含解析）新人教版选修3_4.doc

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1、- 1 -阶段验收评估（六）机械波一、选择题(本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分，其中第 16 小题只有一个选项符合题意，第 710 小题有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)1如图所示， P 为桥墩， A 为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源 S 连续振动，形成水波，此时叶片 A 静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( )A提高波源频率B降低波源频率C增加波源距桥墩的距离D减小波源距桥墩的距离解析：选 B 叶片 A 之所以不动，是因为水波不能绕过桥墩传过来，也就是说水波衍射不太明显，而发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差

2、不多，所以要让叶片 A 动起来，方法只能是减小桥墩的尺寸或增大水波的波长，水波的速度一定，减小频率会增大波长，增大频率会减小波长，A 错误，B 正确；改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显，选项 C、D 错误。2.如图为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波在 t0 时的波形图，当 Q 点在 t0 时的振动状态传到 P 点时，则( )A1 cm x3 cm 范围内的质点正在向 y 轴的负方向运动BQ 处的质点此时的加速度沿 y 轴的正方向CQ 处的质点此时正在波峰位置DQ 处的质点此时运动到 P 处解析：选 B 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

3、播方向知，1 34cmx2 cm 范围内的质点沿 y 轴正方向运动，A 错误；此时Q 处的质点在波谷，具有沿 y 轴正向的加速度，所以 B 正确，C、D 错误。3简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴正方向传播，波速为 v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点 a、 b 相距为 s， a、 b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点 a 最早到达波谷的是( )- 2 -解析：选 D 根据机械波传播方向与质点振动方向之间的关系可知，A、C 选项中的质点a 此时刻沿 y 轴正方向振动， a 点要到达波谷至少还需 个周期，B、D 选项中的质点 a 此时刻34沿 y 轴负方向振动

4、，只需再经过 个周期即可第一次到达波谷。设 a、 b 两质点间的距离为14L，则 A 选项中 2 L，B、C 选项中 L，D 选项中 L，因波速均为 v，则由 T 可23 v知，A 选项中 a 点到达波谷最少用时为 T ，B 选项中最少用时为34 34 v 34 2Lv 3L2vT ，C 选项中最少用时为 T ，D 选项中最少用时为 T 14 14 v 14 Lv L4v 34 34 v 3L4v 14 14 ，经比较可知，D 选项中质点 a 最早到达波谷。 v 14 2L3v L6v4如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质点 P 正处于加速运动过程中，则此时( )A质点 Q 和 N

5、 均处于加速运动过程中B质点 Q 和 N 均处于减速运动过程中C质点 Q 处于加速运动过程中，质点 N 处于减速运动过程中D质点 Q 处于减速运动过程中，质点 N 处于加速运动过程中解析：选 D 质点 P 正处于加速运动过程中，说明质点 P 正在向平衡位置运动，故该波是沿 x 轴负方向传播的，所以此时质点 Q 处于减速运动过程中，质点 N 处于加速运动过程中，选项 D 正确。5.如图所示为一列在均匀介质中沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 4 m/s。图中“A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H”各质点中( )A沿 y 轴正方向速率最大的质点是 DB沿 y 轴正方向加

6、速度最大的质点是 BC经过 t0.5 s，质点 D 将向右移动 2 mD经过 t2.5 s，质点 D 的位移是 0.2 m解析：选 A 在平衡位置的质点速率最大，又从传播方向可以判断，质点 D 向上振动，质点 H 向下振动，所以 A 项正确；在最大位移处的质点加速度最大，加速度的方向与位移方向相反， B 质点的加速度方向向下，B 项错误；质点只能在平衡位置两侧上下振动，并不随- 3 -波迁移，C 项错误；波传播的周期 T 1 s，经过 t2.5 s2.5 T，质点 D 仍位于平衡 v位置，所以位移为 0，D 项错误。6一简谐机械横波沿 x 轴正方向传播，波长为 ，周期为 T。 t0 时刻的波形

7、如图甲所示， a、 b 是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是( )甲 乙A t0 时质点 a 的速度比质点 b 的大B t0 时质点 a 的加速度比质点 b 的小C图乙可以表示质点 a 的振动D图乙可以表示质点 b 的振动解析：选 D 根据题图甲所示的波动图像，由于波沿 x 轴正方向传播， t0 时刻 a 点速度为零， b 点速度最大，即 t0 时刻质点 a 的速度比质点 b 的速度小，选项 A 错误。由于t0 时刻质点 a 位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点 b 处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，所以 t0 时刻质点 a 的加速度比质点 b

8、 的大，选项 B 错误。根据题图甲所示的波动图像，由于波沿 x 轴正方向传播， t0 时刻，质点 a 从正的最大位移处向下运动，质点 b 从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点 b 的振动，选项 C 错误，D 正确。7一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，已知周期 T0.2 s， t0 时的波形如图所示，波上有 P、Q 两质点，其纵坐标分别为 yP2 cm， yQ2 cm。下列说法中正确的是( )A P 点的振动比 Q 点滞后半个周期B P、Q 在振动的过程中，位移的大小总相等C在 0.25 s 内， P 点通过的路程为 20 cmD该波波速为 10 m/sE在相等的时间内， P、Q 两质点通

