新課標(biāo)人教版本3-4選修三第十二章（機(jī)械波）單元試題1

1、2010-2011學(xué)年高二物理人教新課標(biāo)選修3-4 第十二章 機(jī)械波 單元測(cè)試一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1一列波由波源向周?chē)鷶U(kuò)展開(kāi)去，下列說(shuō)法正確的是()A介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去B介質(zhì)中的振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳播開(kāi)去C介質(zhì)中振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)傳播開(kāi)去D介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)而沒(méi)有遷移2觀察者不動(dòng)，波源迎面而來(lái)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A波源的波長(zhǎng)發(fā)生了改變B波源的頻率發(fā)生了改變C觀察者收到的波的頻率發(fā)生了改變D波速發(fā)生了改變3一列簡(jiǎn)諧橫波在

2、x軸上傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖1所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)元，a正向上運(yùn)動(dòng)由此可知()圖1A該波沿x軸負(fù)方向傳播B該時(shí)刻，c的加速度正在減小C該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置D該時(shí)刻，b的速率比c的速率大4在水波的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)的頻率是5 Hz，水波在水槽中的傳播速度是0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為()A10 cmB5 m Cd1 cm Dd1 cm5在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大位移處，在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m，則這列波()A周期是0.2 s B波長(zhǎng)是0.5 m C波速是2 m/s

3、D經(jīng)1.6 s傳播了8 m6如圖2所示是某一時(shí)刻的波形圖象，波沿x軸正方向傳播，波速是18 m/s，則波長(zhǎng)和頻率分別是()圖2A3 cm；200 Hz B6 cm；300 Hz C9 cm；400 Hz D12 cm；50 Hz7一簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T(mén)，波長(zhǎng)為.若在x0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖3所示，則該波在tT/2時(shí)刻的波形曲線(xiàn)為()圖38如圖4為同類(lèi)的機(jī)械波1和機(jī)械波2在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)某時(shí)刻的波形圖，下列說(shuō)法中正確的是()A波2速度比波1速度大B波2速度和波1速度一樣大C波2頻率比波1頻率大D這兩列波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 圖4 圖59如圖5所示，甲、乙兩平面波是振幅相同的相干

4、波，甲波沿x軸正方向傳播，乙波沿y軸正方向傳播，圖中實(shí)線(xiàn)表示某一時(shí)刻的波峰位置，虛線(xiàn)表示波谷位置，對(duì)圖中正方形中央的a、b、c、d四點(diǎn)的振動(dòng)情況，正確的判斷是()Aa、b點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，c、d點(diǎn)振動(dòng)減弱Ba、c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、d點(diǎn)振動(dòng)減弱Ca、d點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c點(diǎn)振動(dòng)減弱Da、b、c、d點(diǎn)的振動(dòng)都加強(qiáng)10如圖6所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來(lái)回?cái)[動(dòng)，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說(shuō)法正確的是()A女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高B女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高C女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺(jué)哨聲音調(diào)不變D女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變低 圖6 圖71

5、1一列橫波在x軸上傳播，在x0與x1 cm的兩點(diǎn)的振動(dòng)圖線(xiàn)分別如圖7中實(shí)線(xiàn)與虛線(xiàn)所示，由此可以得出()A波長(zhǎng)一定是4 cmB波的周期一定是4 sC波的振幅一定是2 cmD波的傳播速度一定是1 cm/s12.如圖8所示，a、b是水平繩上的兩點(diǎn)，相距42 cm，一列正弦波沿繩傳播，方向從a到b，每當(dāng)a點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)正好到達(dá)上方最大位移處，則此波的波長(zhǎng)可能是()A168 cm B184 cm C56 cm D24 cm 圖8 圖9二、計(jì)算題(本題共4小題，共40分解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)1

