2019高中物理第十二章機械波單元測評對點練+鞏固練含解析新人教版.docx

第十二章 機械波單元測評本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，考試時間90分鐘。第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(15為單選，610為多選，每小題4分，共40分在每題給出的四個選項中，有的只有一項符合題目要求，有的有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的不得分)1下列說法中正確的是()A回復(fù)力就是振動物體受到的合力B振動物體回到平衡位置的過程中，回復(fù)力做正功，離開平衡位置的過程中，回復(fù)力做負功C有機械振動必有機械波D波源振動時的運動速度和波的傳播速度始終相同答案B解析單擺在運動過程中，受到重力G與繩的拉力T作用，繩的拉力和重力的法向分力的合力提供圓周運動的向心力，指向平衡位置的合力是重力的切向分力，它提供了單擺振動的回復(fù)力，故A錯誤；振動物體回到平衡位置的過程中，速度增大，回復(fù)力做正功，離開平衡位置的過程中，速度變小，回復(fù)力做負功，故B正確；有機械振動，若沒介質(zhì)不會形成機械波，但有機械波必有機械振動，故C錯誤；橫波中波源振動時的運動速度和波的傳播速度垂直，故D錯誤。2下列關(guān)于機械振動和波的說法中正確的是()A同一彈簧振子在空間站和地面上振動時固有周期不變B單擺的擺長增大后，其簡諧運動的頻率會變大C一列波向前傳播，當(dāng)波源突然停止振動時，其他質(zhì)點也將同時停止振動D縱波在傳播過程中，質(zhì)點能隨波的傳播而遷移答案A解析彈簧振子的固有周期與振子的質(zhì)量和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，故A正確；T2，L增大后，T增大，f減小，B錯誤；當(dāng)波源突然停止振動時，波繼續(xù)傳播，質(zhì)點繼續(xù)振動，C錯誤；波在傳播過程中，質(zhì)點只在平衡位置附近振動，不隨波的傳播而遷移，D錯誤。3如圖所示是利用水波槽觀察到的水波衍射圖象，從圖象可知()AB側(cè)波是衍射波BA側(cè)波速與B側(cè)波速相等C增大水波波源的頻率，衍射現(xiàn)象將更明顯D增大擋板之間的距離，衍射現(xiàn)象將更明顯答案B解析擋板左邊是衍射波的波源，故A錯誤；在同一種介質(zhì)中，機械波的波速相等，故B正確；波速不變，增大水波波源的頻率，水波的波長將減小，而擋板間距沒變，所以衍射現(xiàn)象將沒有原來的明顯，故C錯誤；在波長沒改變的情況下，增大擋板間距，衍射現(xiàn)象將沒有原來的明顯，故D錯誤。4關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是()A兩列頻率不相同的波相遇時，因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點只是波峰與波峰相遇的點C兩列頻率相同的波相遇時，如果介質(zhì)中的某點振動是加強的，某時刻該質(zhì)點的位移可能是零D兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的質(zhì)點的位移總是比振動減弱的質(zhì)點的位移大答案C解析根據(jù)波的疊加原理，只要兩列波相遇就會疊加，所以A錯誤；兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點是波峰與波峰、波谷與波谷相遇，所以B錯誤；振動加強的點僅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振動，也一定有位移為零的時刻，所以C正確，D錯誤。5在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點的距離均為s，如圖甲所示。振動從質(zhì)點1開始向右傳播，質(zhì)點1開始運動時的速度方向豎直向上。經(jīng)過時間t，前13個質(zhì)點第一次形成如圖乙所示的波形。關(guān)于這列波的周期和波速，下列說法正確的是()這列波的周期T這列波的周期T這列波的傳播速度v這列波的傳播速度vAB CD答案D解析從圖中看到前面13個質(zhì)點在振動，其實，后面還有些質(zhì)點也在振動，第13個質(zhì)點從起振到圖示時刻已振動了半個周期，振動方向向下，所以t2T，即T。分析可得v。故D正確。