s≈0.27 s.(2)若波向右传播,Δt=+nT(n=0,1,2,…)所以T=s(n=0,1,2,…),而λ=4 m所以v==5(4n+1) m/s(n=0,1,2,…).(3)若波速是45 m/s,设波向右传播,由上问求得的向右传播的波速公式得:45 m/s=5(4n+1) m/s,解得n=2.故假设成立,因此波向右传播.16.【答案】(1)2.25 s(2)16 m【解析】(1)由波的传播特性和波动图象知,波长λ=2 m波从x=1 m传至x=4.5 m处的N质点需要的时间t=T此时x=4.5 m处的质点正向y轴负方向运动x=4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置还需,因此Δt=T= 2.25 s此时波形如图:(2)由图知,振幅A= 8 cm质点在一个周期内通过的路程为4A= 32 cmO质点通过88 cm的路程共经过的时间为T从x=0 m传至x=4.5 m处的N质点需要时间t1为T质点N运动的时间为T所以质点N振动通过的总路程为2A= 16 cm.17.【答案】(1)1 m(2)0.25 m0.75 m 1.25 m 1.75 m【解析】(1)设简谐横波的波长为λ,频率为f,波速为v,则λ=1 m(2)以O为坐标原点,设P为OA间任意一点,其坐标为x,则两波源到P点的波程差Δl=x-(2-x),0≤x≤2,其中x、Δl以m为单位,合振动的振幅最小的点的位置满足Δl=(k+)λ为整数,联立得x=0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m.18.【答案】3 s【解析】由图可知波长λ=4 m波速为:v==2 m/s波从x1=6 m传到x2=10 m处需要的时间t1===2 sx2=10 m处的质点还需要经过T=1 s的时间,第一次经过平衡位置向y轴负方向运动所以总共需要的时间t=t1+T=3 s.。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第12章机械波单元测试1.下列事实属于明显的衍射现象的是( )A.池塘里的水波,遇到突出水面的小石块,小石块对波的传播没有影响B.水波前进方向上有一障碍物,其后面没有水波传播过去C.水波前进方向上有一带孔的屏,水波通过小孔传播到屏后的区域D.板胡的声音比弦声更响答案:AC2.以下关于多普勒效应的说法中正确的是( )A.有多普勒效应时,波源的振动频率发生变化B.有多普勒效应时,波源的振动频率并没有发生变化C.多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化D.人与波源有相对运动时,观察到的频率一定发生变化答案:B3.振源以原点O为平衡位置,沿y轴方向做简谐运动,它激发的简谐波在x轴上沿正、负两个方向传播,在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图所示.在原点的左方有一质点P,从图示时刻开始,经过1/8周期,质点P所在的位置以及振动方向为( )A.x轴下方,向上运动B.x轴下方,向下运动C.x轴上方,向上运动D.x轴上方,向下运动答案:A4.一列波在介质中向某一方向传播,下图为此波在某一时刻的波形图,并且此时振动还只发生在M、N之间,已知此波的周期为T,Q质点速度方向在波形图中是向下的,下面说法中正确的是( )A.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间TB.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间3T/4C.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间T/4D.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间T/4答案:C5.一列简谐横波沿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A和频率f为( )A.A=1 m f=5 Hz B.A=0.5 m f=5 HzC.A=1 m f=2.5 Hz D.A=0.5 m f=2.5 Hz答案:D6.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02 s时刻的波形图如中虚线所示.若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是( )A.2 m/s B.3 m/sC.4 m/s D.5 m/s答案:B7.如图,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,振幅为2 cm,波速为2 m/s,在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4 m(小于一个波长),当质点a在波峰位置时,质点b在x轴下方与x轴相距1 cm的位置,则( )A.此波的周期可能为0.6 sB.此波的周期可能为1.2 sC.从此时刻起经过0.5 s,b点可能在波谷位置D.从此时刻起经过0.5 s,b点可能在波峰位置答案:ACD8.下图为一横波发生器的显示屏,可以显示出波源O点的振动从左向右传播的图象,屏上每小格边长为1 cm.在t=0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示.因为显示屏的局部故障造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播).此后的时间内,观察者看到波形相继传经B、C处,在t=5.5 s时,观察者看到B处恰好第三次出现波谷.下列判断正确的是( )A.该波的振幅为10 cm B.该波的波长为6 cmC.该波的周期为2 s D.在t=5.5 s时,C处应显示为波峰答案:CD9.两列平面简谐横波在空中叠加,如图,其中简谐横波a(图中虚线所示)沿x轴正方向传播,简谐横波b(图中实线所示)沿x 轴负方向传播,波速都是20 m/s,t=0时,这两列波的波动图象如图所示,那么位于x=45 m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是( )A.1.50 s,0.25 s B.0.25 s,0.75 sC.0.50 s,0.75 s D.0.75 s,0.25 s答案:B10.一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0时波形如图1所示,已知波速为10 m/s.则t=0.1 s 时正确的波形应是图2中的( )答案:C11.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L ,如图(a)所示,一列横波沿该直线向右传播,t =0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt 第一次出现如图(b)所示的波形,则该波:(1)波长为多少?(2)质点振动的周期为多少?(3)波速为多少?答案:(1)8L (2)23Δt (3)12L Δt12. 一列向右传播的简谐横波传到R 点时的波形如图所示,波速为v =0.06 m/s ,质点P 、Q 的坐标分别为xP =0.96 m ,xQ =0.36 m.(1)质点P 开始振动时,振动方向如何?(2)从图示时刻经多长时间,质点P 第一次到达波谷?(3)质点P 到达波峰时,质点Q 在何处?答案:(1)y 轴负方向 (2)12 s (3)波谷。
人教版高中物理选修34第十二章《机械波》单元检测题(解析版)一、单项选择题1.如下图为一列简谐横波t时辰的图象,波速为0.2 m/s.以下结论正确的选项是( )A.经过0.5 s,质点a、b、c经过的路程均为75 cmB.假定从t时辰起质点a比质点b先回到平衡位置,那么波沿x轴正方向传达C.图示时辰质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D.振源的振动频率为0.4 Hz2.一质点做简谐运动.质点的位移随时间变化的规律如下图,那么从图中可以看出( )A.质点做简谐运动的周期为5 sB.质点做简谐运动的振幅为4 cmC.t=3 s时,质点的速度为零D.t=3 s时,质点沿y轴正向运动3.简谐横波a沿x轴正方向传达,简谐横波b沿x轴负方向传达,波速都是10 m/s,振动方向都平行于y轴,t=0时辰,这两列波的波形如下图.选项中的图是平衡位置在x=2 m处的质点从t=0末尾在一个周期内的振动图象,其中正确的选项是( )A. B. C. D.4.如下图,实线为简谐波在时辰t的图象,虚线为简谐波经Δt时间后的图象,那么以下说法中正确的选项是( )A.这列简谐波一定沿x轴正向传达B.这列简谐波一定沿x轴负向传达C.实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a1位置D.实线上的质点a经过Δt时间后位于虚线上a2的位置5.如图为一列沿x轴负方向传达的简谐横波在t=0时的波形图,当Q点在t=0时的振动形状传到P点时,那么( ).A. 1 cm<x<3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B.Q处的质点此时的减速度沿y轴的正方向C.Q处的质点此时正在波峰位置D.Q处的质点此时运动到P处6.一列横波沿x轴正向传达,某时辰的图象如以下图所示,坐标为(3,0)的质点,经过周期后该质点的坐标是( )A. (3,2) B. (4,2) C. (4,-2) D. (3,0)7.一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传达,质点A、B间的水平距离x=3 m,如图甲所示.假定t=0时质点A刚从平衡位置末尾向上振动,其振动图象如图乙所示,那么B点的振动图象为( )A. B.C. D.8.如下图,实线与虚线区分表示振幅、频率均相反的两列波的波峰和波谷.此刻M点处波峰与波峰相遇,以下说法中正确的选项是( )A.该时辰质点O正处于平衡位置B.P、N两质点一直处在平衡位置C.从该时辰起,经过二分之一周期,质点M处于振动削弱区D.从该时辰起,经过二分之一周期,质点M抵达平衡位置9.如下图,在平均介质中S1和S2是同时起振(起振方向相反)、频率相反的两个机械波源,它们收回的简谐波相向传达.在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点,S 1a=ab=bc=cS2=(λ为波长),那么以下说法中正确的选项是( )A.b点的振动总是最强,a、c两点的振动总是最弱B.b点的振动总是最弱,a、c两点的振动总是最强C.a、b、c三点的振动都总是最强D.a、b、c、三点的振动都是有时最强有时最弱10.一列波遇到阻碍物,发作反射,反射后它的( )A.只要波长不变B.只要波速不变C.只要频率不变D.波长、波速、频率均不发作变化11.关于机械波,以下说法中正确的选项是( )A.机械波的振幅与波源振动的振幅不相等B.在波的传达进程中,介质中质点的振动频率等于波源的振动频率C.在波的传达进程中,介质中质点的振动速度等于波的传达速度D.在机械波的传达进程中,离波源越远的质点振动的周期越大12.沿x轴正向传达的一列简谐横波在t=0时辰的波形如下图,M为介质中的一个质点,该波的传达速度为40 m/s,那么t=s时( )A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相反C.质点M的减速度方向与速度方向一定相反D.质点M的减速度方向与对平衡位置的位移方向相反二、多项选择题13. 两列振动方向相反、振幅区分为A1和A2的相关简谐横波相遇.以下说法正确的选项是( )A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2|B.波峰与波峰相遇处质点分开平衡位置的位移一直为A1+A2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅14. 在同一地点有两个运动的声源,收回声波1和声波2.在同一空间的介质中沿同一方向传达,如下图为某时辰这两列波的图象,那么以下说法中正确的选项是( ) A.波1速度比波2速度大B.这两列波的频率相反C.在这两列波传达方向上,不会发生动摇的干预现象D.相关于同一阻碍物,波1比波2发作衍射现象更清楚15. 