最新人教版高中物理选修3-4第十二章《机械波》单元检测附答案
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《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。
第十二章《机械波》单元测试题一、单项选择题(每题只有一个正确答案)1.以下现象中属于机械波的是()A.风吹过麦田时形成的滔滔麦浪.B.船驶过沉静的湖面,湖面上形成的水波.C.集体操中演员们此起彼伏形成的人浪.D.在船摇摆时,船上的乘客都一同左右摇摆.2.察看者站在铁道旁,一辆以某一速度运动的火车向察看者迎面驶来,同时发出汽笛声,下边判断中正确的选项是()A.传向察看者的声波的速度愈来愈大B.察看者感觉汽笛声的频次变高C.传向察看者的声波的频次变低D.传向察看者的声波的波长变短3.一列简谐横波沿x 轴正方向流传,某时辰波的图象以下图.若波速为16m/ s,则波长和频次分别是()A. 8m, 2Hz B.8m,Hz C.4m,2Hz D. 4m,Hz4.一列简谐横波在平均介质中沿x 轴正方向流传,波速为1m/s。
t =0 时辰,该波的波形以下图,P、Q分别为x=4m、x=7m处的质点,此时P 质点恰巧开始振动。
则 t =5s时辰,Q点()A.经过均衡地点,向上运动B.经过均衡地点,向下运动C.位于波峰地点D.位于波谷地点5.一列沿x 轴正方向流传的横波,在t =0时辰的波形如图甲所示。
图甲中某质点的振动图象如图乙所示。
由图可知()A.图甲所示时辰质点L 正沿 y 轴负方向B.图乙所示t =2s时辰该质点正沿y 轴正方向振动C.图乙可能是质点L 的振动图象D.图乙可能是质点N的振动图象6.以下说法不正确的是()...A.被拍打的篮球上下运动是简谐运动B.若声波波源远离察看者,则察看者接收到的声波频次减小C.地震波既有横波又有纵波,因此房子上下左右摇动D.“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象7.湖面上停着、两条小船,它们相距。
一列水波正在湖面上沿连线由向传播 , 每条小船每分钟上下浮动20 次。
当船位于波峰时,船在均衡地点向下振动, 两船之间还有一个波峰。
则水波的波速为()A.B.C.D.8.一些问题你可能不会求解,可是你仍有可能对这些问题的解能否合理进行剖析和判断.比如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋向,解在一些特别条件下的结果等方面进行剖析,并与预期结果、实验结论等进行比较,进而判断解的合理性或正确性.举比以下:声音在空气中的流传速度v 与空气的密度ρ 、压强P相关.以下速度表达式中, k 为比率系数,无单位,则这四个表达式中可能正确的选项是()A.v k PB .v kPC .vkpkpPD .vp p P9.以下图是一列简谐横波在某时辰的波形图。
本章测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12个小题,每小题4分,共计48分。
在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错选得0分) 1关于机械波的概念,下列说法正确的是()A.相隔一个周期的两时刻,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且速度相同2一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c为三个质元,a正向上运动。
由此可知()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先到达离平衡位置最远处3(2008北京卷)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。
一质点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处,在这段时间内波传播了0.5 m。
则这列波() A.周期是0.2 s B.波长是0.5 mC.波速是2 m/s D.经1.6 s传播了8 m4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出的声音,证明声波不会发生干涉5(2008南京质量检测)一列沿+x方向传播的简谐横波,其振幅为A,波长为λ,某一时刻的波形图象如图所示,在该时刻,质点P的坐标为(λ,0),则经过四分之一周期后,该质点的坐标为( )A .λ,AB .λ,-AC.54λ,0D.54λ,A 6一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速为60 m/s ,在t =0时波的图象如图所示,则( )A .此波频率为40 Hz ,此时质点b 的速度为零B .此波频率为40 Hz ,此时质点b 的速度方向向着y 轴负方向C .此波频率为20 Hz ,此时质点a 的速度方向向着y 轴正方向D .此波频率为20 Hz ,此时质点a 的速度为零7(2008全国Ⅰ)一列简谐横波沿x 轴传播,周期为T ,t =0时刻的波形如图所示。
物理选修3-4《第十二章 机械波》测试卷A (含答案)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 .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,图1图2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=50Hz B.λ=4cm,f=150HzC.λ=12cm,f=150Hz D.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,0 B.λ,-AC.λ,A D.(5/4)λ,A6.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。