6、3. (8分)如圖9所示，兩列簡(jiǎn)諧波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿正x方向傳播(圖中實(shí)線(xiàn)所示)，一列沿x軸負(fù)方向傳播(圖中虛線(xiàn)所示)這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸，則圖中x1、2、3、4、5、6、7、8各點(diǎn)中振幅最大的是哪些點(diǎn)？振幅最小的是x為多少的哪些點(diǎn)？14(8分)圖10所示為t0時(shí)刻的一列簡(jiǎn)諧橫波的部分波形圖象，波的傳播速度是4.0 m/s，在該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度方向是向下的求：圖10(1)質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)周期；(2)質(zhì)點(diǎn)a再一次回到t0時(shí)刻所處位置所需的時(shí)間15(12分)如圖11中實(shí)線(xiàn)是一列簡(jiǎn)諧橫波在t10時(shí)刻的波形，虛線(xiàn)是這列波在t20.5 s時(shí)刻的波形，這列波的周期T

7、符合：3Tt2t14T.問(wèn)：圖11(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？16(12分)如圖12所示，甲為某一波在t0.1 s時(shí)的圖象，乙為參與該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象圖12(1)試確定波的傳播方向；(2)求該波的波速v；(3)在甲圖中畫(huà)出3.5 s時(shí)的波形圖；(4)求再經(jīng)過(guò)3.5 s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移答案一、選擇題1解析：選BCD.波在傳播時(shí)，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它們并沒(méi)有隨波的傳播而發(fā)生遷移，A錯(cuò)，D對(duì)波傳播的是振動(dòng)形式，而振動(dòng)由能量引起，也即傳播了能量，B、C對(duì)2解析：選C.由多普勒效應(yīng)現(xiàn)象可知，觀察者

8、相對(duì)波源靠近時(shí)，他接收到的波的頻率變大了，但波源發(fā)出波的性質(zhì)未變，即機(jī)械波的波長(zhǎng)、頻率、波速均未變，所以A、B、D錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確3解析：選C.由a向上振動(dòng)可確定波沿x正方向傳播，A錯(cuò)從而可以確定b向上、c向下振動(dòng)，所以c的加速度正在增大，B錯(cuò)b比c先回到平衡位置，C對(duì)圖象所示時(shí)刻b距離平衡位置較遠(yuǎn)，在該時(shí)刻b點(diǎn)比c點(diǎn)的速率要小，D錯(cuò)4解析：選D.本題考查波發(fā)生明顯衍射的條件，一般直接比較孔的直徑d與水波波長(zhǎng)的關(guān)系即可，當(dāng)d時(shí)肯定發(fā)生明顯的衍射，由題知水波的波長(zhǎng) m0.01 m1 cm.即孔直徑d應(yīng)與1 cm差不多或比它還小故選項(xiàng)D正確5解析：選D.由于在平衡位置的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大

9、位移處，故周期T0.1×4 s0.4 s，A錯(cuò)波的傳播速度v m/s5 m/s，C錯(cuò)波長(zhǎng)v·T5×0.4 m2 m，B錯(cuò)經(jīng)1.6 s波傳播的距離為xv·t5×1.6 m8 m，D對(duì)6析：選B.由波形圖可知該波的波長(zhǎng)6 cm.由于v·f，所以f Hz300 Hz.故正確選項(xiàng)為B.7解析：選A.根據(jù)振動(dòng)圖象，可知x0處的質(zhì)點(diǎn)，在tT/2時(shí)刻在平衡位置，向下振動(dòng)，只有選項(xiàng)A中波的圖象在x0處的質(zhì)點(diǎn)滿(mǎn)足條件，故選A.8解析：選BCD.機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定，同類(lèi)機(jī)械波在同一介質(zhì)中的波速相同，A錯(cuò)，B對(duì)由圖可看出122，v1v2.由f知f2