一列简谐横波沿x轴传达,某时辰t=0的图象如下图,经过Δt=1.2 s的时间,这列波恰恰第三次重复出现图示的波形.依据以上信息,可以确定的是( )A.该列波的传达速度B.Δt=1.2 s时间内质点P经过的路程C.t=0.6 s时辰质点P的速度方向D.t=0.6 s时辰的波形16.一列横波沿不时线在空间传达,在某一时辰直线上相距s的A、B两点均处于平衡位置,在A、B间仅有一个波峰.假定经过时间t,B质点恰恰第一次抵达波峰位置,那么该波的波速大小能够是( )A. B. C. D.17.(多项选择)简谐横波在平均介质中沿直线传达,P、Q是传达方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q末尾计时,P、Q两质点的振动图象如下图.那么( ) A.质点Q末尾振动的方向沿y轴正方向B.该波从P传到Q的时间能够为7 sC.该波的传达速度能够为2 m/sD.该波的波长能够为6 m三、计算题18.如下图是一列简谐横波某时辰的波形图,图中P点为介质中的一质点,此时辰恰恰过平衡位置,其振动周期T=0.4 s.求至少过多长时间P质点抵达波峰?19.某雷达站正在跟踪一架飞机,此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来;某一时辰雷达收回一个无线电脉冲,经200 μs后收到反射波;隔0.8 s后再收回一个脉冲,经198 μs收到反射波,无线电波传达的速度为c=3×108m/s,求飞机的飞行速度v. 20.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼,两船相距24 m.有一列水波在湖面上传达,使每只船每分钟上下浮动20次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有5个波峰.(1)此水波的波长为多少?波速为多少?(2)假定此波在传达进程中遇到一根竖立的电线杆,能否会发作清楚的衍射现象?(3)假定该波经过一跨度为30 m的桥洞,桥墩直径为 3 m,桥墩处能否看到清楚衍射?(4)假定该桥为一3 m宽的涵洞,洞后能否发作清楚衍射?答案解析1.【答案】C【解析】由图知,λ=8 cm=0.08 m,那么该波的周期T==s=0.4 s,时间t=0.5 s=1T.质点在一个周期内经过的路程是4A,那么知质点c经过的路程为5A =5×15 cm=75 cm.由于a、b此刻不在平衡位置或许最大位移处,经过T个周期路程不等于一个振幅,故A错误.假设质点a比质点b先回到平衡位置,说明此刻a、b 向下运动,由波形平移法可知,波沿x轴负方向传达,故B错误.由图知a、b、c的位移大小区分为10 cm、5 cm和15 cm,三个质点都做简谐运动,由F=-kx,k相反,那么得回复力大小之比等于位移大小之比,为:2∶1∶3,故C正确.振源的振动频率为f==Hz=2.5 Hz,故D错误.2.【答案】D【解析】由图知,该质点的周期为4 s,该质点的振幅为2 cm,故A、B错误;t=3 s 时,质点处于平衡位置,减速度为零,速度最大,故C错误;依据图象可知,t=3 s 时,质点处于平衡位置,下个时辰位移为正,那么质点沿y轴正向运动,故D正确.3.【答案】B【解析】两列波的波速相等,波长相等,那么频率相等,能发作干预.过周期后,两列波的波峰同时抵达x=2 m处的质点,所以x=2 m处的质点是振动增强点,振幅为两列波振幅之和,即为3 cm.t=0时辰,x=2 m处的质点从平衡位置沿y轴正方向末尾振动,所以图象B正确.4.【答案】D【解析】经Δt时间后的波形能够是t时辰的波形向右平移(向右传达)失掉的,也能够是向左平移(向左传达)失掉的,依据题意无法判别,A、B错误;波上质点在平衡位置上下两侧振动,并不随波迁移,故C错误,D正确.5.【答案】B【解析】画出将Q点的振动形状传到P点,即t′=T时的波形图(如图虚线所示),由波的传达方向知,1 cm<x<2 cm范围内的质点沿y轴正方向运动,A错误;此时Q处的质点在波谷,具有沿y轴正向的减速度,所以B正确,C、D错误.6.【答案】A【解析】由题意可知,波沿x轴正向传达,那么质点(3,0)的振动方向沿y轴正向,经周期后抵达正向最大位移,即坐标为(3,2).7.【答案】B【解析】由质点A的振动图象失掉T=4 s,那么波长λ=vT=4 m,A点末尾振动方向向上.而AB间距离x=3 m=λ,波从A传到B时间为T=3 s,即B在A振动3 s后末尾振动,故A、C错误.B点的起振动方向与A点相反,均向上,故B正确,D错误.8.【答案】B【解析】由图知O点是波谷和波谷叠加,该时辰在波谷,故A错误;图示时辰,P、N 两点是波谷和波峰叠加,位移一直为零,即处于平衡位置,两列波独自传达惹起的位移的矢量和应该不时为零,故P、N两质点一直处在平衡位置,故B正确;图示时辰,点M为波峰与波峰叠加,是振动增强点,经过二分之一周期,振动到波谷位置,故C、D错误.9.【答案】C【解析】当两波的路程差等于半波长的偶数倍时,振动增强,等于半波长的奇数倍时,振动削弱,由题知a、b、c三点Δx=x2-x1=2k·,那么三点的振动都是最强,C正确.10.【答案】D【解析】波在发作反射时,入射波和反射波都在同一种介质中传达,所以入射波和反射波的波速相等,由惠更斯原理可知子波源的频率与波源的频率是相等的,故入射波和反射波的频率相等,从而二者的波长也是相等的.11.【答案】B【解析】波在传达进程中,机械波的振幅与波源振动的振幅是相等的,故A错误;每个质点都在重复波源的振动,因此质点的振动频率和波源的振动频率是相反的,故B 正确;振动速度与波的传达速度是不相反的,故C错误;在波传达中各点的振动周期均与波源的周期相反,故D错误.12.【答案】C【解析】由图读出波长为λ=4 m,那么该波的周期为T==0.1 s,t=s时为周期,t=0时辰质点M的速度方向向上,所以t=s时M对平衡位置的位移为正值,速度方向向下,为负值,A、B错;简谐振动的质点减速度方向与位移方向一直相反,故t=s时M的减速度方向向下,与速度方向相反,C对,D错.13.【答案】AD【解析】波峰与波谷相遇时,振幅相消,故实践振幅为|A1-A2|,应选项A正确;波峰与波峰相遇处,质点的振幅最大,合振幅为A1+A2,但此处质点仍处于振动形状中,其位移随时间按正弦规律变化,应选项B错误;振动削弱点和增强点的位移随时间按正弦规律变化,选项C错误;波峰与波峰相遇时振动增强,波峰与波谷相遇时振动削弱,增强点的振幅大于削弱点的振幅,应选项D正确.14.【答案】CD【解析】在同一种介质中,各种频率的机械波传达的速度相反,选项A错误;从图中可以看出波1的波长大于波2的波长,由公式v=λf可得,波1的频率小于波2的频率,选项B错误;由于两列波的频率不同,两列波不能发作干预,选项C正确;关于同一阻碍物,波长越大衍射越清楚,选项D正确.15.【答案】ABD【解析】据题意,由于 1.2 s时间内完成三次波形的重复,那么该波周期为:T=0.4 s, 波速为:v==20 m/s,那么A选项正确;质点P在一个周期内走过的路程为4A =40 cm,在三个周期内走过的路程为:120 cm,故B选项正确;由于该波传达方向不知道,也就无法判别质点P的速度方向,故C选项错误;时间为0.6 s刚好是传达了一个周期零半个周期,那么0.6 s的波形与半个周期波形分歧,那么主要画出各质点经过半个周期的位置就可以确定0.6 s时的波形,故D选项正确.16.【答案】ABD【解析】假定A、B间没有波谷,那么波长λ=2s;B向上运动时,有T=t,失掉T =4t,波速v==;假定B向下运动时,有T=t,得T=,v==.假定A、B间有一个波谷,,那么有λ=s,B向下运动时,有T=t,失掉v==;B向上运动时,有T=t,失掉v==.假定A、B间有两个波谷,那么有λ=s,B向上运动时,T=t,失掉v==;B 向下运动时,T=t,那么v==.17.【答案】AD【解析】由图象知,质点Q的起振方向为y轴正方向,A正确;由图象知周期T=6 s,振动由P向Q传达,故时间t=nT+4=6n+4,(n=1、2、3......),故不能够为7 s,B错误;由x=vt可得x=v(6n+4)=10 m,v=,(n=1、2、3......),波速不能够为2 m/s,C错误;依据λ=vT=,当n=1时,λ=6 m,D正确.应选A、D.18.【答案】0.1 s或0.3 s【解析】题中条件没有给出P质点此时辰过平衡位置的振动方向,也没有给定波的传达方向,假定P质点此时正向上振动,波向右传达,那么至少需求个周期的时间;但是质点也有能够此时辰刚好由平衡位置向下振动、波向左传达,那么就至少需求个周期的时间P点才干抵达波峰,所以此题应该有两个解,即至少再过0.1 s或0.3 s,P质点抵达波峰.19.【答案】375 m/s【解析】由于c>v,故可不思索电磁波传达进程中飞机的位移;设雷达两次发射电磁波时飞机区分位于x1、x2处,那么第一次:2x1=ct1,第二次:2x2=ct2,那么这段时间内飞机行进的距离为Δx=x1-x2,飞机的飞行速度:v==375 m/s.20.【答案】(1)m m/s (2)会(3)能(4)能【解析】(1)由题意知:周期T=s=3 s.设波长为λ,那么5λ+=24 m,λ=m.由v=得,v=m/s=m/s.(2)由于λ=m,大于竖立电线杆的直径,所以此波经过竖立的电线杆时会发作清楚的衍射现象.(3)、(4)由于λ=m>3 m,所以此波无论是经过直径为3 m的桥墩,还是经过宽为3 m的涵洞,都能发作清楚的衍射现象.。
3.一列横波沿x轴正向传播,a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。
某时刻的波形如图1所示,此后,若经过周期开始计时,则图2描述的是( )A.a处质点的振动图象B.b处质点的振动图象C.c处质点的振动图象D.d处质点的振动图象解析:由题图1可以判断此时质点a向上振动,质点b处于波谷位置,质点c向下振动,质点d处于波峰位置,经过周期后,质点a处于波谷,质点b处于平衡位置且正向下振动,质点c处于波峰位置,质点d处于平衡位置且正向上振动,可以判断题图2表示b质点的振动图象,选项B正确。
答案:B4.如图所示,实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。
此刻,M是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是( )A.该时刻质点O正处在平衡位置B.M、P两质点始终处在平衡位置C.随着时间的推移,质点M向O点处移动D.从该时刻起,经过周期,质点M到达平衡位置解析:由题图可知,图中O、M为振动加强点,此时刻O处于波谷,M处于波峰,N、P为减弱点,且两列波振幅相同,因此,N、P两点振幅为零,即两质点始终处于平衡位置,因此A、B错误。
质点不会随波向前推移,C错误。
从该时刻经周期,两列波在M点分别引起的振动都位于平衡位置,故M点位于平衡位置,D正确。
答案:D5.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s,振幅为A。
M、N是平衡位置相距2 m的两个质点,如图所示。
在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处。
已知该波的周期大于1 s。
则( )A.该波的周期为 sB.在t= s时,N的速度一定为2 m/sC.从t=0到t=1 s,M向右移动了2 mD.从t= s到t= s,M的动能逐渐增大解析:由题意λ+λ=2 m,λ= m(n=0,1,2,3…),所以周期T= s,由于T>1 s,n只能取0,T= s,选项A错误;波传播速度不是各质点移动速度,质点也不随波迁移,选项B、C错误;质点M在竖直方向做简谐振动,从t= s 到t= s正好处于间,质点M从最高处向平衡位置运动,速度越来越大,选项D正确。
2019-2020学年高中物理选修3-4《第12章机械波》测试卷一.选择题(共45小题)
1.下列关于机械波的说法正确的是()
A.物体做机械振动,一定产生机械波
B.如果有机械波,一定有机械振动
C.如果振源停止振动,在介质中传播的波也立即停止
D.机械波是机械振动在介质中的传播过程,它传播的是振动形式
2.关于振动和波的关系,下列说法正确的是()
A.有机械波必有机械振动
B.有机械振动必能产生机械波
C.离波源远的质点振动周期长
D.波源停振时,介质中各质点的振动立即停止
3.在平静的湖面上漂着一片落叶,现向湖中央扔一石子,圆形波纹一圈圈地向外传播,当波传到落叶处时,落叶将()
A.随波纹漂向湖岸
