2018-2019版高中物理 第二章 機械波試卷 教科版選修3-4.doc

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第二章 機械波 章末檢測試卷 (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分) 1.以下對機械波的認識正確的是(　　) A.形成機械波一定要有波源和介質(zhì) B.波源做簡諧運動形成的波中，各質(zhì)點的運動情況完全相同 C.橫波向右傳播時，處于波峰的質(zhì)點也向右遷移 D.機械波向右傳播時，右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些振動 答案　A 解析　波源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不可少的條件，故A正確.簡諧運動形成的波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中各質(zhì)點都做簡諧運動，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚一些開始振動，但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一致，故B、C、D均錯誤. 2.(多選)下圖分別表示一列水波在傳播過程中遇到了小孔(圖A、B)或障礙物(圖C、D)，其中能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的有(　　) 答案　BD 解析　圖B中小孔與波長相差不多，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，圖D中障礙物與波長相差不多，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，圖A中小孔比波長大得多，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，圖C中障礙物比波長大得多，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象. 3.下列物理現(xiàn)象：(1)在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；(2)“聞其聲而不見其人”；(3)學生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音；(4)當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高.這些物理現(xiàn)象分別屬于波的(　　) A.反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng) B.折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉 C.反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) D.衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) 答案　A 解析　在春天里一次閃電過后，雷聲轟鳴不絕，屬于聲波的反射；“聞其聲而不見其人”屬于聲波的衍射；學生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音屬于聲波的干涉；當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng). 4.取一條較長的軟繩，用手握住一端(O點)連續(xù)上下抖動，在繩上形成一列簡諧橫波.已知O點完成一次全振動所用的時間為T，某一時刻的波形如圖1所示，繩上a、b兩點均處于平衡位置.下列說法正確的是(　　) 圖1 A.a、b兩點間的距離等于一個波長 B.a、b兩點振動方向相同 C.再經(jīng)，b質(zhì)點將運動到波峰位置 D.再經(jīng)，a質(zhì)點將運動到b質(zhì)點位置 答案　C 解析　由題圖可知，a、b兩點間的距離一定小于一個波長，故A錯誤；根據(jù)波的傳播規(guī)律利用帶動法可知，a點向下運動，而b點向上運動，故B錯誤；b在平衡位置向上運動，所以再經(jīng)，b質(zhì)點將運動到波峰位置，故C正確；質(zhì)點只在平衡位置上下振動，不會隨波遷移，故D錯誤. 5.一列沿x軸傳播的簡諧橫波，波速為10m/s，在t＝0時刻的波形圖線如圖2所示，此時x＝1.0m處的質(zhì)點正在向y軸負方向運動，則(　　) 圖2 A.此波一定沿x軸正方向傳播 B.x＝1.0m處的質(zhì)點做簡諧運動的周期為0.20s C.t＝0時刻x＝1.5m處的質(zhì)點具有最大速度 D.再經(jīng)1.0s，x＝1.5m處的質(zhì)點通過的路程為10m 答案　B 解析　此時x＝1.0 m處的質(zhì)點正在向y軸負方向運動，則該波向x軸負方向傳播，故A錯誤；在波的傳播方向上，各點的運動周期是相等的，由題圖知波長是2.0 m，則T＝＝ s＝0.20 s，故B正確；t＝0時刻x＝1.5 m處的質(zhì)點處在負方向的最大位移處，所以速度是0，故C錯誤；再經(jīng)1.0 s，經(jīng)歷了n＝＝＝5個周期，質(zhì)點在一個周期內(nèi)的路程等于4個振幅，x＝1.5 m處的質(zhì)點通過的路程為s＝54A＝200.02 m＝0.4 m，故D錯誤. 6.