10、2f1，故波1與波2不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，C、D正確9 解析：選B.當(dāng)兩列波出現(xiàn)干涉現(xiàn)象時(shí)，要產(chǎn)生干涉圖樣，形成一條加強(qiáng)線(xiàn)，一條減弱線(xiàn)即加強(qiáng)線(xiàn)、減弱線(xiàn)彼此相間的穩(wěn)定的干涉圖樣，在圖中設(shè)定A、B、C、D四點(diǎn)，實(shí)線(xiàn)相交點(diǎn)，即波峰與波峰相遇，都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，可知B、D決定的直線(xiàn)為加強(qiáng)線(xiàn)，過(guò)A、C的平行BD直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)也應(yīng)是加強(qiáng)線(xiàn)，a、c兩點(diǎn)在BD直線(xiàn)上，故a、c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，分別過(guò)b、d點(diǎn)且平行于BD直線(xiàn)的兩條直線(xiàn)均在兩加強(qiáng)線(xiàn)之間，應(yīng)為減弱線(xiàn)，故b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)是減弱的10解析：選AD.女同學(xué)蕩秋千的過(guò)程中，只要她有向右的速度，她都有靠近聲源的趨勢(shì)，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她都感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向

11、左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她都感到音調(diào)變低，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤11解析：選BC.由振動(dòng)圖線(xiàn)可知T4 s，B對(duì)；振幅A2 cm，C對(duì)；由振動(dòng)周期性可知，x0和x1 cm的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)波沿x軸正向傳播時(shí)相差n1，(n0,1,2，)，當(dāng)波沿x軸負(fù)向傳播時(shí)則相差n1(n0,1,2)，故A錯(cuò)；由波速v知，D錯(cuò)12.解析：選CD.題中給出，每當(dāng)a點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)正好到達(dá)上方最大位移處，如圖所示，則ab間距離為或1或2，寫(xiě)出通式xab(k)(k0,1,2)，由此可得到波長(zhǎng)的可能值xab/(k)42/(k)，當(dāng)k0時(shí)，42 cm，56 cm，此為波長(zhǎng)最大值，k1時(shí)，24 cm，故本題正確答案選C、D. 二、

12、計(jì)算題13.解析：由題意可知，這兩列波的頻率相同，在同種均勻介質(zhì)中相遇會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，則處于1、2、3、4、5、6、7、8位置的各質(zhì)點(diǎn)到兩波源P、Q的距離差分別為(設(shè)波長(zhǎng)為，注意對(duì)稱(chēng)性)質(zhì)點(diǎn)1或7的x1；質(zhì)點(diǎn)2或6的x2；質(zhì)點(diǎn)3或5的x3；質(zhì)點(diǎn)4的x40；質(zhì)點(diǎn)8的x8.據(jù)干涉時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域應(yīng)滿(mǎn)足的條件為xn (n0,1,2)，可知處于4和8位置的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)振幅最大；振動(dòng)減弱區(qū)域應(yīng)滿(mǎn)足的條件為x(2n1) (n0,1,2)，可知處于2和6位置的質(zhì)點(diǎn)的振幅最小答案： 4和82和614(8分)解析：(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和波的傳播周期相等，T s0.4 s.(2)將波的平移和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相聯(lián)系，可求出

13、質(zhì)點(diǎn)a再一次回到t0時(shí)刻所處位置所需的時(shí)間t2×0.2 s2× s0.3 s.答案：(1)0.4 s(2)0.3 s15(12分) 解析：由圖象可知：8 m由3Tt2t14T知波傳播距離3x4，即n3(1)當(dāng)波向右傳播時(shí)，波傳播距離s(33)m(3×83) m27 m，v m/s54 m/s.(2)當(dāng)波向左傳播時(shí)，波傳播距離s(35) m(3×85) m29 m，v m/s58 m/s.(3)svt74×0.5 m37 m.因?yàn)閟37 m(45)m，所以波向左傳播答案：(1)54 m/s(2)58 m/s(3)向左16(12分) 解析：(1)從題圖乙中可以看出，t1.0 s內(nèi)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置向下振動(dòng)，由題圖甲可以判斷出此波沿x方向傳播(2)由題圖甲知4 m，由題圖乙知T1.0 s，所以波速v/T4.0 m/s.(3)經(jīng)3.5