2019高中物理第十二单元机械波单元测试（二）新人教版选修3_4.docx

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1、1第十二单元 机械波注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将准 考 证 号 条 形 码 粘 贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目的 答 案 标 号 涂 黑 ， 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内

2、。 写在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、单选题1一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )A声波频率不变，波长变小 B声波频率不变，波长变大C声波频率变小，波长变大 D声波频率变大，波长不变2下列现象中属于波的衍射的是( )A敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来B挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来C打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间D水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播3 如 图 所

3、示 为 一 列 简 谐 横 波 的 图 像 ， 波 速 为 0.2 m/s， 以 下 结 论 正 确 的 是 ( )A振源振动的频率为 0.4 HzB若质点 a 比质点 b 先回到平衡位置，则波沿 x 轴正方向传播C图示时刻质点 a、b、c 所受回复力大小之比为 213D经过 0.5 s 质点 a、b、c 通过的路程为 75 cm4 如 图 为 某 一 时 刻 的 波 形 曲 线 ， 波 的 传 播 方 向 沿 方 向 ， 下 列 不 正 确 的 是 ( )+ xA质点 A、 D 的振幅相等B该时刻质点 B、 E 的速度大小相等C该时刻质点 D、 F 的加速度为零D该时刻质点 C 正向上运动5

4、关于波长的下列说法中正确的是( )A机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离等于一个波长D在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长6对机械波的认识，下列说法正确的是( )A同一波中各质点的振动情况完全相同B横波传播到最前面时波峰和波谷交替出现C简谐波的周期等于每个质点振动的周期D波向前传播时快时慢，速度大小周期性变化7电磁波的波速 c 与波长 、频率 f 之间的关系是( )Ac= Bc= Cc=f Dc= f f f8如右图所示为 xy 平面内沿 x 轴传播的简谐横波在 t0 时刻的波形

5、图像，波速为 1cm/s，此时 P 点沿-y 方向运动，关于图上 x=03cm 处的 Q 点的说法正确的是( )2At0 时，速度方向沿 -y 方向Bt01s 时，速度最大Ct01s 时，加速度方向沿-y 方向Dt03s 时，加速度为零9图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿 x 轴正向传播，波速是18m/s，则( )A波长是 6cm，频率是 1/3Hz B波长是 8m，频率是 9/HzC波长是 10cm，频率是 1.8Hz D波长是 8cm，频率是 4/9Hz10一列简谐横波沿 x 轴负方向传播，图 1 是 t=1s 时的波形图，图 2 是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一

6、时间起点），则图 2 可能是图 1 中哪个质元的振动图线( )Ax=0 处的质元 Bx =1m 处的质元Cx =2m 处的质元 Dx =3m 处的质元11简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法正确的是( )A振幅越大，则波传播的速度越快B振幅越大，则波传播的速度越慢C在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长D振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短12如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中 O 为波源设波源的振动周期为 T，t=0 时刻波源通过平衡位置开始竖直向下振动，经过 T/4 质点 1 开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错

7、误的是( )A介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点 9 起振最晚B图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C图中质点 8 的振动完全重复质点 7 的振动，只是质点 8 振 动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点 7 通过相同位置时落后 T/4D只要图中所有质点都已振动了，质点 1 与质点 9 的振动步调就完全一致，但如果质点 1 发生的是第 100 次振动，则质点 9 发生的就是第 98 次振动二、多选题13如图为演示波的衍射装置， S 为水平面上振动的波源， M、 N 是水面上的两块挡板，其中 N 板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中 A 处没

8、有振动，下列说法正确的( )A使波源的振动频率增大，可以使 A 处的水振动起来B使波源的振动频率减小，可以使 A 处的水振动起来C移动 N 板使狭缝间距增大，可以使 A 处的水振动起来3D当 A 点振动后，挡板两边的波纹间距相等14一列机械波在某一时刻的波形如实线所示，经过t 时间的波形如虚线所示已知波的传播速率为 1m/s，则下列四个数据中t 的可能值为 ( )A1 s B8 s C11 s D15 s15如图所示，波源 S 从平衡位置 y=0 开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期 T=0.01s，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P

9、、Q 两点开始振动，已知距离 SP=1.2m、SQ=2.6m。若以 Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述 S、P、Q 三点振动情况的是( )A甲为 Q 点的振动图象 B乙为振源 S 点的振动图象C丙为 P 点的振动图象 D丁为 P 点的振动图象三、解答题16从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为 5Hz 的简谐横波，分别沿 x轴正、负方向传播，在某一时刻到达 A、B 点，如图中实线、虚线所示两列波的波速均为 10m/s求（i）质点 P、O 开始振动的时刻之差；（ii）再经过半个周期后，两列波在 x=1m 和 x=5m 之间引起的合振动振幅极大和极小的质点