在學校運動場上50m直跑道的兩端，分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器.兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5m的聲波.一同學從該跑道的中點出發(fā)，向某一端點緩慢行進10m.在此過程中，他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為(　　) A.2B.4C.6D.8 答案　B 解析　當同學到兩個聲源的間距之差為波長整數(shù)倍時，振動加強，聽到的聲音是加強的，故該同學從中間向一側(cè)移動0、2.5m、5.0m、7.5m、10m時，聽到的聲音強；當同學到兩個聲源的間距之差為半波長的奇數(shù)倍時，振動減弱，聽到聲音是減弱的，故該同學從中間向一側(cè)移動1.25m、3.75m、6.25m、8.75m時，聽到的聲音弱.故該同學從中間向一側(cè)移動過程聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為4次. 7.(多選)兩列簡諧橫波的振幅都是20cm，傳播速度大小相同.實線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負方向傳播.某時刻兩列波在如圖3所示區(qū)域相遇.則(　　) 圖3 A.在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象 B.實線波和虛線波的頻率之比為3∶2 C.平衡位置為x＝6m處的質(zhì)點此刻速度為零 D.平衡位置為x＝8.5m處的質(zhì)點此刻位移y>20cm E.從圖示時刻起再經(jīng)過0.25s，平衡位置為x＝5m處的質(zhì)點的位移y<0 答案　BDE 解析　由題圖可知λ實＝4m，λ虛＝6m，又v實＝v虛，由v＝λf，得＝＝，B項正確；因兩列波的頻率不同，則在相遇區(qū)域不會發(fā)生干涉現(xiàn)象，A項錯誤；由題圖可知平衡位置為x＝6m處的質(zhì)點此刻具有向上的最大速度，C項錯誤；由題圖可知平衡位置為x＝8.5m處的質(zhì)點此刻位移y>20cm，D項正確；v實＝v虛＝λ實f實＝8m/s，經(jīng)0.25s波傳播的距離s＝80.25m＝2m，再結(jié)合題圖分析可知，E項正確. 8.平衡位置處于坐標原點的波源S在y軸上振動，產(chǎn)生頻率為50Hz的簡諧橫波向x軸正、負兩個方向傳播，波速均為100m/s.平衡位置在x軸上的P、Q兩個質(zhì)點隨波源振動著，P、Q的x軸坐標分別為xP＝3.5m、xQ＝－3m.當S位移為負且向－y方向運動時，P、Q兩質(zhì)點的(　　) A.位移方向相同、速度方向相反 B.位移方向相同、速度方向相同 C.位移方向相反、速度方向相反 D.位移方向相反、速度方向相同 答案　D 解析　由題意可知，此波的波長為λ＝＝m＝2m，xP＝3.5m＝λ＋λ，當波源位移為負且向－y方向運動時，P質(zhì)點位移為負，速度沿＋y方向；|xQ|＝3m＝λ＋，故Q質(zhì)點位移為正，速度沿＋y方向，故D正確. 9.(多選)一列波沿直線傳播，在某一時刻的波形圖如圖4所示，坐標原點處質(zhì)點位于波峰，質(zhì)點A的位置與坐標原點相距0.5m，此時質(zhì)點A沿y軸正方向運動，再經(jīng)過0.02s第一次到達波峰，由此可見(　　) 圖4 A.這列波的波長是2m B.這列波的頻率是50Hz C.這列波的波速是25m/s D.這列波的傳播方向是沿x軸的負方向 答案　ACD 解析　質(zhì)點A的位置距原點0.5m，即＝0.5m，λ＝2m，A對；質(zhì)點A向y軸正方向振動經(jīng)0.02s第一次到達波峰，即＝0.02s，T＝0.08s，波的頻率f＝＝12.5Hz，B錯；波速v＝λf＝212.5m/s＝25 m/s，C對；質(zhì)點A向上振動，根據(jù)“上下坡法”可以確定該波向x軸負方向傳播，D對. 10.質(zhì)點以坐標原點O為中心位置在y軸上做簡諧運動，其振動圖像如圖5所示，振動在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1.0m/s.0.3s后，此質(zhì)點立即停止運動，再經(jīng)過0.1s后的波形圖為(　　) 圖5 答案　C 解析　簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源停止振動后，波將繼續(xù)在介質(zhì)中勻速傳播，0.4 s內(nèi)簡諧橫波在介質(zhì)中傳播的總距離為x＝vt＝0.4 m，即0.4 s時，x軸上0.4 m處的質(zhì)點剛好起振，由振動圖像可知其振動方向沿y軸正方向，故C選項描述的波形圖正確. 11.(多選)某橫波在介質(zhì)中沿x軸傳播，圖6甲為t＝0.25s時的波形圖，圖乙為質(zhì)點P(x＝1.5m處的質(zhì)點)的振動圖像，那么下列說法正確的是(　　) 圖6 A.該波向右傳播，速度為2m/s B.