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2019-2020年高中物理第十二章机械波10单元测试新人教版选修3-4
一、选择题(每小题5分,共40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的得5分,选对但不全的得3分,有选错的或不答的得0分)
1.M、N为介质中波的传播方向上的两点,间距s=
1.5m,它们的振动图象如图所示.这列波的波速的可能值为A.15m/sB.
7.5m/sC.5m/sD.3m/s
2.(2001年全国高考试题)如图所示,在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波,波速为
3.0m/s,频率为
2.5Hz,振幅为
8.0×10-2m.已知t=0时刻P点质元的位移为y=
4.0×10-2m,速度沿y轴正向.Q点在P点右方
9.0×10-1m处,对于Q点的质元来说A.在t=0时,位移为y=-
4.0×10-2mB.在t=0时,速度沿y轴负方向C.在t=
0.1s时,位移为y=-
4.0×10-2mD.在t=
0.1s时,速度沿y轴正方向
3.如图所示,S为振源,其振动频率f=100Hz,所产生的简谐横波向右传播,波速v=80m/s,P、Q为波的传播途径中的两点,已知SP=
4.2m,SQ=
5.4m,当S点通过平衡位置向上运动时,则A.P在波峰,Q在波谷B.P在波谷,Q在波峰C.P通过平衡位置向上运动,Q通过平衡位置向下运动D.P、Q都在波峰
4.如图所示是一列向右传播的横波在某一时刻的波形图象.如果此列波的波速为
2.4m/s,则在传播过程中位于x轴上
0.3m~
0.6m间的某质点P,从这一时刻起在1s内所经过的路程为A.
2.56cmB.
2.4cmC.
0.16mD.
0.02m
5.(2001年全国高考综合能力试题)如图(a)所示为一列简谐横波在t=20s时的波形图,图(b)是这列波中P点的振动图线,那么该波的传播速度和传播方向是A.v=25cm/s,向左传播B.v=50cm/s,向左传播C.v=25cm/s,向右传播D.v=50cm/s,向右传播
6.在均匀的介质中,各质点的平衡位置在同一直线上,相邻两个质点的距离均为a,如图(a)所示,振动从质点1开始并向右传播,其振动初速度方向竖直向上,经过时间t,前13个质点第一次形成的波形图如图(b)所示,则该波的周期T,波速v分别是A.T=,v=B.T=t,v=C.T=t,v=D.T=t,v=
7.一列沿x正方向传播的横波,其振幅为A,波长为λ,某时刻波的图象如图所示,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.5/4λ,A
8.如图所示,S为向上振动的波源,频率为100Hz,所产生的正弦波向左、右传播,波速为80m/s.已知SP=
17.4m,SQ=
16.2m,则当S通过平衡位置向上振动时A.P在波峰,Q在波谷B.P、Q都在波峰C.P在波谷,Q在波峰D.P、Q均在平衡位置
二、填空题(共24分把正确答案填在题中的横线上)
9.一列横波在t=0时刻的波形如图所示,沿x正方向传播.已知在
0.9s末,P点出现第三次波谷,则从零时刻算起,经_______s,在Q点第一次出现波峰.9题图10题图
10.如图所示为一列简谐横波某时刻的图象,若已知P点的振动方向向上,则这列波正在向_______传播.
11.沿x轴负方向传播的简谐波在t=0时刻的波形如图所示.已知波速是10m/s,图上质点P的平衡位置为x=17m,则质点P至少再经过_______s到达波峰.
12.一列简谐波在x轴上传播,波速为50m/s,已知t=0时刻的波形图象如图A所示,图中M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动.请将t=
0.5s时的波形图象画在图B上(至少要画出一个波长).
三、解答题(共36分)要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位
13.(12分)一列正弦横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6m的两质点,t=0时,b点正好振动到最高点,而a点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25Hz.
(1)设a、b在x轴上的距离小于一个波长,试求出该波的波速.
(2)设a、b在x轴上的距离大于一个波长,试求出该波的波速.
14.(12分)如图中的实线是某时刻的波形图象,虚线是经过
0.2s时的波形图象.
(1)假定波向左传播,求它传播的可能距离.
(2)若这列波向右传播,求它的最大周期.
(3)假定波速是35m/s,求波的传播方向.
15.(12分)一列波沿x轴正方向传播的简谐波,在t=0时刻的波形图如图所示,已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是
0.4s,求
(1)这列波的波速是多少?
(2)再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰?
(3)这段时间里R通过的路程是多少?参考答案
一、
1.ACD
2.BC
3.B
4.C
5.B
6.A
7.C
8.A
二、
9.
1.
410.向右
11.
1.
312.由t=0时M点的运动方向可判断出波是沿x轴负方向传播的,经t=
0.5s波传播的距离s=v·t=50×
0.5m=25m,波长λ=20m,因此波向x轴负方向传播的距离是1λ,而波形每传播一个波长恢复原形一次,故只需将A图中各点相应左移λ即5 m,即可得到新的波形图,如图所示.
三、
13.
(1)当a、b小于一个波长时,设波由a→b,则λ=sab,λ==8mv=λf=8×25m/s=200m/s设波由b→a,则λ=sabλ=4sab=4×6m=24mv=λf=24×25m/s=600m/s
(2)若ab间距离大于一个波长当波由a→b时,nλ+λ=sabλ=(n=
1、
2、3……)故波速v=λf=(24×25)/(4n+3)=600/(4n+3)(n=
1、
2、3……)当波由b→a时,nλ+λ=sabλ=(n=
1、
2、3……)故波速v=λf=600/(4n+1)(n=
1、
2、3……)
14.
(1)向左传播时传播的距离为s=(n+)λ=(n+)×4m=(4n+3)m(n=
0、
1、2…)
(2)根据t=(n+)T得T=在所有可能的周期中,当n=0时的最大,故Tm=
0.8s
(3)波在
0.2s内传播的距离s=vt=7m,等于个波长,故可判得波向左传播.
15.P点两次出现波峰的最短时间是
0.4s,所以这列波的周期T=
0.4s.
(1)由波速公式得v=x/T=4/
0.4m/s=10m/s
(2)由t=0时刻到R第一次出现波峰,波移动的距离s=(9-2)m=7m.则t=s=
0.7s
(3)在上述时间内,R实际振动时间t1=
0.7s-
0.4s=
0.3s,因此R通过的路程为s路=4×2×cm=6cm.。