1.(多选)已知空气中的声速为340 m/s,下列波遇到宽度约为12 m的障碍物能发生明显衍射现象的是( )A.周期为0.05 s的声波 B.波长为10 m的声波C.频率为104 Hz的声波 D.频率为6×1014 Hz的电磁波2.(单选)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3.(单选)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的可能值有( )A.1个 B.2个 C.3个 D.4个4.(多选)A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过t=T A时间(T A为波A的周期),两波再次出现如图所示的波形,则两波的速度之比v A:v B可能是( )A.1:3 B.1:2 C.2:1 D.3:15.(多选)如图所示,实线为一列横波在t时刻的波形图,虚线为经过Δt=0.2 s时的波形图。
已知这列波的波长为2 m,那么( )A.若波向右传播,则波的最大周期为2 s B.若波向左传播,则波的最大周期为2 sC .若波向左传播,则波的最小波速为9 m/sD .若波速为19 m/s ,则波的传播方向向右6.(单选)一列波在介质中向某一方向传播,如图所示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/48.(单选)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,周期为0.50 s 。
第12章《机械波》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.关于机械波的以下说法中,不正确的是 ( )A .产生机械波的条件一是要有振源,二是要有传播振动的介质B .波是传播能量的一种方式,介质中的质点本身并不随波一起迁移C .波动是指振动质点在介质中的传播过程D .波动是质点振动的运动形式在介质中的传播过程2.一位学生在教室里朗读课文,一位在楼道里走动的人虽不见读书人,却听到了读书声,这是因为( )A .教室的墙壁能传播声波B .教室的墙壁能反射声波C .发生了声波的衍射现象D .发生了声波的干涉现象3.一列沿x 方向传播的横波,其振幅为A ,波长为λ,某一时刻波的图像如图所示。
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 .λ,0B .λ,-AC .λ,AD .λ,A4.一列横波沿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4T 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5.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,传播速度为l0m/s 。
当波传到x=5m 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0.5sB.再经过0.4s,质点P第一次回到平衡位置C.再经过0.7s,x=9m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6.如图所示,一根竖直悬垂的轻弹性绳,令其上端左右振动,某时刻绳上形成如图所示波形,则绳上a、b两点此时的运动方向是()A.a点向左,b点向右 B.a点向右,b点向左C.a、b两点均向左 D.a、b两点均向右7.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8.如图所示,为一列简谐波在某时刻的波形图,a、b、c、d为介质中的四个质点,a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半。
人教版选修3-4 第十二章机械波单元检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(每小题6分,共54分)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.①④2.即将进站的列车发出一鸣笛声,持续时间为t。
若列车的速度为v1,空气中的声速为v2,则站台上的人听到鸣笛声持续的时间为()A.tB.v1+v2v2t C.v2-v1v2t D.v1v2t3.(多选)如图所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况,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4.(多选)在空气中的同一区域内,两列声波波源的振动情况如图所示,可以肯定的是()A.a波源的频率为b波源频率的2倍B.a波的波长为b波波长的2倍C.a、b两列波叠加能产生稳定的干涉D.通过同一狭缝,a波的衍射效果比b波明显5.(多选)体育课上李辉同学一脚把足球踢到了足球场下面的池塘中间。
王奇提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边,他抛出一石块到水池中激起了一列水波,结果足球并没有被推到池边。
大家一筹莫展,恰好物理老师来了,大家进行了关于波的讨论。
物理老师把两片小树叶放在水面上,大家观察发现两片小树叶在做上下振动,当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷,两树叶在1 min内都上下振动了36次,两树叶之间有2个波峰,他们测出两树叶间水面距离是4 m。