B.波纹传到落叶处,落叶仍不动
C.向波源处漂动
D.在原来位置做上下振动
4.关于振动和波的关系,下列说法正确的是()
A.有机械波必有振动
B.有机械振动必有波
C.质点随着波向波的传播方向移动
D.波源停振时,介质中的波动立即停止
5.如图所示为两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生干涉的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,C点为振动加强点。
若图示位置开始经过半个周期,则以下说法正确的是()
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第十二章测评(时间:90分钟总分为:100分)一、选择题(此题共10个小题,每一小题4分,共40分。
在每一小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.关于振动和波的关系,如下说法正确的答案是()A.有机械波必有振动B.有机械振动必有波C.离波源远的质点振动周期长D.波源停振时,介质中的波动立即停止,使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波,但在缺少介质的情况下,波动现象就无法发生,应当选项A正确,选项B错误;波动形成以后,各质点的振动都先后重复波源的振动,故各质点的振动周期是一样的,应当选项C错误;大量质点的振动所形成的波动不会因波源停振而立即消失,因为能量不会无缘无故地消失,应当选项D错误。
2.如下列图,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,如此()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处观察波的频率不变,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,应当选项A正确,选项B错误;由于观察者不动,故波面经过观察者的速度等于波速,而在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,频率大,同理在B处时间间隔长,频率小,应当选项C、D错误。
3.如下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)或障碍物(③、④图),其中能发生明显衍射现象的有()A.只有①②④B.只有①④C.只有②③D.只有①③①②中小孔与波长相差不多,能发生明显衍射,图④中障碍物与波长相差不多,能发生明显衍射,图③中障碍物比波长大得多,不能发生明显衍射。
4.一列简谐横波沿某一直线传播,A、B是该直线上相距1.2 m的两点,从波到达其中一点开始计时,4 s内A完成8次全振动,B完成10次全振动,如此该波的传播方向与波速分别为()A.方向由A向B,v=0.3 m/sB.方向由B向A,v=0.3 m/sC.方向由B向A,v=1.5 m/sD.方向由A向B,v=1.5 m/s4 s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。
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十二章机械波测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图甲所示,波源S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动,产生的简谐横波向右传播,经过0.1 s后,沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动.若以P点开始振动的时刻作为计时的起点,P点的振动图象如图所示乙.则下列说法中正确的是()A.波源S最初是向上振动的B.该简谐波的波速为20 m/sC.该波的波长为m(n=0,1,2,…)D.该波通过宽度约为1 m的缝隙时,不能产生明显的衍射现象2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示.P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是()A.v变小,a变大B.v变小,a变小C.v变大,a变大D.v变大,a变小3.S1、S2是两个同相的相干波源,相距3 m,激起两列相干简谐横波的波长均为λ=1 m,则在以S2为圆心,S1、S2连线为半径的圆周上,质点振动情况判断正确的是()A.振动最强的点共有7处B.振动最强的点共有12处C.振动最弱的点共有7处D.振动最弱的点共有12处4.在波的传播方向上,距离一定的P与Q点之间只有一个波谷的四种情况,如图A、B、C、D所示.已知这四列波在同一种介质中均向右传播,则质点P能首先达到波谷的是()A.B.C.D.5.声波属于机械波.下列有关声波的描述中正确的是()A.同一列声波在各种介质中的波长是相同的B.声波的频率越高,它在空气中传播的速度越快C.声波可以绕过障碍物传播,即它可以发生衍射D.人能辨别不同乐器同时发生的声音,证明声波不会发生干涉6.一列沿x轴传播的简谐波,波速为4 m/s,某时刻的波形图象如图所示.此时x=8 m处的质点具有正向最大速度,再过4.5 s则()A.x=0 m处质点具有负向最大加速度B.x=2 m处质点具有负向最大位移C.x=4 m处质点具有正向最大速度D.x=6 m处质点通过的路程为20 cm7.下列说法正确的是()A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度仅由介质本身的性质决定C.机械波从一种介质进入另一种介质,频率可能会发生变化D.机械波的传播方向和振动方向一定垂直8.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播,波速为2 m/s.某时刻波形如图所示,a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa=2.5 m,xb=4.5 m,则下列说法中正确的是()A.质点a振动的周期为6 sB.平衡位置x=10.5 m处的质点(图中未画出)与a质点的振动情况总相同C.此时质点a的速度比质点b的速度大D.经过个周期,质点a通过的路程为2 cm9.区分横波和纵波的依据是()A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播C.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上D.质点振动的快慢10.下列选项中正确的是()A.在真空中,单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音B.只要有机械波发出,一定能找到产生机械波的波源C.某空间找不到机械波,在这一空间一定找不到波源D.“一石激起千层浪”,把小石子扔进平静的湖面,能激起无穷无尽的连续水波11.如图所示,呈水平状态的弹性绳,右端在竖直方向上做周期为0.4 s的振动,设t=0时右端开始向上振动(如图),则在t=0.5 s时刻绳上的波形可能是下图中的()A.B.C.D.12.轮船在进港途中的x-t图象如图所示,则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()A.B.C.D.13.公路上的雷达测速仪的工作原理是利用()A.波的反射和多普勒效应B.波的干涉和多普勒效应C.波的干涉和波的反射D.波的反射和共振14.如图所示为一列简谐横波t时刻的图象,已知波速为0.2 m/s.以下结论正确的是()A.经过0.5 s,质点a、b、c通过的路程均为75 cmB.若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置,则波沿x轴正方向传播C.图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D.振源的振动频率为0.4 Hz15.甲图为某简谐机械横波在t=0时刻波的图象,乙图为波的传播方向上某质点的振动图象.下列说法正确的是()A.该波的波速是25 m/sB.该波一定沿x轴负方向传播C.若乙是质点P的振动图象,则t=0.35 s时刻,质点Q的坐标为(3 m,-5 cm)D.若乙是质点Q的振动图象,则t=0.35 s时刻,质点P的坐标为(8 m,0 cm)第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10分,共40分)16.某列波以60°的入射角从甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射线与折射线成90°角,波在乙介质中的波速为1.2×105km/s,求波在甲介质中的速度是多少?17.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的图象,图乙为平衡位置在1 m处的质点P从该时刻开始计时的振动图象,则(1)波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播.(2)求波速.18.一列横波在x轴上传播,在t1=0时刻波形如图中实线所示,t2=0.05 s时刻波形如图中虚线所示.(1)由波形曲线读出这列波的振幅和波长;(2)若周期大于(t2-t1),则最小波速是多少?方向如何?最大波速是多少?方向如何?19.如图为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2 s时的波形,位于坐标原点处的观察者测到在4 s内有10个完整的波经过该点.求:(1)该波的波幅、频率、周期和波速.(2)画出平衡位置在x轴上P点处的质点在0-0.6 s内的振动图象.答案解析1.【答案】B【解析】由振动图象可知,开始振动的下一刻,P点在下方,故开始时P点向下振动,波源S最初是向下振动的,A错误.简谐波的速度v===20 m/s,故B正确.根据振动图象可知振动周期为0.4 s,根据v=,可知波长λ=vT=8 m,故C错误.产生明显衍射现象时,障碍物或狭缝的直径小于或等于其波长,故该波通过宽度约为1 m的缝隙时,能产生明显的衍射现象,D错误.2.【答案】D【解析】由波的传播方向及P质点位置,可知P质点此时正向平衡位置振动,速度增大,加速度减小.3.【答案】D【解析】根据题意,两列相干简谐横波的波长均为λ=1 m,而S1、S2相距3 m,根据干涉条件,当到S1、S2的路程差为半波长的偶数倍时,振动加强,即当Δx=0、1 m、2 m、3 m时,振动加强;即圆上距离S1为3 m、2 m、4 m、1 m、5 m、6 m的点是振动加强的点.画出干涉图象,如图所示:故振动加强点有11个点;故A、B错误;根据干涉条件,当到S1、S2的路程差为半波长的奇数倍时,振动减弱,即当Δx=0.5 m、1.5 m、2.5 m时,即圆上距离S1为3.5 m、2.5 m、4.5 m、1.5 m、0.5 m、5.5 m 的点是振动减弱的点.振动减弱,与圆的交点共有12个,故C错误,D正确.4.【答案】B【解析】由图,设PQ间的距离为s,四个波形的波长分别为:λ1=s,λ2=s,λ3=s,λ4=2s四个波的周期分别为:T1==,T2==,T3==,T4==图示时刻P点的振动方向分别为:向上,向下,向上,向下P点第一次出现波谷的时间分别是:t1=T1=t2=T2=t3=T3=t4=T4=可见,t2最短,故选B.5.【答案】C【解析】同一列声波在各种介质中的传播速度不同,根据v=λf,由于频率不变,故在不同的介质中传播时同一列波的波长不同,故A错误.不同的声波在相同的介质中传播速度相同,故B错误.衍射是波特有的现象,声波是机械波故能够发生衍射现象,故C正确.根据波的叠加原理,不同的波相遇时发生叠加再分开时各自独立传播互不影响,故人能辨别不同乐器同时发出的声音,干涉是两列波相遇时发生的,故D错误.6.【答案】A【解析】据题意,图示时刻x=8 m处的质点具有正向最大速度,则波向x轴负方向传播.由v=,则该波的周期T==s=2 s,因为n===2T,所以再经过4.5 s,x=0处质点处于波峰位置,加速度为负向最大,A正确;x=2 m处质点,处于平衡位置,B错误;x=4 m 处质点处于波谷,则有正向最大加速度,速度为零,C错误;x=6 m处质点通过的路程为2×4×A +A=18 cm,故D错误.7.