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2019-2020年高中物理《第12章机械波》单元综合试题5新人教版选修3-4
一、选择题本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分1.关于机械波,下列说法正确的是 A.在传播过程中能传递能量B.频率由波源决定C.能产生干涉、衍射现象D.能在真空中传播解析选ABC.机械波的频率就是质点振动的频率,而各介质质点都是在波源驱动力作用下做受迫振动,故波的频率由波源决定,因而B选项正确.波的传播过程,传播的不仅是波源的振动形式,也传播能量.将波源的能量沿波的传播方向传递出去,因而A选项也正确.干涉和衍射现象是一切波都具有的性质,因而C选项也正确.由机械波的形成条件可知,要有机械波必须具有弹性介质,因而D选项错误.2.关于横波和纵波,下列说法正确的是 A.对于横波和纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B.对于纵波质点的运动方向与波的传播方向一定相同C.形成纵波的质点,随波一起迁移D.空气介质只能传播纵波答案D3.下列关于声波的判断中,错误的是 A.夏日雷声轰鸣不绝,这是声波的干涉现象B.闻其声而不见其人,是声波的衍射现象C.围绕正在发声的音叉走一圈,就会听到声音忽强忽弱,是声波的干涉现象D.鸣着笛的汽车从身边急驶而过时,喇叭的声调发生变化,这是多普勒效应答案A4.有一测速雷达,发射电磁波的频率为f1,用它来测量一迎面开来的汽车的车速,设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2,则 A.f1f2 B.f1=f2C.f1f2D.无法确定答案C5.同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波,它们的频率分别为f
1、f2,波速分别为v
1、v2,波长分别为λ
1、λ2,在下列关系式中正确的是 A.=B.=C.=D.=答案A
6.一列简谐横波在x轴上传播,某时刻波形如图12-4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 图12-4A.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现在的位置解析选B.若波沿x轴正方向传播,则a向下运动,速度增大;e比d迟回到平衡位置;b不随波迁移到d,而是在平衡位置附近上下振动.
7.一列沿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12-5所示,在该时刻某质点的坐标为λ,0,经过四分之一周期后,该质点的坐标为 图12-5A.B.λ,-AC.λ,AD.解析选B.经过T后,质点向下振动,到达波谷处,此时坐标为λ,-A.8.一列横波在T=0时刻的波形如图12-6中实线所示,在T=1s时刻波形如图中虚线所示.由此可以判定此波的 A.波长一定是4cmB.周期一定是4sC.振幅一定是4cmD.传播速度一定是1cm/s解析选A.由题图知,波长是4cm,振幅是2cm,周期及波速无法确定.
9.如图12-7所示表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的振幅均为2cm,波速为2m/s,波长为
0.4m,E点是BD连线和AC连线的交点,下列说法正确的是 图12-7A.A、C两点是振动减弱点B.E点是振动加强点C.B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cmD.t=
0.05s,E点离开平衡位置2cm解析选AB.由图可知A、C两点在该时刻是波峰和波谷相遇,所以是减弱的,A选项正确.同理可知,B、D两点是振动加强点,且高度差为4A=8cm,C选项错误.T==s=
0.2s,当t=
0.05s=T时,两波的波峰传过来,E处于波峰,x=2A=4cm,所以E是加强点,B选项正确,D选项错误.10.2011年江西南昌高二检测在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点间的距离均为
0.1m,如图12-8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,振幅为
0.2m,经过时间
0.3s第一次出现如图乙所示的波形.则 图12-8A.第9个质点的起振方向向上B.该波的周期为
0.2sC.该波的波速为4m/sD.在介质中还有一质点P,距质点1的距离为10m,则再经
2.35sP点处于波峰.解析选BCD.由于质点1起振方向向下,故最前面质点的起振方向也向下.根据t=
0.3s时的波形图可知,
0.3s内传播了Δx=
1.5λ=
1.2m,故波速v==m/s=4m/s.质点的振动周期等于波传播的周期T=
0.2s.t=
0.3s时,最前面的波峰为质点7,故波峰传到P点的时间Δt=s=
2.35s.11.2011年安徽合肥高二检测一简谐横波沿x轴方向传播,已知t=
0.1s时的波形如图12-9甲所示,图乙是x=4m处的质点的振动图象,则下列说法不正确的是 图12-9A.简谐横波是沿x轴负方向传播B.简谐横波的波速为10m/sC.在t=
0.5s时,x=2m处的质点到达平衡位置,沿y轴负方向运动D.经过
0.4s,x=2m处的质点经过的路程为20m解析选D.t=
0.1s时x=4m处的质点的振动方向沿y轴正方向,所以简谐横波是沿x轴负方向传播,A项正确;根据图象可知波长λ=4m,周期T=
0.4s,所以波速为10m/s,B项正确;在t=
0.1s时,x=2m处的质点在平衡位置,沿y轴负方向运动,所以再过一个周期又回到原位置,C项正确;经过
0.4s,x=2m处的质点经过的路程为4A=20cm,D项错误.12.2011年高考海南卷一列简谐横波在t=0时的波形图如图12-10所示.介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin5πtcm.关于这列简谐波,下列说法正确的是 图12-10A.周期为
4.0sB.振幅为20cmC.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10m/s解析选CD.由y=10sin5πtcm可知振幅A=10cm,角频率ω=5π,则振动周期也即波的周期T==
0.4s,A、B皆错误.仍从上式可知t=0时质点P经过平衡位置向y轴正方向振动,结合该时刻波形图可知波沿x轴正方向传播.波长λ=4m,则波速v==10m/s,C、D正确.
二、计算题本题共4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、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13.8分xx年高考山东卷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12-11所示.图12-111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.解析1质点振动的周期T==
1.0×10-5s,所以x=
7.5×10-3m处质点的振动图象如图所示2从题图读出λ=15×10-3m,求出v=λf=1500m/ss==3000m答案1见解析图 23000m14.8分图12-12所示为t=0时刻的一列简谐横波的部分波形图象,波的传播速度是
4.0m/s,在该时刻质点a的速度方向是向下的.求图12-121质点a的振动周期;2质点a再一次回到t=0时刻所处位置所需的时间.解析1质点振动的周期和波的传播周期相等,T==s=
0.4s.2将波的平移和质点的振动相联系,可求出质点a再一次回到t=0时刻所处位置所需的时间t=+2×=
0.2s+2×s=
0.3s.答案
10.4s
20.3s15.12分思维拓展题如图12-13所示,甲图为某波源的振动图象,乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图,波动图的O点表示波源.问图12-13所以P点一共振动了
0.4s+
0.1s=
0.5s=5×=可得P点经过的路程为5×2A=5×2×
0.05m=
0.5m.答案11m/s
20.5m16.12分如图12-14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=
0.5s时刻的波形,这列波的周期T符合3T<t2-t1<4T.问图12-141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74m/s,波速方向如何?解析由图象可知λ=8m由3T<t2-t1<4T知波传播距离3λ<Δx<4λ,即n=31当波向右传播时,波传播距离s=3λ+3m=3×8+3m=27m,v==m/s=54m/s.2当波向左传播时,波传播距离s=3λ+5m=3×8+5m=29m,v==m/s=58m/s.3s=vt=74×
0.5m=37m.因为s=37m=4λ+5m,所以波向左传播.答案154m/s 258m/s 3向左。