学年人教版高中物理选修34 第12章 学业质量标准检测.docx

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学年人教版高中物理选修34第12章学业质量标准检测

第十二章　学业质量标准检测

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，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10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（　D　）

A．①②　B．②③

C．③④　D．①④

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。

故选项D正确。

2．（2017·天津理综，5）手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。

绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L，t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是（　C　）

A．该简谐波是纵波

B．该简谐波的最大波长为2L

C．t＝

时，P在平衡位置上方

D．t＝

时，P的速度方向竖直向上

解析：

振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A错误；根据“下坡上”判断，P距离O的最近距离L＝

λ，所以最大波长等于4L，B错误；经过

T，P位于波峰，所以

T时，P在平衡位置上方，C正确；在

T时，P正在从波峰回到平衡位置，速度方向竖直向下，D错误。

3．（浙江省金华十校2018届高三上学期期末）B超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，而遇到人体组织会产生不同程度的反射（类似回声），通过探头发送和接收超声波信号，经过计算机的处理，形成B超图象（如图甲所示）。

图乙为沿x轴正方向发送的超声波图象，已知超声波在人体内传播速度约为1500m/s，下列说法正确的是（　A　）

A．根据题意可知此超声波的频率约为1.25×105Hz

B．图乙中质点A在此后的1s内运动的路程为1500m

C．图乙中质点B此时沿y轴正方向运动

D．图乙中质点A、B两点加速度相同

解析：

根据图象读出波长λ＝12mm＝1.2×10－2m，由v＝λf得频率为f＝

＝

＝1.25×105Hz，故A正确；质点A只会上下振动，所以质点A在1s内运动的路程为S＝1.25×105×4A＝1.25×105×4×0.004m＝2000m，故B错误；由上下坡法知，此时质点B正向y轴负向运动，故C错误；质点A、B两点位移大小相同，方向相反，则加速度方向相反，大小相同，故D错误。

4．（河南郑州一中网校2016年高二下学期期中联考）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（　D　）

A．1m/s　B．3m/s

C．5m/s　D．10m/s

解析：

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…）；

A．将v＝1m/s代入v右，n＝0，符合向右的波速通项，故A正确；

B．将v＝3m/s代入v左，n＝0，符合向左的波速通项，故B正确；

C．将v＝5m/s代入v右，n＝1，符合向右的波速通项，故C正确；

D．将v＝10m/s代入任何一式均不符合，故D错误。

本题选错误的，故选D。

5．（牡丹江一中2016年高二下学期期中）一列简谐横波a，某时刻的波形如图甲所示。

从该时刻开始计时经t＝

后波上质点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（　C　）

A．波a沿x轴正方向传播

B．波b的频率为0.4Hz

C．从该时刻起，再经过0.4s质点A通过的路程为40cm

D．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0.4m大很多

解析：

从图乙可知甲图中A点正向上振动，由波形平移法可知波a沿x轴负方向传播，故A错误；由乙图得到波a的周期为T＝0.4s，故频率为：

f＝

＝

＝2.5Hz，发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向平行，故若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波b的频率为2.5Hz，故B错误；质点A做简谐运动，一个周期内通过的路程为：

s＝4A＝4×10cm＝40cm，故C正确；由甲图得到波长为λ＝0.4m；发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该波遇到一障碍物能发生明显衍射现象，该障碍物的尺寸一定与0.4m相差不大或者比0.4m小，故D错误。

6．（陕西省西安一中2017年高二下学期检测）如图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（且在图中所示范围内振幅不变），波速为2m/s，波长为0.4m，E点为BD连线和AC连线的交点。

下列叙述正确的是（　C　）

A．A、C两点都是振动加强的

B．振动加强的点只有B、E、D

C．直线BD上的所有点都是振动加强的

D．B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cm

解析：

A、C两点是振动减弱点，A错误；直线BD上的所有点都是振动加强点，B错，C对；B点是波谷与波谷相遇，D点是波峰与波峰相遇，所以B、D两点该时刻竖直高度相差8cm，D错误。

7．（浙江省嘉兴市2017～2018学年高二第一学期期末）关于下列图片中的物理现象，描述正确的是（　BCD　）

A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象

B．乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象

C．丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象

D．丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应

解析：

水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故A错误；乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，故B正确；丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，故C正确；丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应，故D正确。

8．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　ABC　）

A．此时能明显观察到波的衍射现象

B．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象

C．挡板前后波纹之间距离相等

D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能明显观察到衍射现象

解析：

由图可看出孔的尺寸跟波长差不多，所以能明显观察到波的衍射现象，A、C对；如将孔扩大到跟波长相差很多，则观察不到明显的衍射现象，B对；若增大波源频率，则波长减小，有可能观察不到明显的衍射现象，D错。

