人教版 高中物理 选修34 第十二章 机械波寒假复习题含答案.docx
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人教版高中物理选修34第十二章机械波寒假复习题含答案
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人教版高中物理选修3-4第十二章机械波寒假复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.甲、乙两图分别表示一简谐横波在传播方向上相距3.0m的两质点的振动图象,如果波长大于1.5m,则该波的波速大小可能是( )
A.5m/s
B.10m/s
C.15m/s
D.20m/s
2.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/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5s开始振动,则( )
A.P先开始振动,震源距地震仪约36km
B.P先开始振动,震源距地震仪约25km
C.H先开始振动,震源距地震仪约36km
D.H先开始振动,震源距地震仪约25km
3.如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,当Q点在t=0时的振动状态传到P点时,则( ).
A.1cmB.Q处的质点此时的加速度沿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
4.关于声波,下列说法正确的是( )
A.寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝,这属于声波的衍射
B.转动正在振动发声的双股音叉,静止不动的我们会听到它发出的声音时强时弱,这属于声波的反射
C.有人在墙的一侧说话,另一侧的人能听到说话声但不能看到说话的人,这说明声波可以穿透墙壁传播,而光波不能
D.医生利用超声波测定病人血管中的血流速度,这是利用了声波的多普勒效应
5.下列关于多普勒效应的说法正确的是( )
A.若声源向观察者靠近,则声源发出声波的频率变小
B.若声源向观察者靠近,则观察者接收到声波的频率变大
C.观察者远离波源,则波源发出声波的频率变大
D.若波源与观察者相互靠近,则观察者接收到声波的频率变小
6.一列简谐波在t时刻的波形如图中实线所示,此时刻质点M的运动方向向上,经过时间Δt后的波形如图中虚线所示,若振源周期为T,则( )
A.Δt一定为
T
B.Δt可能为
T
C.Δt一定为
T
D.Δt可能为
T
7.如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图,已知质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5s,质点b和质点c之间的距离是5cm,下列说法中正确的是( )
A.此列波沿x轴正方向传播
B.此列波的频率为2Hz
C.此列波的波长为10cm
D.此列波的传播速度为5cm/s
8.如图,两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示.下列说法正确的是( )
A.两列波在相遇区域发生干涉
B.波谷和波谷相遇处位移为零
C.A点的位移始终为零
D.此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A
9.一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为λ.若在x=0处质点的振动图象如图所示,则该波在t=
时刻的波形曲线为( )
A.
B.
C.
D.
10.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1.6m/s,沿x轴负方向传播
B.该波的速度为20m/s,沿x轴正方向传播
C.经过0.2s,质点P沿x轴的正方向迁移了4m
D.经过0.1s,质点Q的运动方向沿y轴正方向
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+0.6s时刻,这列波刚好传到Q点,波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则以下说法正确的是( )
A.这列波的波速为16.7m/s
B.质点c在这段时间内通过的路程一定等于30cm
C.从t时刻开始计时,质点a第一次到达平衡位置时,恰好是t+
s时刻
D.当t+0.5s时刻,质点b、P的位移相同
12.(多选)关于振动图象和波的图象,以下说法正确的是( )
A.波的图象反映出很多质点在同一时刻的位移
B.通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移
C.从振动图象可以找出很多质点在任一时刻的位移
D.两种图象的纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移
13.(多选)关于机械波的形成,下列说法中正确的是( )
A.物体做机械振动,一定产生机械波
B.后振动的质点总是跟着先振动的质点振动,只是时间上落后一步
C.参与振动的质点都有相同的频率
D.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递
14.(多选)下列说法正确的是( )
A.衍射是一切波特有的现象
B.对同一列波,障碍物或孔越小,衍射越明显
C.听到回声是声波的衍射现象
D.听到回声是共鸣现象
第Ⅱ卷
三、计算题(共3小题,共40分)
15.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0~2.3s内P质点通过的路程.
16.一列沿x轴方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图中的实线所示,经过2s后波形如图中虚线所示.求这列波的波速.
17.一列波沿直线传播,某时刻的波形图如图所示,处在平衡位置上的a质点,与坐标原点相距0.6m,a正向上运动,再经0.02s,a将第一次到达波峰,则:
(1)该波的传播方向;
(2)该波的周期;
(3)该波的波速.
答案解析
1.【答案】B
【解析】两质点相距3m,波长大于1.5m,所以两质点间的距离小于两个波长.由图可知两质点的振动图象反相,所以两质点只能相差0.5λ、1.5λ,λ=6m、2m,v=30m/s或者v=10m/s.
故B正确.
2.【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
+5s=
,可得x=36km,则A正确,B、C、D错误.
3.【答案】B
【解析】画出将Q点的振动状态传到P点,即t′=
T时的波形图(如图虚线所示),
由波的传播方向知,1cm4.【答案】D
【解析】寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝,这是声波的多次反射造成的,故A错误;转动正在振动发声的双股音叉,静止不动的我们会听到它发出的声音时强时弱,这是声波的干涉造成的,故B错误;人在墙的一侧说话,另一侧的人能听到说话声但不能看到说话的人,这说明声波可以绕过墙壁传播,是声音的衍射现象;而光的波长短,不容易发生明显衍射,故C错误;医生利用超声波测定病人血管中的血流速度,这是利用了声波的多普勒效应,故D正确.