6在均質(zhì)彈性繩中有一振源S，它以5 Hz的頻率上下做簡諧運動，振幅為5 cm，形成的波沿繩向左、右兩邊傳播，從振源開始振動計時，t時刻的波形如圖所示，質(zhì)點P右邊的繩還未振動，S左邊的波形沒有畫出，則()A該波的波速為60 cm/sB波源S開始振動的方向向下C圖中的質(zhì)點Q在t時刻處在波谷D在t0至t10 s時間內(nèi)質(zhì)點P運動的路程為70 cm答案BD解析該波的頻率f5 Hz，周期T02 s，由圖知該波在tT03 s時間內(nèi)，波傳播了12 cm，則波速v40 cm/s，A錯誤；此時P點的振動方向向下，則波源的起振方向向下，B正確；由對稱性知x6 cm處質(zhì)點t時刻處于波峰，C錯誤；在t0至t10 s時間內(nèi)，即t1 s，質(zhì)點P已振動07 s，運動的路程為4A45 cm70 cm，D正確。7如圖甲所示，O點為振源，OPs，t0時刻O點由平衡位置開始振動，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧橫波。圖乙為從t0時刻開始描繪的P點的振動圖象。下列判斷中正確的是()At0時刻，振源O振動的方向沿y軸正方向Btt2時刻，P點的振動方向沿y軸正方向C該波的頻率為D這列波的波長為答案ABC解析P點的起振方向與O點起振方向相同，由乙圖讀出t1時刻，P點的振動方向沿y軸正方向，即P點的起振方向沿y軸正方向，則t0時刻，振源O振動的方向沿y軸正方向，所以A正確；由乙圖知P點的振動方向沿y軸正方向，所以B正確；由乙圖看出，周期Tt2t1，所以f，所以C正確；由乙圖看出，波從O點傳到P點的時間為t1，傳播距離為s，則波速為v，則波長為vT，故D錯誤。8圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為xa2 m和xb6 m，圖乙為質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖象，下列說法正確的是()A該波沿x方向傳播，波速為1 m/sB質(zhì)點a經(jīng)4 s振動的路程為1 mC此時刻質(zhì)點a的速度沿y方向D質(zhì)點a在t2 s時的速度為零答案BD解析由甲圖可知8 m，由乙圖可知T8 s，t0時刻b質(zhì)點振動方向為y軸正方向，根據(jù)“上下坡”法可知波向x軸負方向傳播。由v得v1 m/s，A錯誤；質(zhì)點a振動4 s，是經(jīng)過了半個周期，質(zhì)點運動過的路程為振幅的2倍，即為1 m，B正確；由“上下坡”法可知該時刻a質(zhì)點的速度沿y方向，且t2 sT時剛好運動到負的最大位移處，此時速度為零，所以C錯誤，D正確。9如圖所示，沿x軸正向傳播的一列簡諧波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，則可推出()A再經(jīng)過001 s，圖中質(zhì)點a的速度方向與加速度方向相同B圖中質(zhì)點b此時動能正在減小，其加速度正在增大C若發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象，該波所遇到的波的頻率為50 HzD若發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，該波所遇到的障礙物的尺寸一般不大于2 m答案BC解析由圖象可知4 m，所以T s002 s。因波沿x軸正向傳播，故經(jīng)001 s即，質(zhì)點a位于負位移處且向下運動，速度方向與加速度方向相反，A錯誤；而b點此時向下運動，動能正在減小，加速度在增大，B正確；由于波的頻率f50 Hz，若發(fā)生穩(wěn)定干涉，所遇波的頻率也須為50 Hz，C正確；據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件，需障礙物的尺寸比波長小或與波長差不多，不一定小于2 m，D錯誤。10一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖(1)所示，圖中P、Q兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為x15 m和x45 m。P點的振動圖象如圖(2)所示。在下列四幅圖中，Q點的振動圖象可能是()答案BC解析由波形圖可知，該波的波長為4 m，PQ兩點間相距個波長，由P點振動圖象可知，t0時刻，P點通過平衡位置向上運動，若波沿x軸正方向傳播，則Q點應(yīng)在正向的最大位移處，B正確；若波沿x軸負方向傳播，則Q點應(yīng)在負向最大位移處，C正確。