【答案】B【解析】机械波在介质的传播特点是波源的振动带动相邻质点做受迫振动,所以机械波的振幅等于波源的振幅,故A错误;机械波的传播速度由介质决定,与波源无关,故B正确;机械波从一种介质进入另一种介质中,传播速度会发生变化,频率由波源决定,频率不变,C错误;在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反,并不垂直.只有横波中传播方向和振动方向一定垂直,故D错误.8.【答案】B【解析】质点的振动周期为T==s=4 s,A错误;平衡位置x=10.5 m处的质点与a质点相差一个波长,所以它们的振动情况总相同,B正确;因为此时刻a质点离平衡位置比b质点离平衡位置较远,所以此时质点a的速度比质点b的速度小,C错误;根据a点的位置,则经过个周期,质点a通过的路程小于2 cm,选项D错误.9.【答案】C【解析】横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系,若互相垂直,为横波,若在一条直线上,为纵波,因此只有选项C正确.10.【答案】B【解析】机械波的产生应满足两个条件,一是波源,二是介质,二者缺一不可,故A错误;有波源未必有波动,但有波动一定有波源,故B正确,C错误;波可以传递能量,水波在传递能量的过程有损失,故水波要消失,D错误.11.【答案】B【解析】由题意知,在t=0时波源O点开始向上振动,该波的周期为T=0.4 s,则时间t=0.5 s =1T,可知,在t=0.5 s时O点位于波峰.波在一个周期内传播的距离为一个波长,则在t=0.5 s=1T,波传播的最长的距离为1波长,故B正确,A、C、D错误.12.【答案】A【解析】由x-t图象可知,轮船靠近港口时的速度v1>v3>v2,可知f1>f3>f2,又由于各段都是匀速直线运动,故各段的频率均是不变的,A正确.13.【答案】A【解析】公路上的雷达测速仪的工作原理是利用波的反射和多普勒效应,A对.14.【答案】C【解析】由图知,λ=8 cm=0.08 m,则该波的周期T==s=0.4 s,时间t=0.5 s=1T.质点在一个周期内通过的路程是4A,则知质点c通过的路程为5A=5×15 cm=75 cm.因为a、b此刻不在平衡位置或者最大位移处,经过T个周期路程不等于一个振幅,故A错误.如果质点a比质点b先回到平衡位置,说明此刻a、b向下运动,由波形平移法可知,波沿x轴负方向传播,故B 错误.由图知a、b、c的位移大小分别为10 cm、5 cm和15 cm,三个质点都做简谐运动,由F=-kx,k相同,则得回复力大小之比等于位移大小之比,为:2∶1∶3,故C正确.振源的振动频率为f==Hz=2.5 Hz,故D错误.15.【答案】C【解析】由甲图读出波长为λ=3 m,由乙图读出周期为T=0.2 s,则该波的波速v===15 m/s,故A错误;由于不知道乙图为波的传播方向上哪个质点的振动图象,所以无法判断波的传播方向,故B错误;若乙是质点P的振动图象,则此时刻P向下振动,则波沿x轴负方向传播,所以Q点向上振动,经过时间:t=0.35 s=1T时,处于波谷处,所以坐标为(3 m,-5 cm),故C正确;若乙是质点Q的振动图象,则此时刻Q向下振动,则波沿x轴正方向传播,所以P点向上振动,经过时间:t=0.35 s=1T时,处于波谷处,所以坐标为(3 m,-5 cm),故D错误.16.【答案】2.1×105km/s【解析】根据波的反射与折射,如图所示,由折射定律得:=v甲=v乙=×1.2×105km/s≈2.1×105km/s.17.【答案】(1)负(2)10 m/s.【解析】(1)由乙图知,t=0时刻质点P振动方向向下;在甲图上,由波形平移法可知,沿x轴的负方向传播;(2)由甲、乙图分别读出,λ=4 m,T=0.4 s,则波速v==10 m/s18.【答案】(1)0.2 m8 m(2)40 m/s方向沿x轴正方向280 m/s方向沿x轴负方向【解析】(1)A=0.2 m;λ=8 m(2)由于T>(t2-t1),即Δt<2T当波沿x轴正方向传播时,可能的周期为Δt=nT+,且n=0或1当波沿x轴负方向传播时,可能的周期为Δt=nT+,且n=0或1由波速公式v=可知,当速度v最小时,周期T最大.分析上面两类情况可知,当周期最大时,波沿x轴正方向传播,且在Δt=nT+中,取n=0即Δt=,则T大=0.2 s,最小速度v小==40 m/s,方向为沿x轴正方向.当速度v最大时,周期T最小.分析上面两类情况可知,当周期最小时,波沿x轴负方向传播,且在Δt=nT+中,取n=1,即Δt=T+,则T小=s最大速度v大==280 m/s,方向为沿x轴负方向.19.【答案】(1)A=0.1 m f=2.5 Hz T=0.4 s v=5 m/s(2)【解析】(1)从图中可得,振幅:A=0.1 mf==2.5 Hz T==0.4 sv==5 m/s(2)。
第十二章《机械波》测试卷第Ⅰ卷(选择题共42分)一、选择题(本题有14小题,每小题3分,共42分.其中1~8题为单选题,9~14题为多选题)1.关于机械波,紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学各自发表了自己的观点:①紫珠说:树叶在水面上上下振动,说明机械波并不向外传递介质.②蓝仔说:只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象.③白胖说:只有横波才能发生干涉现象,纵波不能发生干涉现象.④黄娃说:机械波的频率由波源决定.他们的观点正确的是()A.①②B.②③C.③④D.①④详细分析:机械波是机械振动形式向外传播,是能量向外传递,介质只在各自平衡位置附近振动,不向外传递,故①正确;衍射、干涉是波特有的现象,一切波都能发生衍射、干涉现象,故②、③错误;由机械波的性质可知,机械波的频率由波源决定,故④正确.故D项正确.答案:D2.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详细分析: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项错误,B项正确;音调变高时,蜂鸣器一定向着同学们运动,C项错误;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项错误.答案:B3.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象,从图象可知()A.B侧波是衍射波B.A侧波速与B侧波速相等C.增大水波波源的频率,衍射现象将更明显D.增大挡板之间的距离,衍射现象将更明显详细分析:挡板左边是衍射波的波源,故A项错误;在同一种介质中,机械波的波速相等,故B项正确;波速不变,增大水波波源的频率,水波的波长将减小,而挡板间距没变,所以衍射现象将没有原来的明显,故C项错误;在波长没改变的情况下,增大挡板间距,衍射现象将没有原来的明显,故D项错误.答案:B4.图甲是一列简谐横波在t=1.25 s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振,则图乙所示振动图象对应的质点可能位于()A.a<x<b B.b<x<cC.c<x<d D.d<x<e详细分析:根据题中所给波形图和c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振,则该列简谐横波的周期是T=1 s,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D 项正确.答案:D5.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3 m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振动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30 Hz B.波长是3 mC.波速是1 m/s D.周期是0.1 s详细分析:据题意知,f=0.5 Hz,λ=2 m,则v=λf=1 m/s,T=2 s,C项正确.答案:C6.一简谐横波在x轴上传播,实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图,已知t2-t1=1.0s.由图判断下列哪一个波速是不可能的()A.1 m/s B.3 m/sC.5 m/s D.10 m/s详细分析:如果波向右传播,则v右=4n+1,(n=0,1,2,3…);如果波向左传播,v左=4n+3,(n=0,1,2,3…);将v=1 m/s代入v,n=0,符合向右的波速通项,故A项正确;将v=3 m/s代入v 右,n=0,符合向左的波速通项,故B项正确;将v=5 m/s代入v 左,n=1,符合向右的波速通项,故C项正确;将v=10 m/s代入右任何一式均不符合,故D错误.本题选错误的,故选D.答案:D7.如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形,当R点在t=0时的振动状态传到S点时,PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动,这些质点的x坐标取值范围是()A.2 cm≤x≤4 cm B.2 cm<x<4 cmC.2 cm≤x<3 cm D.2 cm<x≤3 cm详细分析:从图象可以看出t=0时,质点R通过平衡位置沿y轴正方向振动,R质点t=0的振动状态传到S质点时,经过了34周期,质点R处于负最大位移处,质点P正通过平衡位置沿y轴负方向运动,此时PR范围内正在向y轴负方向运动的x坐标范围为:2 cm≤x<3 cm,C项正确.答案:C8.随着我国经济的快速增长,旅游事业迅速发展,其中回归大自然的滨海游、生态游等休闲度假游备受人们的喜爱.一艘汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行,船上发出一声鸣笛,旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音,则悬崖离汽船原来位置的距离为()A.258 m B.340 mC.516 m D.680 m详细分析:如图所示,汽船发出鸣笛声在B处,旅客听到回声位置在A处,即3 s 内汽船前进了A、B间距离l,则声波经过了2l0-l的距离.则v声t=2l0-l=2l0-v船t,得l0=(340+4)×32m=516 m,C项正确.答案:C9.一列简谐横波沿x轴正方向传播,图(a)是t=0时刻的波形图,图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图象.由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是()A.13m B.23mC.1 m D.43m详细分析:图(b)所示质点在t=0时在正向最大位移处,图(c)所示质点在t=0时,x=-0.05 m,运动方向沿y轴负方向,结合波形图线得到对应的点,如图所示,若图(b)所示质点为图中左侧波峰上的点,则两点距离为43m,D项正确;若图(b)所示质点为图中右侧波峰上的点,则两点距离为23m,B项正确.答案:BD10.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图(1)所示,图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5 m和x=4.5 m.P点的振动图象如图(2)所示.在下列四幅图中,Q点的振动图象可能是()详细分析:由波形图可知,该波的波长为4 m,PQ两点间相个波长,由P点振动图象可知,t=0时刻,P点通过平衡位置距34向上运动,若波沿x轴正方向传播,则Q点应在正向的最大位移处,B项正确;若波沿x轴负方向传播,则Q点应在负向最大位移处,C项正确.答案:BC11.如图所示,沿x轴正向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200 m/s,则可推出() A.再经过0.01 s,图中质点a的速度方向与加速度方向相同B.图中质点b此时动能正在减小,其加速度正在增大C.若发生稳定干涉现象,该波所遇到的波的频率为50 Hz D.若发生明显衍射现象,该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于2 m详细分析:由图象可知λ=4 m,所以T=λv=4200s=0.02 s. 