5.【答案】B
【解析】当观察者与波源的距离发生变化时,接收频率与发射频率出现不等现象.声源发出声波的频率不变,A错误;若声源向观察者靠近,则观察者接收到声波的频率比波源频率高,B正确,D错误;观察者远离波源,观察者接收到的频率一定比波源频率低,C错误.
6.【答案】D
【解析】由波形图及M点的振动方向可知,此波向左传播,且Δt=nT+
T(n=0,1,2…),所以D正确.
7.【答案】D
【解析】a的运动状态比b滞后0.5s,说明波向x轴负向传播,故A错误;a的运动状态比b滞后0.5s,说明周期T=1s,此列波的频率为f=
=
=1Hz,故B错误;质点b和质点c之间的距离是5cm,所以该波的波长是5cm,故C错误;波速为v=
=
=5cm/s,故D正确.
8.【答案】D
【解析】由图看出,波源S1形成的水波波长大于波源S2形成的水波波长,两列波在同一介质中传播,波速相等,由波速公式v=λf得知,两列波的频率不等,不会形成干涉现象,但能发生叠加现象,故A错误;因两列水波波源S1和S2的振幅不相等,当波谷和波谷相遇处位移为-3A,并不为零,故B错误.因两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,由图可知,此时A是波峰与波谷相遇,则xA=A,随着时间的推移,位移大小变化,不可能总为零,故C错误;结合图象可知,此时刻A点是波峰和波谷相遇,位移大小为2A-A=A,而B点波峰和波峰相遇,位移大小2A+A=3A,故D正确.
9.【答案】A
【解析】从振动图上可以看出x=0处的质点在t=
时刻在平衡位置,并向-y方向振动,波沿x轴正方向传播,故四个选项中只有A图符合要求,A正确.
10.【答案】B
【解析】简谐横波的波长λ=4m,T=0.2s,则波速v=
=20m/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0.1s,即半个周期后质点Q的运动方向沿y轴负方向,D错.
11.【答案】CD
【解析】由图可知,波的波长为λ=40m;波从P传到Q的距离为x=90m-60m=30m,波速为v=
=
m/s=50m/s,故A错误;这列波的周期T=
=
s=0.8s,波从P传到c的时间为
T=0.2s,在0.6s时间内质点c振动了半个周期,通过的路程等于2A=20cm,故B错误;从t时刻开始计时,质点a的振动方程为y=Asin(
t+
)=10sin(2.5πt+
)cm;当y=0,2.5πt+
=π时,t=
s,故在t+
s这个时刻质点a第一次到达平衡位置,故C正确;t+0.5s时刻,距b、P左侧25m位置的振动形式传到b、P,可见t+0.5s时刻两个质点的位移是相同的,故D正确.
12.【答案】AD
【解析】通过波的图象可以找出任一质点在某一时刻的位移,B错误;从振动图象可以找出某个质点在任一时刻的位移,C错误.
13.【答案】BC
【解析】机械波的形成必须具备的两个条件:
波源和介质,物体做机械振动,若其周围没有传播这种振动的介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故A选项错误;任何一个振动的质点都是一个波源带动它附近的质点振动,将振动传播开来,所以后一质点总是落后于前一质点,但振动频率相同,故B、C选项正确;形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近做往复运动,并不随波迁移,离振源较远处的质点振动的能量,是通过各质点的传递从波源获得,故D选项错误.
14.【答案】AB
【解析】衍射是波特有的现象,是波区别于其他物质的特征;障碍物或孔的尺寸越小,越能满足发生明显衍射现象的条件;回声是声波的反射现象,如果回声到达人耳比原声滞后0.1s以上,就能区分回声和原声.
15.【答案】1)沿x轴正方向传播5m/s
(2)2.3m
【解析】
(1)根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动,则波沿x轴正方向传播,
由甲图可知,波长λ=2m,由乙图可知,周期T=0.4s,则波速v=
=5m/s
(2)由于T=0.4s,则t=2.3s=5
T,P点在t=t0时刻在平衡位置,则路程x=4A×5
=4×0.1×5
=2.3m
16.【答案】若波沿x轴正方向传播,v=(4n+1)m/s,(n=0,1,2,3……)
若波沿x轴负方向传播v=(4n+3)m/s,(n=0,1,2,3……)
【解析】由波形图可知:
波长λ=8m,但是波的传播方向不确定
若波沿x轴正方向传播,波形图沿传播方向平移(n+
)λ,
用时Δt=(n+
)T,v=
解得:
v=4n+1,(n=0,1,2,3……)
若波沿x轴负方向传播,波形图沿传播方向平移(n+
)λ,
Δt=(n+
)T,v=
解得:
v=4n+3,(n=0,1,2,3……)
17.【答案】
(1)向左传播
(2)0.08s (3)10m/s
【解析】由于a点向上振动,可知该波向左传播,从题图中可以看出Oa的长度为
,可知该波的波长λ=0.8m,a正由平衡位置向上运动,它经Δt=0.02s第一次到达波峰需要
,可以得到该波的周期T=0.08s.波速v=
=10m/s.