第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(每小題5分，共15分)11如圖所示，實線表示兩個相干波源S1、S2發(fā)出的波的波峰位置，則圖中的_點為振動加強的位置，圖中的_點為振動減弱的位置。答案ba解析由圖可知此時a為S1的波谷與S2的波峰相遇點，為振動減弱點，b為S1的波谷與S2的波谷相遇點，為振動加強點。12在光學(xué)里，也存在類似的多普勒效應(yīng)，當(dāng)光源和觀察者相互遠離時，測量到的光譜線的波長比相對靜止時大，稱為光譜線的紅移；當(dāng)光源和觀察者相互靠近時，測量到的光譜線波長比相對靜止時小，稱為光譜線的藍移。遠方星系均呈現(xiàn)光譜線的紅移現(xiàn)象，其最自然的解釋就是星系都在遠離我們，其運動的速度稱為退行速度。退行速度可以根據(jù)紅移量，即波長的相對改變量，由多普勒效應(yīng)計算出來。退行速度和距離成正比，稱為哈勃定律，即vHD。v為星系的退行速度，D為星系與地球的距離，H為一常量，稱為哈勃常量。為解釋上述現(xiàn)象，有人提出一種理論，認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的。假設(shè)在爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運動，并設(shè)想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們越遠。這一結(jié)果與上述天文觀測一致。由上述理論和天文觀測結(jié)果，可估算宇宙年齡T，其計算式為T_。根據(jù)近期觀測，哈勃常數(shù)H3102 m/(s光年)，其中光年是光在一年中行進的距離，由此估算宇宙的年齡約為_年。答案11010解析設(shè)某星體離我們的距離為r，則其退行速度vHr。運行時間是T，即宇宙年齡，將H3102 m/s，代入T中得T11010年。13波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源_的個數(shù)，觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的_的個數(shù)。答案發(fā)出的完全波完全波三、作圖題(共5分)14如圖(a)表示一列簡諧波在介質(zhì)中傳播時，某一質(zhì)點a的振動圖象，請你在(b)圖中作出這列簡諧波在t0時刻的波形圖(質(zhì)點a畫在坐標(biāo)原點上)。答案解析t0時刻質(zhì)點a正處于平衡位置且沿y方向運動，經(jīng)達正向最大位移處，設(shè)x軸正向為波傳播的方向，利用“上下坡”法，得出t0時的波形如答案圖甲所示；如果x軸負向為波傳播的方向，同理可得出t0時的波形如答案圖乙所示。四、論述計算題(共40分)15(10分)當(dāng)火車駛近時，觀察者覺得它的汽笛的聲音比駛?cè)r的高一個音即頻率高到倍，設(shè)聲速為v340 m/s，求火車的速率。答案72 km/h解析設(shè)汽笛發(fā)出聲波的頻率為f，則火車駛近時觀察者接收到的頻率為f1當(dāng)火車駛?cè)r觀察者接收到的頻率為f2由兩式得，即v車 m/s20 m/s72 km/h。16(10分)如圖是一列橫波在某一時刻的波形圖，波沿x軸正向傳播，求：(1)A點、C點、D點的振動方向各是怎樣的？(2)再經(jīng)過T，質(zhì)點A通過的路程是多少？質(zhì)點C的位移是多少？答案(1)A點向上，C點向下，D點速度為零(2)6 cm2 cm解析(1)波沿x軸正向傳播，所以A點向上振動，C點向下振動，D點速度為零。(2)再過T，A點通過3個振幅的路程，即6 cm；質(zhì)點C到達正向最大位移處，位移是2 cm。17(10分)如圖中實線是一列簡諧橫波在t10時刻的波形，虛線是這列波在t205 s時刻的波形，這列波的周期T符合：3Tt2t14T。問：(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小為74 m/s，波速方向如何？答案(1)54 m/s(2)58 m/s(3)方向向左解析由圖知8 m，已知3Tt2t14T。(1)當(dāng)波向右傳播時，波傳播距離s(33) m(383) m27 m，v m/s54 m/s。(2)當(dāng)波向左傳播時，波傳播距離s(35) m(385) m29 m，v m/s58 m/s。(3)svt7405 m37 m，因為s37 m