因波沿x轴正向传播,故经0.01 s即T2,质点a位于负位移处且向下运动,速度方向与加速度方向相反,A项错误;而b点此时向下运动,动能正在减小,加速度在增大,B项正确;由于波的频率f=1T=50 Hz,若发生稳定干涉,所遇波的频率也须为50 Hz,C项正确;据发生明显衍射的条件,需障碍物的尺寸比波长小或与波长差不多,不一定小于2 m,D项错误.答案:BC12.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的图象如图所示,经过Δt=1.2 s的时间,这列波恰好第三次重复出现图示的波形.根据以上信息,可以确定()A.该列波的传播速度B.Δt=1.2 s时间内质点P经过的路程C.t=0.6 s时刻的波形D.t=0.6 s时刻质点P的速度方向详细分析:从图象可知波长λ=8 m,经过Δt=1.2 s时间,恰好第三次重复出现图示的波形,可知周期T=0.4 s,从而确定波速v=λT=20 m/s,Δt=1.2 s时间内质点P经过的路程s=4A×3=120 cm,由于不知道波的传播方向,t=0.6 s时,质点P的振动方向不确定,但由于t=0.6 s=1.5T,可以确定该时刻的波形图,故A、B、C三项正确.答案:ABC13.一列简谐横波沿绳传播,振幅为0.2 m,传播速度为1 m/s,频率为0.5 Hz.在t0时刻,质点a正好经过平衡位置,沿着波的传播方向()A.在t0时刻,距a点2 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mB.在(t0+1 s)时刻,距a点1.5 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mC.在(t0+2 s)时刻,距a点1 m处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 mD .在(t 0+3 s)时刻,距a 点0.5 m 处的质点离开其平衡位置的距离为0.2 m详细分析:λ=v f =10.5 m =2 m ,T =1f =2 s ,在t 0时刻距a 点2 m 处质点,恰与a 点相距一个波长,该点的振动状态与a 完全相同,也应该在平衡位置,A 项错误;在(t 0+1 s)时刻,因为T =2 s ,过了半个周期,a 点仍在平衡位置,离a 点为1.5 m(0.75λ)的质点离开其平衡位置的距离为0.2 m ,B 项正确;在(t 0+2 s)时刻是经过了一个周期,在距离a 点1 m(0.5λ)的质点在平衡位置,C 项错误;在(t 0+3 s)时刻是经过了一个半周期,a 点仍在平衡位置,距a 点0.5 m(0.25λ)的质点离开平衡位置的距离为振幅0.2 m ,D 项正确.答案:BD14.如图所示,在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播,波速v =400 m/s.为了接收信号,在x =400 m 处放置一接收器A (图中未标出).已知t =0时,波已经传播到x =40 m 处,则下列说法中正确的是( )A .波源振动的周期为0.05 sB .x =40 m 处的质点在t =0.5 s 时位移最大C .接收器在t =1.0 s 时才能接收到此波D .若波源向x 轴负方向移动,则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz详细分析:由题图知,波长λ=20 m ,由波速公式v =λT 得,波源振动的周期T =20400 s =0.05 s ,A 项正确;x =40 m 处的质点在t =0.5 s 时在平衡位置,B 项错误;接收器接收到此波的时间t =400-40400 s =0.9 s ,C 项错误;由多普勒效应的知识,可判断D 项正确.答案:AD第Ⅱ卷(非选择题 共58分)二、填空题(本题有2小题,共14分.请将答案写在题中的橫线上)15.(6分)如图所示,有四列简谐波同时沿x 轴正方向传播,波速分别是v 、2v 、3v 和4v ,A 、B 是x 轴上所给定的两点,且AB =l .在t 时刻A 、B 两点间的4列波的波形分别如图所示,则由该时刻起A 点出现波峰的先后顺序依次是图________;频率由高到低的先后顺序依次是________.详细分析:T 1=l v ,T 2=l 4v ,T 3=2l 3v ,T 4=l 8v ,由此可以确定A点出现波峰的先后顺序为DBCA ,频率从高到低为DBCA.答案:DBCA DBCA16.(8分)在光学里,也存在类似的多普勒效应,当光源和观察者相互远离时,测量到的光谱线的波长比相对静止时大,称为光谱线的红移;当光源和观察者相互靠近时,测量到的光谱线波长比相对静止时小,称为光谱线的蓝移.远方星系均呈现光谱线的红移现象,其最自然的解释就是星系都在远离我们,其运动的速度称为退行速度.退行速度可以根据红移量,即波长的相对改变量,由多普勒效应计算出来.退行速度和距离成正比,称为哈勃定律,即v =HD·v 为星系的退行速度,D 为星系与地球的距离,H 为一常量,称为哈勃常量.为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设在爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远.这一结果与上述天文观测一致.由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄T ,其计算式为T =________.根据近期观测,哈勃常数H =3×10-2 m/(s·光年),其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙的年龄约为________年.详细分析:设某星体离我们的距离为r ,则其退行速度v =H r .运行时间是T =r v =1H ,即宇宙年龄,将H =3×10-2m/s·13×108 m/s ×1年=11010年,代入T =1H 中得T =1×1010年. 答案:1H 1×1010三、计算题(本题有4小题,共44分.解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)17.(10分)当火车驶近时,观察者觉得它的汽笛的声音比驶去时的高一个音即频率高到98倍,设声速为v =340 m/s ,求火车的速率.详细分析:设汽笛发出声波的频率为f ,则火车驶近时观察者接收到的频率为f 1=v f v -v 车① 当火车驶去时观察者接收到的频率为f 2=v f v +v 车②由①②两式得v+v车v-v车=f1f2=98,即v车=V17=34017m/s=20 m/s=72 km/h.答案:72 km/h18.(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=2 m、x=4 m处.从t=0时刻开始计时,当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰.(1)求波速.(2)写出质点P做简谐运动的位移表达式(不要求推导过程).详细分析:(1)设简谐横波的速度为v,波长为λ,周期为T,由图象知,λ=4 m,由题意知t=3T+34T ①v=λT②联立①②式,代入数据得v=1 m/s(2)质点P做简谐运动的表达式为y=0.2sin (0.5πt) m答案:(1)1m/s(2)y=0.2sin (0.5πt) m19.(12分)甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播,t=0时的波形图象如图所示,如果两列波的波速都是10 m/s,求:(1)甲、乙两列波的频率各是多少?(2)第几秒末两列波相遇?相遇时C、D两点间有哪些点位移最大?详细分析:(1)由图知:λ=4 m,又因v=10 m/s,所以由f=vλ得f=104Hz=2.5 Hz,故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz. (2)设经t时间两波相遇,则2v t=4 m,所以t=42×10s=0.2 s,又因T=1f =12.5s=0.4 s,故波分别向前传播λ2相遇.此时两列波的图象如图中的虚线所示.故C、D间有x=5 m和x=7 m处的点位移最大.答案:(1)2.5 Hz 2.5 Hz (2)0.2 s x=5 m与x=7 m20.(12分)如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形,这列波的周期T符合:3T <t2-t1<4T.问:(1)若波速向右,波速多大?(2)若波速向左,波速多大?(3)若波速大小为74 m/s,波速方向如何?详细分析:由图知λ=8 m,已知3T<t2-t1<4T.(1)当波向右传播时,波传播距离s=(3λ+3) m=(3×8+3) m=27 m,v=st =270.5m/s=54 m/s.(2)当波向左传播时,波传播距离s=(3λ+5) m=(3×8+5) m=29 m,v=st =290.5m/s=58 m/s.(3)s=v t=74×0.5 m=37 m,因为s=37 m=(4λ+5) m,所以波向左传播.答案:(1)54 m/s(2)58 m/s(3)方向向左。
第十二章 机械波一、选择题(本大题共7个小题,每小题6分,共42分。
在四个选项中,至少有一个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选不全的得3分,有错选或不选的得0分)1.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2.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,下列的判断正确的是( )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,一定是向远离观察者的方向运动D .音调的忽高忽低是由波的干涉造成的3.沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在t =0时刻的波形如图1所示,M 为介质中的一个质点,该波的传播速度为40 m/s ,则t =140s 时( )A .质点M 对平衡位置的位移一定为负值图1 B .质点M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C .质点M 的加速度方向与速度方向一定相同 D .质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反4.一列简谐横波某时刻的波形如图2甲所示,从该时刻开始计时,图中质点A 的振动图象如图乙所示。
则( )图2A .这列波的波速是25 m/sB .这列波沿x 轴正方向传播C.质点A在任意的1 s内所通过的路程都是0.4 mD.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为1.25 Hz5.如图3所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,振幅为A。
a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc。
某时刻a点是两列波的波峰相遇点,c点是两列波的波谷相遇点。
则( )图3A.a处质点的位移始终为2AB.c处质点的位移始终为-2AC.b处质点的振幅为2AD.c处质点的振幅为2A6.如图4所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.2 s时刻的波形图。
》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《高中物理学习材料(马鸣风萧萧 ** 整理制作)第十二章单元测试题一、选择题(本题共48 分,分 8 个小题,每小题 6 分。
在每小题给出的四个选项中,第1-5 题只有一项符合题目要求,第6-8 题有多项符合题目要求。
全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得0 分。
