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2018-2019中物理第十二章机械波同步练习（共8套新人教版选修3-4）
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2018-2019学年高中物理第十二章机械波同步练习（共8套新人教版选修3-4）
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波第3节波长频率和波速练习含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波习题课机械波的图象及多解问题含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波第1节机械波的形成和传播练习含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波测评含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波第6节惠更斯原理练习含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波第2节波的图象练习含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波第4节波的衍射和干涉练习含解析新人教版选修3_4.docx 预览
- 2018_2019学年高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应练习含解析新人教版选修3_4.docx 预览
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资料简介
测评
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题5分,共50分。每小题至少有一个选项是正确的)
1.关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.有机械波必有振动
B.有机械振动必有波
C.离波源远的质点振动周期长
D.波源停振时,介质中的波动立即停止
解析：一个质点的振动会带动邻近质点振动,使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波,但在缺少介质的情况下,波动现象就无法发生,故选项A正确,选项B错误;波动形成以后,各质点的振动都先后重复波源的振动,故各质点的振动周期是一样的,故选项C错误;大量质点的振动所形成的波动不会因波源停振而立即消失,因为能量不会无缘无故地消失,故选项D错误。
答案：A
2.
如图所示,一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况,则( )
A.该波源正在移向A点
B.该波源正在移向B点
C.在A处观察波的频率变低
D.在B处观察波的频率变低
解析：波源在某一位置产生一列波面后,该波面以该位置为球心,以波速作为传播速度向外传播,反之,由波面可确定出该波面的产生位置,即波源。波面半径大,表示产生时间早,传播时间长,对照图示,可确定出波源由右向左移动,故选项A正确,选项B错误;由于观察者不动,故波面经过观察者的速度等于波速,而在A处观察时,相邻波面间距比波源不动时间距小,因而经过观察者时间间隔短,频率大,同理在B处时间间隔长,频率小,故选项C错误,选项D正确。
答案：AD
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3.下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(①、②图)或障碍物(③、④图),其中能发生明显衍射现象的有( )
A.只有①②④ B.只有①④
C.只有②③ D.只有①③
解析：图①②中小孔与波长相差不多,能发生明显衍射,图④中障碍物与波长相差不多,能发生明显衍射,图③中障碍物比波长大得多,不能发生明显衍射。
答案：A
4.一列简谐横波沿某一直线传播,A、B是该直线上相距1.2 m的两点,从波到达其中一点开始计时,4 s内A完成8次全振动,B完成10次全振动,则该波的传播方向及波速分别为( )
A.方向由A向B,v=0.3 m/s
B.方向由B向A,v=0.3 m/s
C.方向由B向A,v=1.5 m/s
D.方向由A向B,v=1.5 m/s
解析：由于4 s内B完成的全振动次数大于A完成的全振动的次数,所以波由B向A传播。周期T=410 s=0.4 s,A,B在4 s内完成的全振动相差2次,即A,B间相距两个波长,则2λ=1.2 m,λ=0.6 m,v=λT=1.5 m/s。
答案：C
5.
如图所示,在均匀介质中S1和S2是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源,它们发出的简谐波相向传播。在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点,已知S1a=ab=bc=cS2=λ2(λ为波长),则下列说法正确的是( )
A.b点的振动总是最强,a、c两点的振动总是最弱
B.b点的振动总是最弱,a、c两点的振动总是最强
C.a、b、c三点的振动都总是最强
D.a、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱
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解析：根据加强点的条件可知当某点到两波源距离Δx=λ2×2n时,该点加强;当Δx=λ2(2n+1)时(n=0,1,2,…),该点减弱。a点Δxa=λ,Δxb=0,Δxc=λ,所以a、b、c三点都加强。
答案：C
6.导学号73884085
在均匀介质中,一列沿x轴正向传播的横波,其波源O在第一个周期内的振动图象如图所示,则该波在第一个周期末的波形是( )
解析：由波源的振动图象可知,第一个周期末,波源O的振动方向沿y轴负方向,故选项A、C错误。第一个周期末,振幅较大的波峰离波源较近,故选项D正确。
答案：D
7.