10、的 x 坐标17甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 轴正向和负向传播，波通均为x.两列波在 时的波形曲线如图所示，求:v=25cm/s t=0（1） 时，介质中偏离平衡位置位移为 的所有质点的 坐标;t=0 16cm x（ 2） 从 开 始 ， 介 质 中 最 早 出 现 偏 离 平 衡 位 置 位 移 为 的 质 点 的 时t=0 -16cm间 .418平衡位置位于原点 O 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平 x 轴传播， P、 Q 为 x 轴上的两个点（均位于 x 轴正向）， P 与 O 的距离为 35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自 t0 时由平衡位置开始向上振

11、动，周期 T1 s，振幅 A5 cm。当波传到 P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过 5 s，平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置。求：（1） P、 Q 间的距离；（2）从 t0 开始到平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。12018-2019 学 年 高 二 下 学 期 第 十 二 单 元 训 练 卷物 理 （ 二 ） 答 案1B【解析】声波的频率或周期只由振源的频率决定，振源不变，则声波的频率不变。从空气进入水中，声速变大，由 ，可得波长变大。故 B 对，ACD 错。v=f故选 B。2D【解析】A、敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉页响起来，

12、这种现象是共振现象。故 A 错误；B、挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动。故 B 错误；C、打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是由于雷声经过多次反射造成，故 C错误；D、水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于衍射现象。故 D 正确。3C【解析】由题图知 8 cm，所以 T 0.4 s，f 2.5 Hz，A 错 v 1T误若 a 先于 b 回到平衡位置，则 a、b 向下振动，波向 x 轴负向传播，B 错由Fkx，可知 C 正确.0.5 s1 T，c 通过路程为 75 cm，但 a、b 不是，D 错误144C【解析】简谐波在

13、传播过程中各个质点的振幅相等故 A 正确在波传播过程中，各质点振动情况相同，只是先后不同质点 B、E 的速度大小相等，方向相反故 B 正确DF 在正向最大位移处，根据公式 可得最大位移处的恢复F=-kx力最大，所以 DF 的加速度为最大故 C 错误波向右传播，C 向上运动故 D 正确5A【解析】在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长在一个周期内介质的质点所走过的路程等于两倍的振幅波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间距机械波传播的介质相同，波速相同，而波长不一定相同A、波传播一个周期，介质中质点完成一次全振动，振动在介质中传播的距离恰好等于波长故 A 正确B在波形

14、图上位移始终相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长，故 B 错误C在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离可能等于半个波长，故 C 错误D在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离可能等于整数倍的波长，故D 错误故选 A6C【解析】A、同一波中各质点的振动情况有先后之分，故 A 错误；B、由于波动过程中各质点的起振方向相同，横波向前传播时在最前面要么是波峰要么是波谷，不会发生变化，故 B 错误；C、简谐波的周期等于每个质点振动的周期，故 C 正确；D、波向前传播时速度大小是一定的，故 D 错误。7C【解析】波长、波速及频率的关系为：波速等于波长与频率的乘积，即电磁波的波速为 c,所以电磁波的波速

15、c 与波长 、频率 f 之间的关系v=f是 .所以 C 正确。c=f8C【解析】由波形图知 ，又由 可得： 。P 点在 0时刻沿 y 轴负方向振动，由同侧法可知，此列波沿 x 轴负向传播。对 Q 点，波向x 轴负向传播，由同侧法可知此时刻 Q 点向 y 轴正向振动，经 01s，达到波峰，2速度为零，加速度最大且沿 y 轴负方向，AB 错，C 对；03s 时，Q 点到达波谷，加速度最大方向沿 y 轴正向，D 错。9B【解析】相邻的两个波峰或波谷间的距离是一个波长，利用波长，波速，频率之间的关系进行计算。由图可知波长为 8m，所以 AC 错；根据 ，得 =9/4HZ，所以 B 对，D 错。 =vf

16、 f=v =188Hz故答案选 B10A【解析】由图乙可知，该波的振动周期是 ，所以结合甲图可知， 时，4s t=0该波的波形如图中红色线：图乙上， 时刻，只有 处质点位于最大位移处，故乙图是 处t=0s x=0 x=0的质点的振动图象，故选项 A 正确。11D【解析】机械波的传播速度由介质决定，与振幅大小无关，AB 错误；质点只在平衡位置上下振动，不会随波迁移，在一个周期内，波传播的距离等于一个波长，C 错误；波传播一个波长的距离所用的时间等于一个周期，振动的频率越高，周期越短，波传播一个波长的距离所用的时间越短，故 D 正确12B【解析】波源的起振方向通过平衡位置竖直向下，介质中各质点的起