)1.下列关于波的衍射的说法正确的是()A.波发生衍射现象必须满足一定的条件B.对同一列波,缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大2.一频率为 600 Hz 的声源以 20 rad/s 的角速度沿一半径为0.80 m 的圆周做匀速圆周运动,一观察者站在离圆心很远的P 点且相对于圆心静止,如图 1 所示,下列判断正确的是()A .观察者接收到声源在 A 点发出声音的频率小于600 HzB .观察者接收到声源在 B 点发出声音的频率等于600 HzC.观察者接收到声源在 C 点发出声音的频率等于600 HzD.观察者接收到声源在 D 点发出声音的频率小于600 Hz 图 13.如图 2 所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S,产生两列分别沿 x 轴负方向与正方向传播的机械波。
若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、 f2 和 v1、 v2 ,则 ( )A . f 1=2f2, v1=v2 ⅠⅡB .f =f , v =0.5vS x1 21 2C.f 1=f2, v1=2 v2 L L图 2D. f 1=0.5f 2, v1=v24.振源 A 带动细绳上各点上下做简谐运动,t= 0 时刻绳上形成的波形如图 3 所示。
规定绳上质点向上运动的方向为x 轴的正方向,则P 点的振动图象是()图 35.一列向右传播的横波在 t=0 时的波形如图 4 所示, A、B两质点间距为 8m,B、C 两质点在平衡位置的间距为3m,当 t=1s时,质点 C 恰好通过平衡位置,该波的波速可能为()1D .27m/s 图 4A .m/s B. 3m/s C. 13m/s36.一列简谐横波在 x 轴上传播,某时刻波形如图 5 所示,关于波的传播方向与质点a、b、c、 d、 e 的运动情况,下列叙述正确的是( )A .若波沿 x 轴正方向传播, a 运动的速度将减小B .若波沿 x 轴负方向传播, c 将向下运动C.若 e 比 d 先回到平衡位置,则波沿x 轴正方向传播图 5 D.若波沿 x 轴正方向传播,再经过半个周期 b 将移到 d 现在的位置7.图 6 甲为一列简谐横波在t=0.10 s 时刻的波形图, P 是平衡位置为x=l m 处的质点, Q 是平衡位置为 x=4m 处的质点,图 6 乙为质点 Q 的振动图象,则()图 6A .横波的波长是8mB .横波的频率是0.2 HzC.质点 P 随波迁移的速度大小为40 m/sD. t=0. 10 s 时质点 P 正沿 y 轴正方向运动8.如图 7 所示,一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,振幅为 2 cm ,波速为 2 m/s,在波的传播方向上两质点a、b 的平衡位置相距0.3 m(小于一个波长 ),当质点 a 在波峰位置时,质点 b 在 x 轴下方与x 轴相距 2 cm的位置,则()A .此波的周期可能为0.4 sB .此波的周期可能为0.12 sC.从此时刻起经过0.75 s, b 点可能在波谷位置图 7 D.从此时刻起经过0.75 s, b 点可能在波峰位置二、填空题(共 21 分)9.(9 分 )图 8 是观察水波衍射的实验装置,AC 和 BD 是两块挡板, AB 是一个孔, O 是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,则:(1)波经过孔之后, _______(填“能”或“不能” )观察到明显的衍射现象;(2)挡板前后波纹间距离 _______( 填“变大”、“不变”或“变小” ;(3)如果将孔 AB 扩大很多,将 ________( 填“能”或“不能” ) 观察到明显图 8的衍射现象;(4)如果孔的大小不变,使波源频率增大很多,将 ________(填“能”或“不能” )观察到明显的衍射现象。
选修3-4第十二章机械波练习题(共100分 90分钟)一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题4分,共40分)1.如图1所示,S 点为振源,其频率为100Hz ,所产生的横波向右传播,波速为80m/s ,P 、Q 是波传播途中的两点,已知SP=4.2m ,SQ=5.4m .当S 通过平衡位置向上运动时 [ ]A .P 在波谷,Q 在波峰B .P 在波峰,Q 在波谷C .P 、Q 都在波峰D .P 通过平衡位置向上运动,Q 通过平衡位置向下运动.2.如图2所示,一列机械波沿x 轴传播,波速为16m/s ,某时刻的图象如图,由图象可知A .这列波波长为16mB .这列波传播8m 需2s 时间C .x=4m 处质点的振幅为0D .x=6m 处质点将向y 轴正向运动 3.a 、b 是一条水平绳上相距为L 的两点,一列简谐横波沿绳传播,其波长等于2L/3,当a 点经过平衡位置向上运动时,b 点 [ ]A .经过平衡位置,向上运动B .处于平衡位置上方位移最大处C .经过平衡位置,向下运动D .处于平衡位置下方位移最大处4.一列沿x 轴正方向传播的波,波速为6m/s ,振幅为2cm ,在某一时刻距波源5cm 的A 点运动到负最大位移时,距波源8cm 的B 点恰在平衡位置且向上运动.可知该波的波长λ,频率f 分别为A .λ=12cm ,f=50HzB .λ=4cm ,f=150HzC .λ=12cm ,f=150HzD .λ=4cm ,f=50Hz5.一列沿x 方向传播的横波,其振幅为A ,波长为λ,某一时刻波的图象如图3所示。
在该时刻,某一质点的坐标为(λ,0),经过四分之一周期后,该质点的坐标为A .(5/4)λ,0B .λ ,-AC .λ,AD .(5/4)λ, A 图 1 图3图26.以下对波的说法中正确的是[ ]A .频率相同的波叠加,一定可以发生稳定的干涉现象B .横波可以在固体、液体和气体中传播C .纵波不能用波的图象描述D .波长和障碍物尺寸相近时,衍射现象明显7.图4所示为一列简谐波在t=7/4s 时的波动图象。
高中物理学习材料唐玲收集整理第十二章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.关于机械波,下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的解析:自然界所刮的风,实质上是由于压强差等因素引起的空气流动,不是机械波,所以A错;波是传递能量的一种方式, 但各质点均在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,因此B错误;波不仅能传播运动形式,它也是信息传递的载体,故C正确;固体也能传播机械波,故D错误。
答案:C2.频率一定的声源在空气中沿背离静止的接收器的方向匀速运动,设声源的速度为u,声波的速度为v,且u<v,接收器接收到的频率为f,则当u增大时()A.f增大,v增大B.f增大,v不变C.f不变,v增大D.f减小,v不变解析:首先,无论u如何变化,声波的速度v不变;随着u的增大,接收器在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收器接收到的频率减小。
综上可知,D正确。
答案:D3.一列横波沿x轴正向传播,a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。
某时刻的波形如图1所示,此后,若经过周期开始计时,则图2描述的是()A.a处质点的振动图象B.b处质点的振动图象C.c处质点的振动图象D.d处质点的振动图象解析:由题图1可以判断此时质点a向上振动,质点b处于波谷位置,质点c向下振动,质点d处于波峰位置,经过周期后,质点a处于波谷,质点b处于平衡位置且正向下振动,质点c处于波峰位置,质点d处于平衡位置且正向上振动,可以判断题图2表示b质点的振动图象,选项B正确。
答案:B4.如图所示,实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。
人教版高二物理选修3-4第十二章机械波单元测试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.一列声波从空气传入水中,已知水中声速较大,则( ).A.声波频率不变,波长变小B.声波频率变大,波长不变C.声波频率变小,波长变大D.声波频率不变,波长变大2.下列现象中属于波的衍射的是()A.敲响一音叉,另一个完全相同的音叉也响了起来B.挂在同一水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另几个也跟着一起振动起来C.打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间D.水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播3.如图所示为一列简谐横波的图像,波速为0.2 m/s,以下结论正确的是:A.振源振动的频率为0.4 HzB.若质点a比质点b先回到平衡位置,则波沿x轴正方向传播C.图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为2∶1∶3D.经过0.5 s质点a、b、c通过的路程为75 cm方向,下列不正确的是:( ) 4.如图为某一时刻的波形曲线,波的传播方向沿xA.质点A、D的振幅相等B.该时刻质点B、E的速度大小相等C.该时刻质点D、F的加速度为零D.该时刻质点C正向上运动5.关于波长的下列说法中正确的是()A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B.在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C .在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离等于一个波长D .在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长6.对机械波的认识,下列说法正确的是A .同一波中各质点的振动情况完全相同B .横波传播到最前面时波峰和波谷交替出现C .简谐波的周期等于每个质点振动的周期D .波向前传播时快时慢,速度大小周期性变化7.电磁波的波速c 与波长λ、频率f 之间的关系是( )A .c= f λB .c= fλ C .c=λf D .c= 8.如右图所示为xy 平面内沿x 轴传播的简谐横波在t =0时刻的波形图像,波速为1cm/s ,此时P 点沿-y 方向运动,关于图上x=0.3cm 处的Q 点的说法正确的是 ( )A .t =0时,速度方向沿 -y 方向B .t =0.1s 时,速度最大C .t =0.1s 时,加速度方向沿-y 方向D .t =0.3s 时,加速度为零9.图所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正向传播,波速是18m /s ,则()A .波长是6cm ,频率是1/3HzB .波长是8m ,频率是9/4HzC .波长是10cm ,频率是1.8HzD .波长是8cm ,频率是4/9Hz10.一列简谐横波沿x 轴负方向传播,如甲图是1s t =时的波形图,乙图是波中某质点从t =0开始的振动图象,则乙图可能是甲图中哪个质点的振动图象( )A.x=0m处的质点B.x=1m处的质点C.x=2m处的质点D.x=3m处的质点11.简谐波在媒质中传播,下列说法中正确的是()A.波的振幅越大,传播的速度越快B.波的波长越大,传播的速度越慢C.在一个周期内,振动质点走过的路程等于一个波长D.波源振动的频率越高,传播一个波长距离所用的时间越短12.如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点的距离相等,其中O 为波源.设波源的振动周期为T,t=0时刻波源通过平衡位置开始竖直向下振动,经过T/4质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是()A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,且图中质点9起振最晚B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时,通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后T/4D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,但如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动二、多选题13.