9．（2016·四川理综，6）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图象如图所示。

则（　AD　）

A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向

B．该波从P传到Q的时间可能为7s

C．该波的传播速度可能为2m/s

D．该波的波长可能为6m

解析：

由于波先传到P点，可知波向右传播，当波传到Q点时开始计时，由振动图象可知，Q点开始振动的方向沿

y轴正方向，A项正确；由振动图象可知，P点处的波峰传到Q点需要的时间为（4＋6n）s，n＝0,1,2，…，因此B项错误；该波传播的速度v＝

＝

m/s，n＝0,1,2，…，可以判断出C项错误；该波的波长λ＝vT＝

m，n＝0,1,2，…，当n＝1时，波长为6m，D项正确。

10．（辽宁省实验中学分校2017年高二下学期期中）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（　BD　）

A．

mB．

m　

C．1mD．

m

解析：

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＝－0.05m，运动方向沿y轴负方向，结合波形图线到对应的点，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

m，选项D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

m，选项B正确。

第Ⅱ卷（非选择题　共60分）

二、填空题（共3小题，共18分。

把答案直接填在横线上）

11．（5分）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__反射___。

B．闻其声而不见其人__衍射___。

C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱__干涉___。

D．在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕__反射___。

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__多普勒效应___。

F．用超声波探伤仪探查金属内部的缺陷，是利用了它的__穿透本领___。

G．用声呐可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度__超声波波长短，直线传播，反射性好___。

12．（6分）（江苏扬州2016年高三模拟）

（1）一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比__BC___。

A．波速变大　B．波速不变

C．频率变高　D．频率不变

（2）用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的__1.5___倍。

用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时__不容易___（选填“容易”或“不容易”）发生衍射。

解析：

（1）波速由传播的介质决定，故反射回来的波速不变，A错，B对；根据多普勒效应知，鱼群向渔船靠近时，超声波的频率将变高，C对，D错。

（2）由v＝λf知，

＝

＝1.5；波长越小，越不容易发生衍射。

13．（7分）如图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示。

报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。

为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。

已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，则讲台上这样的位置有__4___个。

解析：

对应于声频f＝136Hz的声波的波长是

λ＝

＝2.5m

式中v＝340m/s是空气中的声速。

在下图中，O是AB的中点，P是OB上任一点，将

－

表示为

－

＝k

对于B点，

－

＝（20－15）m＝4

所以，B点也是干涉加强点。

因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点。

三、论述·计算题（共4小题，共42分。

解答应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）

14．（9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＝2m、x＝4m处。

从t＝0时刻开始计时，当t＝15s时质点Q刚好第4次到达波峰。

（1）求波速。

（2）写出质点P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）。

答案：

（1）1m/s　

（2）y＝0.2sin（0.5πt）m

解析：

（1）设简谐横波的速度为v，波长为λ，周期为T，由图象知，λ＝4m，由题意知

t＝3T＋

T①

v＝

②

联立①②式，代入数据得

v＝1m/s

（2）质点P做简谐运动的表达式为

y＝0.2sin（0.5πt）m

15．（10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10m/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？

答案：

（1）2.5Hz　2.5Hz　

（2）0.2s　x＝5m与x＝7m

解析：

（1）由图知：

λ＝4m，

又因v＝10m/s，

所以由f＝

得

f＝

Hz＝2.5Hz，

故甲、乙两列波的频率均为2.5Hz。

（2）设经t时间两波相遇，则2vt＝4m，

所以t＝

s＝0.2s，

又因T＝

＝

s＝0.4s，

故波分别向前传播

相遇。

此时两列波的图象如图中的虚线所示。

故C、D间有x＝5m和x＝7m处的点位移最大。

16．（11分）（江苏省扬州中学2017年高二下学期期中）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：

（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＝

＝10－5s

x＝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右图所示。

（2）因为超声波的频率为f＝1.0×105Hz，由波的图象可知超声波的波长λ＝15×10－3m，v＝λf可得超声波的速度v＝λf＝15×10－3×1.0×105m/s＝1500m/s

所以鱼群与渔船间的距离x＝

＝

m＝3000m

17．（12分）（山东省临沂市部分重点中学2017年高二下学期期中联考）如图所示，甲为某一波在t＝1.0s时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象。

（1）试确定波的传播方向；

（2）求该波的波速v；

（3）在甲图中画出3.5s时的波形图；

（4）求再经过3.5s时P质点的路程s和位移。

答案：

（1）波的传播方向沿x轴负方向；

（2）该波的波速4.0m/s；

（3）画出3.5s时的波形图如图：

（4）再经过3.5s时P质点的路程s和位移分别为2.8m和0。

解析：

（1）从振动图象乙中可以看出，t＝1.0s时P点经过平衡位置向下振动，故可以判断出此波沿－x方向传播。

（2）由题图甲知该波的波长为λ＝4m，由题图乙知周期为T＝1.0s，所以波速为：

v＝

＝4.0m/s。

（3）经3.5s，波传播的距离为：

Δx＝vΔt＝14m＝（3＋

）λ，

故此波再经3.5s时的波形只需将波形向－x方向平移

＝2m即可。

（4）因为n＝

＝

＝3.5，所以路程为：

s＝4An＝4×0.2×3.5m＝2.8m

由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考查从图示时刻P质点经

时的位移即可，而P质点经

时，恰处在平衡位置，所以经3.5s质点P的位移仍为零。