9、过的路程相等解析：选 BDE 由波的图像可知， P、Q 两点相差半个波长，波沿 x 轴正方向传播，Q 点的振动比 P 点滞后半个周期，选项 A 错误； P、Q 两点相差半个波长，在振动过程中，其位移总是大小相等，方向相反，在相等的时间内通过的路程相等，选项 B、E 正确；在一个周期- 4 -内 P 点通过的路程为 4 个振幅，即 4A16 cm，质点 P 在题图位置向上运动时，在 1/4 周期内运动路程小于 1 个振幅，所以在 0.25 s 内， P 点通过的路程小于 20 cm，选项 C 错误；由波的图像可知，该波的波长 2 m，传播速度为 v /T10 m/s，选项 D 正确。8对于波的折

10、射现象，下列说法正确的是( )A当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线B当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变C在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变D波发生折射时一定不会发生反射现象解析：选 AC 当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线，A 对。当波垂直界面入射时，传播方向尽管不改变，但由于介质发生改变，波速和波长都改变，但周期、频率不变，B 错，C 对。波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象，D 错。9一列简谐横波在 t0 时刻的波形如图中的实线所示， t0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期 T 大于 0.02 s，则该波的传播速

11、度可能是( )A1 m/s B3 m/sC4 m/s D6 m/s解析：选 AB 因为 t T，故：若波向右传播，则波传播的距离 x10.02 m，则波速 v1 m/s1 m/s；若波向左传播，则波传播的距离 x20.06 m，x1t 0.020.02则波速 v2 m/s3 m/s，故正确的选项为 A、B。x2t 0.060.0210一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， t0 时刻的波形如图中实线所示， t0.1 s 时刻的波形如图中的虚线所示。波源不在坐标原点， P 是传播介质中离坐标原点 2.5 m 处的一个质点。则以下说法正确的是( )A波的频率可能为 12.5 HzB波的传播速度可能为

12、50 m/sC质点 P 的振幅为 0.1 mD在 t0.1 s 时刻与 P 相距 5 m 处的质点也一定向上振动E在 t0 到 t0.1 s，质点 Q 通过的路程为 0.1 m- 5 -解析：选 ABC 波沿 x 轴正方向传播，则 t nT ，周期为 T s，频率为T4 0.44n 1f Hz，( n0,1,2,3， )，所以波的频率可能为 12.5 Hz(n1)，选项 A 正确；1T 20n 52波速为 v 4(10 n2.5)m/s( n0,1,2，3，)，波的传播速度可能为 50 m/s(n1)， T选项 B 正确；由题图可知振幅 A0.1 m，选项 C 正确；波沿 x 轴正方向传播，

13、t0.1 s， P速度沿 y 轴正方向，左侧与 P 相距 5 m 处的质点的速度沿 y 轴负方向，选项 D 错误；在t0 到 t0.1 s，质点 Q 通过的路程为 4A，因为周期不确定，故路程不确定，选项 E tT错误。二、计算题(本题共 3 小题，共 40 分)11(10 分)一列波先后通过相距为 4 m 的 A、 B 两点，用时为 0.01 s，已知 A、 B 两质点运动方向始终相反，问：(1)这列波的波速是多少？(2)这列波的最小频率可能是多少？解析：(1) v m/s400 m/s。st 40.01(2)A、 B 两质点的振动方向始终相反，即属于振动步调始终相反的点，因此两点平衡位置间

14、的距离： s4 m n (n0,1,2，)。 2 2n 12所以 m(n0,1,2，)。82n 1因为 v f ，所以当取 n0 时， 最大， f 最小， fmin Hz50 Hz。v m 4008答案：(1)400 m/s (2)50 Hz12(14 分)一列简谐横波在 t0.6 s 时刻的图像如图甲所示。该时刻 P、Q 两质点的位移均为1 cm，平衡位置为 15 m 处的 A 质点的振动图像如图乙所示。(1)求该列波的波速大小；(2)求从 t0.6 s 开始，质点 P、Q 第一次回到平衡位置的时间间隔 t。解析：(1)由图像可得波长 20 m，周期 T1.2 s据 v 得： v m/s。

15、T 503- 6 -(2)法一： t0.6 s 时， P 质点的振动方向沿 y 正方向，经过 t1 回到平衡位置，Q 质T12点的振动方向沿 y 负方向，经过 t2 回到平衡位置，T6 T4所以两质点回到平衡位置的时间间隔为 t t2 t1得 t0.4 s。法二：由图像可知：质点 P 的平衡位置为 xP m203质点 Q 的平衡位置为 xQ m403时间间隔 t 0.4 s。xQ xPv答案：(1) m/s (2)0.4 s50313(16 分)如图所示，实线表示一列横波在某时刻的波形图线，虚线是经过 0.2 s 时的波形图线。(1)若波向左传播，求它在这段时间内传播的距离。(2)若波向右传播

16、，求它的最大周期。(3)若波的传播速度为 115 m/s，试判断波的传播方向。解析：由波的图像可知，波长 4 m。(1)波在空间上具有周期性，向左传播的可能距离： x3 n (4 n3)m ( n0，1，2，)。(2)若波向右传播时，传播的可能距离为 x1 n n ( n0，1，2，) 4由波的时空周期性，可知波传播 x 的距离需时间 t nTT4T (n0，1，2，)4 t4n 1当 n0 时，周期有最大值 Tm4 t0.8 s。(3)当 v115 m/s 时，波在 0.2 s 时间内传播的距离为 x v t23.0 m 5 23.04 34可知波沿 x 轴负方向传播。答案：(1)(4 n3)m ( n0，1，2，) (2)0.8 s(3)沿 x 轴负方向传播- 7 -