一列波沿直线传播,在某一时刻的波形如图所示,质点A的位置与坐标原点相距0.5 m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02 s将第一次到达波峰,由此可见( )
A.这列波波长是2 m
B.这列波频率是50 Hz
C.这列波波速是25 m/s
D.这列波的传播方向是沿x轴的负方向
解析：质点A的位置距原点0.5 m,即λ4=0.5 m,λ=2 m;质点A向上振动经0.02 s第一次到达波峰,即T4=0.02 s,T=0.08 s,波的频率f=1T=12.5 Hz;波速v=λf=2×12.5 m/s=25 m/s;质点A向上振动,根据上下坡法可以确定该波向x轴负方向传播。
答案：ACD
8.
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(2016·北京西城区期末)一列波源在x=0处的简谐波,沿x轴正方向传播,周期为0.02 s,t0时刻的波形如图所示。此时x=12 cm处的质点P恰好开始振动,则( )
A.质点P开始振动时的方向沿y轴正方向
B.波源开始振动时的方向沿y轴负方向
C.此后一个周期内,质点P通过的路程为8 cm
D.这列波的波速为4.00 m/s
解析：质点P开始振动时的方向沿y轴负方向,波源开始振动时的方向沿y轴负方向;此后一个周期内,质点P通过的路程为4个振幅,为4×5 cm=20 cm;这列波的波长8 cm,波速v=λT=4.00 m/s。
答案：BD
9.(2016·温州八校联考)某横波在介质中沿x轴传播,图甲为t=0.25 s时的波形,图乙为P点(x=1.5 m处的质点)的振动图象,那么下列说法正确的是( )
A.该波向右传播,速度为2 m/s
B.质点L与质点N的运动方向总相反
C.t=0.75 s时,质点M处于平衡位置,并正在往正方向运动
D.t=1.25 s时,质点K向右运动了2 m
解析：波长为4 m,周期2 s,该波向右传播,波速为2 m/s,故选项A正确;质点L与质点N相距半个波长,质点L与质点N的运动方向总相反,故选项B正确;t=0.75 s时,质点M处于平衡位置,并正在往正方向运动,故选项C正确;t=1.25 s时,质点K位于波谷,故选项D错误。
答案：ABC
10.导学号73884086
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如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2 m,b点在a点的右方,一列简谐波沿水平绳向右传播,波速为20 m/s,波长大于2 m。某时刻b点达到波峰位置,而a点正处于平衡位置且向上运动,则这列波的周期可能是( )
A.0.12 s B.0.28 s C.0.168 s D.0.84 s
解析：a点向上运动,b点达到波峰且在a点的右方,满足这一条件的关系式为Δx=n+34λ则λ=16.84n+3 m(n=0,1,2,3,…)。当n=0时,λ1=5.6 m,当n=1时,λ2=2.4 m,波长只有这两个数值能满足波长大于2 m的条件。由T=λv得T1=0.28 s,T2=0.12 s。
答案：AB
二、填空题(每小题5分,共10分)
11.
右图为某一简谐横波在t=0时刻的波形,由此可知该波沿 传播,该时刻a、b、c三点中加速度最大的是 点;若从这一时刻开始,第一次最快回到平衡位置的是 点;若t=0.02 s时,质点c第一次到达波谷处,则此波的波速为 m/s。
答案：x轴正方向 c c 100
12.