如图为演示波的衍射装置,S为水平面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以移动,两板间有一狭缝,此时测得图中A处没有振动,下列说法正确的是()A.使波源的振动频率增大,可以使A处的水振动起来B.使波源的振动频率减小,可以使A处的水振动起来C.移动N板使狭缝间距增大,可以使A处的水振动起来D.当A点振动后,挡板两边的波纹间距相等14.一列机械波在某一时刻的波形如实线所示,经过△t时间的波形如虚线所示.已知波的传播速率为1m/s,则下列四个数据中△t的可能值为()A.1 s B.8 s C.11 s D.15 s15.如图所示,波源S从平衡位置y=0开始振动,运动方向竖直向上(y轴的正方向),振动周期T=0.01s,产生的机械波向左、右两个方向传播,波速均为v=80m/s,经过一段时间后,P、Q两点开始振动,已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在下图所示的四幅振动图象中,能正确描述S、P、Q三点振动情况的是()A.甲为Q点的振动图像B.乙为振源S点的振动图像C.丙为P点的振动图像D.丁为P点的振动图像三、解答题16.从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波,分别沿x轴正、负方向传播,在某一时刻到达A、B点,如图中实线、虚线所示.两列波的波速均为10m/s.求(i)质点P、O开始振动的时刻之差;(ii)再经过半个周期后,两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标.17.甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x 轴正向和负向传播,波速度均为25/v cm s =.两列波在0t =时的波形曲线如图所示,求:(1)0t =时,介质中偏离平衡位置位移为16cm 的所有质点的x 坐标;(2)从0t =开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为16cm -的质点的时间.18.平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播,P 、Q 为x 轴上的两个点(均位于x 轴正向),P 与O 的距离为35cm ,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1s ,振幅A=5cm .当波传到P 点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s ,平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置,求:(ⅰ)P 、Q 之间的距离;(ⅱ)从t=0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程.参考答案1.D【详解】声波由空气进入水中,波速变大,频率不变,由波速公式v=λf得知,声波的波长变大.故D正确,ABC错误.2.D【解析】【分析】衍射又称为绕射,波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象.衍射现象是波的特有现象,一切波都会发生衍射现象.发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大.【详解】A、敲响一个音叉,另一个完全相同的音叉页响起来,这种现象是共振现象.故A错误;B、挂在同一个水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另几个也跟着一起振动,这种现象是受迫振动.故B错误;C、打雷时,经常听到雷声轰鸣不绝,这是由于雷声经过多次反射造成,故C错误;D、水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播,属于衍射现象.故D正确.故选D.【点睛】考查波的衍射原理:偏离原来直线继续传播,注意明显衍射的条件,并与折射及干涉的区别.3.C【解析】由题图知λ=8 cm,所以T=λv =0.4 s,f=1T=2.5 Hz,A错误.若a先于b回到平衡位置,则a、b向下振动,波向x轴负向传播,B错.由F=-kx,可知C正确.0.5 s=114T,c通过路程为75 cm,但a、b不是,D错误.4.C【解析】试题分析:简谐波在传播过程中各个质点的振幅相等.故A正确.在波传播过程中,各质点振动情况相同,只是先后不同.质点B 、E 的速度大小相等,方向相反.故B 正确.DF 在正向最大位移处,根据公式F kx =-可得最大位移处的恢复力最大,所以DF 的加速度为最大.故C 错误.波向右传播,C 向上运动.故D 正确.考点:考查了横波图像5.A【解析】试题分析:在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长.在一个周期内介质的质点所走过的路程等于两倍的振幅.波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间距.机械波传播的介质相同,波速相同,而波长不一定相同.A 、波传播一个周期,介质中质点完成一次全振动,振动在介质中传播的距离恰好等于波长.故A 正确.B .在波形图上位移始终相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长,故B 错误.C .在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离可能等于半个波长,故C 错误.D .在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离可能等于整数倍的波长,故D 错误. 故选A考点:波长、频率和波速的关系.点评:对于波长,要强调两点:一是相邻的;二是振动情况总是相同的质点间的距离.基础题.6.C【解析】A 、同一波中各质点的振动情况有先后之分,故A 错误;B 、由于波动过程中各质点的起振方向相同,横波向前传播时在最前面要么是波峰要么是波谷,不会发生变化,故B 错误;C 、简谐波的周期等于每个质点振动的周期,故C 正确;D 、波向前传播时速度大小是一定的,故D 错误.7.C【详解】波长、波速及频率的关系为:波速等于波长与频率的乘积,即v f λ=.电磁波的波速为c,所以电磁波的波速c 与波长λ、频率f 之间的关系是c f λ=.所以C 正确.8.C【解析】试题分析:由波形图知,又由可得:。
第十二章机械波
第十二章检测试题(B)
一、选择题
1.波长指的是( )
A.振动在一个周期内在介质中传播的距离
B.横波中两个波峰之间的距离
C.纵波中两个密部之间的距离
D.波的传播方向上, 两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离
2.关于波速公式v=λf,下面说法正确的是( )
A.适用于一切波
B.对同一机械波来说,通过不同的介质时,只有频率不变
C.一列机械波通过不同介质时,波长和频率f都会发生变化
D.波长2 m的声音比波长1 m的声音的传播速度大一倍
3.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是( )
A.波速B.波长C.频率D.振幅
4.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形图如图所示,质点A的位置与坐标原点相距0.5 m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02 s将第一次达到最大位移,由此可见( )
A.这列波波长是2 m
B.这列波频率是50 Hz
C.这列波波速是25 m/s
D.这列波的传播方向是沿x轴的负方向
5.如图所示,为一列沿x轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像,由图可知,这列波的振幅A和波长λ分别为( )
A.A=0.4 m,λ=1 m
B.A=1 m,λ=0.4 m
C.A=0.4 m,λ=2 m
D.A=2 m,λ=3 m
6.一列沿x轴传播的简谐波,波速为4 m/s,某时刻的波形图象如图所示,此时x=8 m处的质
点具有正向最大速度,则再过 4.5 s ( )
A.x=4 m处质点具有正向最大加速度。
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第十二章限时检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.关于机械波,紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学发表自己的观点,你认为他们谁说的对()紫珠说:树叶在水面上下振动,说明机械波并不向外传递介质蓝仔说:只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象白胖说:只有横波才能发生干涉现象,纵波不能发生干涉现象黄娃说:机械波的频率由波源决定A.紫珠说的对B.蓝仔说的对C.白胖说的对D.黄娃说的对答案:AD解析:机械波是机械振动形式向外传播,是能量向外传递,介质只在各自平衡位置附近振动,不向外传递,故A正确;衍射、干涉是波特有的现象,一切波都能发生衍射、干涉现象,故B 、C 错误;由机械波的性质可知,机械波的频率由波源决定,故D 正确。
2.在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮,是因为( )A .室内空气不流动B .室内声音多次反射C .室内声音发生折射D .室内物体会吸附声音答案:B解析:在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。
3.(2012·潍坊模拟)一简谐横波以4 m/s 的波速沿x 轴正方向传播。
已知t =0时的波形如图所示,则( )A .波的周期为1 sB .x =0处的质点在t =0时向y 轴负向运动C .x =0处的质点在t =14s 时速度为0 D .x =0处的质点在t =14s 时速度值最大 答案:AB解析:由图知,波长λ=4m ,周期T =λv =1s ,故选项A 正确;由同侧法可判断x =0处的质点在t =0时的振动方向沿y 轴负方向,故选项B 正确;Δt =14s =T 4,x =0处的质点经过T 4后位于平衡位置和负向最大位移之间,所以该质点在14s 时速度既不为0,也不是最大值,故选项C 、D 错误。
第十二章 单元测试题一、选择题(本题共48分,分8个小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第1-5题只有一项符合题目要求,第6-8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
)1.下列关于波的衍射的说法正确的是( )A .波发生衍射现象必须满足一定的条件B .对同一列波,缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显C .只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D .声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大2.一频率为600 Hz 的声源以20 rad/s 的角速度沿一半径为0.80 m 的圆周做匀速圆周运动,一观察者站在离圆心很远的P 点且相对于圆心静止,如图1所示,下列判断正确的是( )A .观察者接收到声源在A 点发出声音的频率小于600 HzB .观察者接收到声源在B 点发出声音的频率等于600 HzC .观察者接收到声源在C 点发出声音的频率等于600 HzD .观察者接收到声源在D 点发出声音的频率小于600 Hz3.如图2所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S ,产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波。