则下列说法正确的是()A.该列水波的频率是36 HzB.该列水波的波长是1.6 mC.该列水波的波速是0.96 m/sD.两片树叶的位移始终等大反向E.足球不能被推到池边的原因是水波的振幅太小后波上质点A的振动图象6.一列简谐横波a,某时刻的波形如图甲所示。
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。
物理人教3-4第十二章机械波单元检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(共8小题,每题5分,共40分)1.下列关于波的衍射的说法正确的是()A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显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2.一列横波在某时刻的波形图象如图所示,此时质点F的运动方向向下,则下列说法正确的是()A.波水平向右传播B.质点H与质点F的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置D.此时刻质点C的加速度为零3.在学到“机械振动与机械波”时,四位同学就自己看到的现象,发表自己的观点,让你从物理学的角度来看,你认为他们谁说的对()小张说:医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。
小王说:军队过桥时不能齐步走,就是因为怕产生共振,损坏了桥,火车过铁桥时要减速,也是同样的道理。
小李说:我家的木板门,春夏季听不到响声,一到秋冬季节,就开始嘭嘭作响,这是风吹振动的。
小赵说:树叶在水面上下振动说明,机械波并不向外传递介质。
A.小张说的对B.小王说的对C.小李说的对D.小赵说的对4.如图所示为一横波发生器的显示屏,可以显示出波由0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,下列判断正确的是()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5.A、B两列波在某时刻的波形如图所示,经过t=T A时间(T A为波A的周期),两波再次出现如图波形,则两波的波速之比v A∶v B不可能的是()A.1∶3 B.1∶2C.2∶1 D.3∶16.一列横波在某时刻的波形图如图中实线所示,经2×10-2s后的波形图如图中虚线所示,则该波的波速v和频率f可能是()A.v为5 m/s B.v为35 m/sC.f为50 Hz D.f为37.5 Hz7.如图所示,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.图示时刻质点b的加速度正在减小B.从图示时刻开始,经过0.01 s,质点a通过的路程为20 cmC.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.若该波传播中遇到宽约4 m的障碍物,能发生明显的衍射现象8.如图所示,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a b=bc,某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点。
则()A.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2A二、填空作图题(每题10分,共20分)9.沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示,P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5 m和x=6.5 m处。
在t1=0.5 s时,质点P恰好第二次处于波峰位置;则t2=________ s时,质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动;当t1=0.9 s时,质点P的位移为________ cm。
10.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4…各个质点依次上下运动,把振动从绳左端传到右端,已知t =0时质点1开始向上振动,t =4T 时质点1到达上方最大位移处,质点5开始向上运动,t =34T 时,质点5振动方向________,质点8的振动方向________(填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。
三、计算题(每题20分,共40分)11.在某介质中形成一列简谐波,t =0时刻的波形如图中的实线所示。
若波向右传播,零时刻刚好传到A 点,且再经过0.6 s ,P 点也开始起振,求:(1)该列波的周期T 为多少?(2)从t =0时起到P 点第一次达到波峰时止,O 点对平衡位置的位移y 0及其所经过的路程s 0各为多少?12.如图所示,O 是波源,a 、b 是波传播方向上两质点的平衡位置,且O a =3 m ,a b =2 m ,开始时各质点均静止在平衡位置,某时刻波源O 开始向上做振幅0.1 m 的简谐运动,经0.5 s ,O 点运动的路程为0.5 m ,且质点b 开始振动。
(1)求波速;(2)从b 开始振动计时,画出质点a 的振动图象(至少画出一个周期)。
参考答案1.答案:ABD点拨:衍射是一切波特有的现象,所以选项A对、C错;发生明显的衍射现象是有条件的,只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,所以选项B是正确的;声波的波长在1.7 cm到17 m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比,正是由于声波波长较大,声波容易发生衍射现象,所以选项D也是正确的。