一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的完整波形如图所示。当t=0.7 s时,A点第4次位于波峰位置,B点首次位于波谷位置,则再经过 s,A,B又再次回到平衡位置,此时A,B相距 m。
解析：当t=0.7 s时,A点第4次位于波峰位置,即3个半周期,由此可知,波的周期T=0.2 s,再经T4,即0.05 s,A、B又再次回到平衡位置。由波动图象可知,波长为20 m,当B点首次到达波谷时,可认为A点的振动通过3个半周期恰好传到B点,故A、B相距的距离为3个半波长,即70 m。
答案：0.05 70
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三、计算题(共4小题,共40分)
13.
(8分)下图为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2 s时的波形,位于坐标原点处的观察者观测到在4 s内有10个完整的波经过该点。
(1)求该波的波幅、频率、周期和波速;
(2)画出平衡位置在x轴上x=2 m处的质点在0~0.6 s内的振动图象。
解析：(1)该波的波幅A=0.1 m,频率f=nt=2.5 Hz,周期T=1f=0.4 s,波速v=λf=5 m/s。
(2)如图所示
答案：(1)0.1 m 2.5 Hz 0.4 s 5 m/s (2)见解析
14.
(10分)取一根柔软的弹性绳,将绳的右端固定在竖直墙壁上,绳的左端自由,使绳处于水平伸直状态,从绳的端点开始用彩笔每隔0.50 m标记一个点,依次记为A、B、C、D……如图所示。现用振动装置拉着绳子的端点A沿竖直方向做简谐运动,若A点起振方向向上,经0.1 s第一次达正向最大位移,此时C点恰好开始起振,则
(1)绳子形成的波是横波还是纵波?简要说明判断依据,并求波速为多大;
(2)从A开始振动,经多长时间J点第一次向下达到最大位移?
(3)画出当J点第一次向下达到最大位移时的波形。
解析：(1)绳子形成的波是横波,因为质点振动方向与波的传播方向垂直。由题意知,波的周期T=0.4 s,波长为λ=4 m,所以波速v=λT=10 m/s。
(2)从A开始振动,设J点开始起振经过时间t1,则t1=XAJv=4.5m10m/s=0.45 s,设J点向上起振后经t2时间第一次到负向最大位移,则t2=34T=0.3 s,所以t=t1+t2=0.75 s。
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(3)波形如图所示。
答案：(1)横波 质点振动方向与波的传播方向垂直 10 m/s (2)0.75 s (3)见解析
15.导学号73884087(10分)图甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象,图乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:
(1)波的传播方向和波速大小;
(2)画出经过2.3 s后波的图象,P质点的位移和P质点运动的路程。
解析：
(1)根据振动图象可以判断P质点在t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动,由此可确定波沿x轴正向传播。由t=t0时该波的图象可知λ=2.0 m,根据v=λf,波传播的频率与波源振动频率相同,而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同,由P质点的振动图象可知,f=1T=10.4 Hz=2.5 Hz,所以v=2.0×2.5 m/s=5.0 m/s。
(2)由于T=0.4 s,所以2.3 s=534T,波形重复5次再沿x轴推进34个波长,经过2.3 s后的波的图象如图所示,P质点的位移为10 cm,路程s=4A×5+3A=23A=2.3 m。
答案：(1)波沿x轴正向传播 5.0 m/s (2)图象见解析,位移为10 cm,路程为2.3 m
16.导学号73884088(12分)一列横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6 m的两质点,t=0时,b点正好到达最高点,且b点到x轴的距离为4 cm,而此时a点恰好经过平衡位置向上运动。已知这列波的频率为25 Hz。
(1)求经过时间1 s,a质点运动的路程;
(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长,求该波的波速。
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解析：(1)质点a一个周期运动的路程s0=4A=0.16 m,1 s内的周期数是n=1T=25,1 s内运动的路程s=ns0=4 m。
(2)波由a传向b,则sab=n+34λ,v=λf=6004n+3 m/s(n=1,2,3,…);波由b传向a,则sab=n+14λ,v=λf=6004n+1 m/s(n=1,2,3,…)。
答案：(1)4 m (2)6004n+3 m/s或6004n+1 m/s(n=1,2,3,…)
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