若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2和v 1、v 2 ,则( )A .f 1=2f 2,v 1=v 2B .f 1=f 2,v 1=0.5v 2C .f 1=f 2,v 1=2v 2D .f 1=0.5f 2,v 1=v 24.振源A 带动细绳上各点上下做简谐运动,t =0时刻绳上形成的波形如图3所示。
规定绳上质点向上运动的方向为x 轴的正方向,则P 点的振动图象是()图1 L L x S ⅠⅡ 图2图3。
第十二章 机械波一、选择题(不定项选择)1.关于机械波,紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学发表自己的观点,你认为他们谁说的对( )紫珠说:树叶在水面上下振动,说明机械波并不向外传递介质 蓝仔说:只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象 白胖说:只有横波才能发生干涉现象,纵波不能发生干涉现象 黄娃说:机械波的频率由波源决定 A .紫珠说的对 B .蓝仔说的对 C .白胖说的对D .黄娃说的对2.在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮,是因为( ) A .室内空气不流动 B .室内声音多次反射 C .室内声音发生折射D .室内物体会吸附声音3.一简谐横波以4 m/s 的波速沿x 轴正方向传播。
已知t =0时的波形如图所示,则( )A .波的周期为1 sB .x =0处的质点在t =0时向y 轴负向运动C .x =0处的质点在t =14 s 时速度为0D .x =0处的质点在t =14s 时速度值最大4.如图所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象,从图中可以直接观察到发生变化的物理量是( )A .波速B .频率C .周期D .波长5.老师为演示简谐横波的形成过程,挑了30个身高差不多的同学在操场上排成一排,相邻同学间隔0.5 m ,然后从排头的同学开始,周期性地做蹲下、站起的动作,后面的同学比前面的同学迟0.5 s 开始运动,并一个一个依次向后传,每位同学完成一次蹲下、站起的动作用时4 s,则()A.为使模拟较为成功,同学们应尽量匀速地蹲下、站起B.从第一位同学开始到“波”传到最后一位用时15 sC.第一位同学和第五位同学的动作总是相反D.第一位同学和第四位同学的动作总是相反6.如图所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。
若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2,则()A.f1=2f2,v1=v2B.f1=f2,v1=0.5v2C.f1=f2,v1=2v2D.f1=0.5f2,v1=v27.一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速为v=4 m/s。
已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图(a)所示,在下列4幅图中能够正确表示t=0.15 s时的波形的图是()8.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图甲所示。
一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt第一次出现如图乙所示的波形,则该波的()A .周期为Δt ,波长为8LB .周期为23Δt ,波长为8LC .周期为23Δt ,波速为12LΔtD .周期为Δt ,波速为8LΔt9.如下图所示,沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200 m/s ,下列说法中正确的是( )A .从图示时刻开始质点a 的加速度将减小B .从图示时刻开始,经过0.01 s ,质点a 通过的路程为0.4 mC .若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象,则另一列波的频率为50 HzD .若该波传播过程中遇到宽约4 m 的障碍物,则会发生明显的衍射现象10.一列简谐横波以1 m/s 的速率沿绳子由A 向B 传播,质点A 、B 间的水平距离x =3 m ,如图甲所示。
若t =0时,质点A 刚从平衡位置开始向上振动,其振动图象如图乙所示。
则B 点的振动图象为下面四个图中的( )二、填空题11.下列现象属于声波的什么现象或利用了声波的什么性质,请填在横线上。
A .夏日雷声,有时轰鸣不绝________。
B .闻其声而不见其人________。
C .围绕正在发声的音叉走一圈,就会听到声音忽强忽弱________。
D .在较大的空房子里讲话,有时会余音缭绕________。
E .有经验的战士可以从炮弹飞行的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去,这是利用了声波的________。
F .用超声波探伤仪探查金属内部的缺陷,是利用了它的________。
G .用声呐可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度________。
12.两列相干波在同一水平面上传播,某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示。
图中M 是波峰与波峰相遇点,是凸起最高的位置之一。
回答下列问题:(1)由图中时刻经T/4,质点M 相对平衡位置的位移是________;(2)在图中标出的M 、N 、O 、P 、Q 几点中,振动增强的点是________;振动减弱的点是________。
13.一列间谐横波,沿x 轴正向传播。
位于原点的质点的振动图象如图甲所示。
①该振动的振幅是________cm ;②振动的周期是________s ;③在t 等于14周期时,位于原点的质点离开平衡位置的位移是________cm 。
图乙为该波的某一时刻的波形图,A 点位于x =0.5 m 处。
④该波的传播速度为________m/s ;⑤经过12周期后,A 点离开平衡位置的位移是________cm 。
三、论述·计算题14.(10分)甲乙二人分乘两只船在湖中钓鱼,两船相距24m ,有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动10次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有一个波峰,则此水波的波速为多少?若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象?15.图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。
经0.2s后,其波形如图中虚线所示。
设该波的周期T大于0.2s,求:(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?(3)如果波向左传播,波速是多大、波的周期是多大?16.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位,已知某超声波频率为1.0×105Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。
(1)从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)。
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。
答案及解析1、答案:AD解析:机械波是机械振动形式向外传播,是能量向外传递,介质只在各自平衡位置附近振动,不向外传递,故A 正确;衍射、干涉是波特有的现象,一切波都能发生衍射、干涉现象,故B 、C 错误;由机械波的性质可知,机械波的频率由波源决定,故D 正确。
2、答案:B解析:在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。
3、答案:AB解析:由图知,波长λ=4m ,周期T =λv=1s ,故选项A 正确;由同侧法可判断x =0处的质点在t =0时的振动方向沿y 轴负方向,故选项B 正确;Δt =14s =T4,x =0处的质点经过T 4后位于平衡位置和负向最大位移之间,所以该质点在14s 时速度既不为0,也不是最大值,故选项C 、D 错误。
4、答案:D解析:同一机械波在不同介质中传播的频率、周期相同,从图上能观察到波长发生了变化,由v =λf 知波速同时也变化了,故只有D 项正确。
5、答案:C解析:每位同学在蹲下、站起过程中应是做简谐运动,A 错误;从第一位传到最后一位用时29个0.5 s ,即14.5 s ,B 错误;第一位同学和第五位同学的动作总是相反,D 错误,C 正确.6、答案:C解析:波的频率与波源的振动频率相同,与介质无关,所以f 1=f 2,由图知32λ1=L,3λ2=L ,得λ1=2λ2,由v =λf ,得v 1=2v 2,故选项C 正确。
7、答案:A解析:λ=vT =1.6m由振动图象知在t =0.15s 时刻,质点处于平衡位置上方且正在向下运动,结合机械波沿x 负方向传播可得A 选项正确。
8、答案:BC解析:因质点开始振动方向向下,故经Δt 时间第一次出现图示波形时,质点1和质点9之间恰好是一个波长,说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间,但质点9刚开始振动的方向是向下振动,而波形图中质点9是向上振动的,说明波传播到质点9后又振动了半个周期,故有32T =Δt ,T =23Δt ,由图知,λ=8L ,由v =λT 得,v =12LΔt,故BC 正确。
9、答案:ABCD解析:a 点在最大位移处,下个时刻向平衡位置运动,位移减小,所以加速度将减小,A 正确;由波的图象可知波长λ=4 m ,T =λv =4200s =0.02 s,0.01 s 为半个周期,所以经过0.01 s ,a 点经过的路程为2A =0.4 m ,B 正确;发生稳定干涉,所以另一列波的频率与该波频率相同,为50 Hz ,C 正确;障碍物的尺寸与该波波长相同,能发生明显衍射,D 也正确。
10、答案:B解析:该波由A 传到B 所需时间为t =xv=3 s ,所以质点B 在t =3 s 时才开始振动,且振动情况重复质点A 的振动,即振动方向为由平衡位置向上振动。
故选B 。
11、答案:A.反射;B.衍射;C.干涉;D.反射;E.多普勒效应;F.穿透本领;G.超声波波长短,直线传播,反射性好。
答案: (1)0 (2)M 、O 、P 、Q N 解析:(1)相干波叠加后,会形成振动加强和振动减弱相间的稳定区域,M 、P 、Q 所在的直线区域是振动加强区域,振动周期与每列波的周期相同,因此经过T/4,M 回到平衡位置,因此相对平衡位置的位移为0。
(2)从图上可以看出,M 、P 、Q 在振动加强区域,O 点是波谷与波谷相遇,是振动增强点,N 点是波峰与波谷相遇点,是振动减弱点。
13、答案:①8 ②0.2 ③0 ④10 ⑤-814、答案:83m/s 会发生解析:由题意可知T =6010s =6s 。
设此波的波长为λ,则有24=λ+λ2,λ=16(m)∴v =λT =166m/s =83m/s 。
由于λ=16m 大于竖立电线杆的尺寸,所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。
15、答案:(1)10cm ;0.24m (2)0.9m/s ;0.27s ;(3)0.3m/s ;0.8s 解析:(1)振幅A =10cm ;波长λ=0.24m(2)波向右传播:波速v 1=Δx 1t =0.180.2m/s =0.9m/s34T 1=t ,周期T 1=43t =43×0.2s≈0.27s (3)波向左传播:速度v 2=Δx 2t =0.060.2m/s =0.3m/s14T 2=t ,周期T 2=4t =4×0.2s =0.8s 16、答案:(1)见解析 (2)3000m解析:(1)因为超声波的频率为f =1.0×105Hz ,所以质点振动周期T =1f=10-5sx =7.5×10-3m 处质点图示时刻处于波谷,所以可画出该质点做简谐运动的图象如下图所示。