2.答案:C点拨:由于质点F要追随和它邻近的且离波源近的质点运动,又知道质点F的运动方向是向下的,则与它邻近的离波源近的质点的位置应在它的下方,对照图象可以判定出波源在质点F的右方,故波是向左传播的,所以选项A是错误的;与质点H邻近的并且离波源稍近的质点I的位置在质点H的上方,则质点H的运动方向是向上的,所以选项B也是错误的;用同样的方法可以判断出质点C要向下运动直接回到平衡位置,而质点B则要先向上运动到达最大位移处后再返回平衡位置,这样质点C要比质点B先回到平衡位置,故选项C是正确的;质点C此时处在最大位移处,其加速度最大,所以选项D是错误的。
3.答案:ABD点拨:固体可以较好地传递机械波,A正确。
共振时,振幅达最大值,可以产生很大的破坏作用,B正确。
春夏季潮湿,秋冬季节干燥,干燥时木板会收缩,产生响声,C错误。
机械波是机械振动形式向外传递,是能量向外传递,介质只在原地附近振动,不向外传递。
D正确。
4.答案:BCD点拨:由波形可知,该波的振幅为5 cm,波长为12 cm,选项A错误,选项B正确。
在t=5.5 s时,观察者看到B处恰好第三次出现波谷,则114T=5.5 s,所以T=2 s,选项C正确。
B、C两质点水平间距为半波长,在t=5.5 s时,B处于波谷,C必然处于波峰。
选项D正确。
5.答案:D点拨:该题考查波的传播规律。
对A波,波长λA=43a,对B波,波长λB=23a,要使B波经t=T A出现如图所示波形,则t=nT B,即T A=nT B(n=1,2,3…),T B=ATn,A波波速v A=43AaT=43AaT,B波波速v B=BBTλ=2233A Aa naT Tn=(n=1,2,3…),所以2ABvv n=(n=1,2,3…),因此选项D错误。
6.答案:ABD点拨:由两时刻的波形图可以直接读出:若波向右传播时波传播的最小距离为0.9 m;若波向左传播时,波传播的最小距离为0.3 m。
λ=0.4 m,考虑到波形图的时间、空间周期性知,这列波向右、向左可能传播的距离分别是:s右=(nλ+0.9)m=(0.4n+0.9)m,(n=0,1,2,…)s左=(nλ+0.3)m=(0.4n+0.3)m,(n=0,1,2,…)向右、向左传播对应的周期分别为T右、T左,则:Δt=2×10-2 s=nT右+14T右(n=0,1,2,…)或Δt=nT左+34T左(n=0,1,2,…)由v=st得,v右=st∆右=(20n+5)m/s,v左=st∆左=(20n+15)m/s由f=1T得,f右=(50n+12.5)Hz,f左=(50n+37.5) Hz令n取不同的值可得A、B、D选项正确。
7.答案:CD点拨:该题考查波动图象及波的特征。
波沿x轴正方向传播,b质点振动方向沿y轴负方向,位移增大,加速度增大,选项A错误;波的周期T=4200vλ=s=0.02s ,从图示时刻,经0.01 s ,a 从波峰到达波谷,通过的路程为2A =40 cm ,选项B 错误;稳定干涉的条件是两列波频率相同,该列波f =1T=50 Hz ,因此选项C 正确;发生明显衍射的条件是波的波长大于障碍物的尺寸,或与障碍物的尺寸可相比拟,该波波长为4 m ,传播过程中遇到宽约4 m 的障碍物时可发生明显衍射现象,选项D 正确。
8. 答案:CD 点拨:因为a 、b 、c 三点均在S 1S 2的中垂线上,则各点到S 1、S 2的距离相等,S 1与S 2到各点的波程差为零,S 1与S 2是相同的,在a 、b 、c 各点是同相相遇振动加强,振动加强并不是位移不变,振幅最大为2A ,则选项C 、D 正确。
9.答案:0.6 2 点拨:由波形图和波的传播方向,确定质点PQ 的振动方向,由P 点的振动情况求解周期,然后由Q 的条件求解。
由题知t 1=54T 则T =0.4 s ,由Q 质点的振动情况知t 2=64T =0.6 s ,由振动情况知t =0.9 s 时,质点P 在波峰处,其位移为2 cm 。
10. 答案:向下 向下点拨:t =4T 时刻质点5开始向上振动,34T 时刻质点5已经振动半个周期回到平衡位置再向下振动。
设质点间距离均为L ,传到质点8的时间t 2=7L v ,从质点1开始振动经4T 时间质点5开始振动,v =44L T =16L T ,t 2=716T ,从716T 到34T 质点8已振动了516T ,从开始向上振动到最大位移经4T 时间,因此34T 时质点8已从正向最大位移处向下振动。
11. 答案:(1)0.2 s (2)-2 cm 0.3 m点拨:(1)由图象可知,λ=2 m ,A =2 cm ,波速v =1x t ∆=60.6m/s =10 m/s , 由v =T λ,得T =v λ=0.2 s 。
(2)由t =0至P 点第一次到达波峰止,波要向前平移3.75个波长,经历的时间Δt 2=Δt 1+34T =0.75 s =334T ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,而t =0时O 点的振动方向竖直向上(沿y 轴正方向),故经Δt 2时间,O 点振动到波谷,即y 0=-2 cm ,O 点经过的路程s 0=n ·4A =(3+3/4)·4A =0.3 m 。
12. 答案:(1)10 m/s (2)如图乙所示点拨:该题考查了波动和振动的关系。
(1)0.5 s 内波传播距离为O b =5 m ,所以波速v =50.5x t = m/s =10 m/s 。
(2)O 点从平衡位置开始向上振动,开始位移为零,振幅为A =0.1 m ,经0.5 s 经过路程为0.5 m ,该时间内恰好完成了5A 的路程,因此t =54T ,T =4455t =×0.5 s =0.4 s 。