質(zhì)點L與質(zhì)點N的運動方向總是相反 C.t＝0.75s時，質(zhì)點M處于平衡位置，并正在向y軸正方向運動 D.t＝1.25s時，質(zhì)點K向右運動了2m 答案　ABC 解析　由題圖可知波長為4m，周期為2s，該波向右傳播，波速為2m/s，選項A正確；質(zhì)點L與質(zhì)點N相距半個波長，運動方向總相反，選項B正確；t＝0.75s時，質(zhì)點M處于平衡位置，并正在向y軸正方向運動，選項C正確；質(zhì)點不隨波遷移，選項D錯誤. 12.(多選)如圖7所示，一根張緊的水平彈性長繩上的a、b兩點相距4.2m，b點在a點的右方，一列簡諧波沿水平繩向右傳播，波速為20m/s，波長大于2m.某時刻b點達到波峰位置，而a點正處于平衡位置且向上運動，則這列波的周期可能是(　　) 圖7 A.0.12sB.0.28sC.0.168sD.0.84s 答案　AB 解析　a點向上運動，b點達到波峰且在a點的右方，滿足這一條件的關(guān)系式為Δx＝λ(n＝0,1,2，…)，則λ＝m(n＝0,1,2，…).當n＝0時，λ1＝5.6m，當n＝1時，λ2＝2.4m.波長只有這兩個數(shù)值能滿足大于2m的條件.由T＝，解得T1＝0.28s，T2＝0.12s. 二、填空題(本題共2小題，共20分) 13.(10分)圖8為某一簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，由此可知該波沿________傳播，該時刻a、b、c三點中加速度最大的是________點，若從這一時刻開始，第一次最快回到平衡位置的是________點，若t＝0.02s時，質(zhì)點c第一次到達波谷處，則此波的波速為________m/s. 圖8 答案　x軸正方向　c　c　100 14.(10分)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖9甲是波傳播到x＝5m處的M點時的波形圖，圖乙是質(zhì)點N(x＝3m)從此時刻開始計時的振動圖像，Q是位于x＝10m處的質(zhì)點，則Q點開始振動時，振動方向沿y軸________方向(填“正”或“負”)；經(jīng)過________s，Q點第一次到達波峰. 圖9 答案　負　8 解析　題圖甲所示的波形為波剛傳到M點的波形，由題圖甲可知，此時質(zhì)點M的振動方向沿y軸負方向，故Q點開始振動的方向沿y軸負方向.由題圖甲可知波長λ＝4m，由題圖乙可知周期T＝4s，所以波速v＝＝1m/s.由題圖甲可知，最前面的波峰距Q點的距離Δx＝8m，故最前面的波峰傳播到Q點，也就是Q點第一次出現(xiàn)波峰的時間，則t＝＝8s. 三、計算題(本題共3小題，共32分) 15.(10分)平衡位置位于原點O的波源發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個點(均位于x軸正方向)，P與O的距離為35cm，此距離介于一倍波長與二倍波長之間.已知波源自t＝0時由平衡位置開始向上振動，周期T＝1s，振幅A＝5cm.當波傳到P點時，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置.求： (1)P、Q間的距離； (2)從t＝0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置時，波源在振動過程中通過的路程. 答案　(1)133cm　(2)125cm 解析　(1)由題意，O、P兩點間的距離與波長λ之間滿足OP＝λ＝35cm 解得λ＝28cm 波速為v＝＝28cm/s 在5s的時間間隔內(nèi)，波傳播的距離為s＝285cm＝140cm 由題意有s＝PQ＋ 解得PQ＝133cm (2)Q處的質(zhì)點第一次處于波峰位置時，波源運動的時間為t′＝5s＋T＝25 波源從平衡位置開始運動，每經(jīng)過，波源運動的路程為A. 故t′時間內(nèi)，波源運動的路程為s′＝25A＝125cm. 16.(10分)如圖10甲所示為某一列簡諧波在t＝t0時刻的圖像，圖乙是這列波上P質(zhì)點從這一時刻起的振動圖像，試討論： 圖10 (1)波的傳播方向和波速大??； (2)畫出經(jīng)過2.3s后波的圖像，并求出P質(zhì)點的位移和運動的路程. 答案　(1)沿x軸正方向傳播　5m/s　(2)見解析圖　位移為10cm　路程為2.3m 解析　(1)根據(jù)振動圖像可以判斷：P質(zhì)點在t＝t0時刻 在平衡位置且向負的最大位移處運動，由此可確定波沿x軸正方向傳播.由題圖甲知λ＝2m，由題圖乙知T＝0.4s，則v＝＝m/s＝5 m/s. (2)由于T＝0.4s，所以2.3s＝5T，波形重復(fù)5次再沿x軸推進個波長，經(jīng)過2.3s后的波的圖像如圖所示，P質(zhì)點的位移為10cm，路程s＝4A5＋3A＝23A＝2.3m. 17.(12分)一列橫波在x軸上傳播，各質(zhì)點在豎直方向上振動，a、b是x軸上相距sab＝6m的兩質(zhì)點，t＝0時，b質(zhì)點正好到達最高點，且b質(zhì)點到x軸的距離為4cm，而此時a質(zhì)點恰好經(jīng)過平衡位置向上運動.已知這列波的頻率為25Hz. (1)求經(jīng)過時間1s，a質(zhì)點運動的路程； (2)若a、b在x軸上的距離大于一個波長，求該波的波速大小. 答案　見解析 解析　(1)a質(zhì)點一個周期內(nèi)運動的路程s0＝4A＝0.16m，1s內(nèi)的周期數(shù)是n＝＝25,1s內(nèi)運動的路程s＝ns0＝4m. (2)若波由a傳向b，sab＝λ，v＝λf＝m/s(n＝1,2,3，…)； 若波由b傳向a，sab＝λ，v＝λf＝m/s(n＝1,2,3，…).