17、振方向也都竖直向下，波向右传播，质点 9 起振最晚故 A 正确图中所画出的质点起振的时间依次落后，起振位置不同，但起振方向相同，都是竖直向下故 B 错误当波传到质点 8 时，质点 8 的振动完全重复质点 7 的振动，由题知道，波从质点 7 传到质点 8 的时间为 ，则质点 8 振动时，通过平衡位置或最大位移的时间T4总比质点 7 通过相同位置时落后 故 C 正确设相邻两质点间距离为 s，则由题T4得到波长为 =4s，质点 1 与质点 9 的距离为 S=8s=2，图中所有质点都振动后，质点 1 与质点 9 的振动情况完全相同，步调完全一致，波从质点 1 到质点 9 时，质点 1 已振动了 2 次

18、，所以如果质点 1 发生的是第 100 次振动，则质点 9 发生的就是第 98 次振动故 D 正确本题选错误的，故选 B.13BD【解析】A 处没有振动说明不能发生明显的衍射现象。发生明显的衍射现象，必须减小狭缝的宽度或增大波长。所以 C 是错误的。要想增大波长，由 知，v=f当 减小时， 增大,所以 B 正确，A 错误。发生衍射前后，波速，波长都是不变f 的，D 正确。故选择 BD.14ACD【解析】由图示波形图可知，波长 ，则波的周期 。 =4m T= v=4s当波向右传播时， ，n=0,1,2,3,t =(n+14)T=(4n+1)s=1s,5s,9s,13s,17s,故 A 正确。t当

19、波向左传播时， ，n=0,1,2,3,t =(n+34)T=(4n+3)s=3s,7s,11s,15s,19s,故 CD 正确。t故选择 ACD。15AD【解析】由 得， ，SP=1.2m= ，SQ=2.6m= 。当波传到 Q 点时，S 已经振动时间为 ，此时 S 在波峰，根据波形，P 点在波谷。甲图 t=0 时刻，Q 的起振方向竖直向上，甲为 Q 点的振动图象，A 正确；乙图t=0 时刻，质点在平衡位置向下，与波源 S 的情况不同，B 错误；丙图 t=0 时刻，3质点在最大正向位移处，与 P 点的振动情况不符，C 错误；丙图 t=0 时刻，质点在最大负向位移处，与 P 点的振动情况相符，D

20、正确。16（i）0.05s（ii）两列波在 x=1m 和 x=5m 之间引起的合振动振幅极大的质点的 x 坐标为：2m、3m、3m、4m、5m合振动振幅极小的质点的 x 坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m【解析】（i）该波的周期为 ，T=1f=15=0.2s由图知，质点 P、O 开始振动的时刻之差为 ；t =T4=0.05s（ii）该波的波长为 ，根据波峰与波峰相遇或波 =vT=100.2m=2m谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在 x=1m和 x=5m 之间引起的合振动振幅极大的质点的 x 坐标为：1m、2m、3m、4m、5m合振动振幅极小的质点的 x

21、 坐标为 1.5m、2.5m、3.5m、4.5m17(1) (2)t=0.1s x=(50+300n)cmnn=0,1,2,.【解析】（1）根据两列波的振幅都为 ，偏离平衡位置位移为 16 的的质8cm cm点即为两列波的波峰相遇。设质点 坐标为x x根据波形图可知，甲乙的波长分别为 ， 乙 =60cm 甲 =50cm则甲乙两列波的波峰坐标分别为x1=50+k150(k1=1,2,3)x1=50+k260(k2=1,2,3)综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为整理可得 x1=(50+300n)cmn=1,2,3（ii）偏离平衡位置位移为 是两列波的波谷相遇的点，-16cm时，波谷之差t=0x

22、=(50+2n1+12 60)-(50+2n2+12 50)n=1,2,3整理可得 x =10(6n1-5n2)+5波谷之间最小的距离为 x =5cm两列波相向传播，相对速度为 2v=50cm/s所以出现偏离平衡位置位移为 的最短时间-16cm t=x2v=0.1s18（1）133cm （2）125m【解析】（1）由题意，O、P 两点间的距离与波长 之间满足 OP=54波速 v 与波长的关系为 v= T在 t=5s 的时间间隔内，波传播的路程为 vt由题意有 vt=PQ+14式中，PQ 为 P、Q 间的距离由式和题给数据，得 PQ=133cm（2）Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为 ；波t1=t+54T源从平衡位置开始运动，每经过 T，波源运动的路程为 A有题给条件得14t1=25 T14故 t1时间内，波源运动的路程为 s=25A=125cm