高中物理 第12章 光檢測(cè)試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第12章光檢測(cè)試題新人教版選修3-4本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．關(guān)于機(jī)械波，紫珠、藍(lán)仔、白胖、黃娃四位同學(xué)各自發(fā)表了自己的觀點(diǎn)：①紫珠說(shuō)：樹(shù)葉在水面上下振動(dòng)，說(shuō)明機(jī)械波并不向外傳遞介質(zhì)②藍(lán)仔說(shuō)：只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象③白胖說(shuō)：只有橫波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生干涉現(xiàn)象④黃娃說(shuō)：機(jī)械波的頻率由波源決定他們的觀點(diǎn)正確的是()A．①② B．②③C．③④ D．①④答案：D解析：機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)形式向外傳播，是能量向外傳遞，介質(zhì)只在各自平衡位置附近振動(dòng)，不向外傳遞，故①正確；衍射、干涉是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射、干涉現(xiàn)象，故②、③錯(cuò)誤；由機(jī)械波的性質(zhì)可知，機(jī)械波的頻率由波源決定，故④正確。故選項(xiàng)D正確。2．如圖所示是同一機(jī)械波在兩種不同介質(zhì)中傳播的波動(dòng)圖象，從圖中可以直接觀察到發(fā)生變化的物理量是()A．波速 D．頻率C．周期 D．波長(zhǎng)答案：D解析：同一機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播的頻率、周期相同，從圖上能觀察到波長(zhǎng)發(fā)生了變化，由v＝λf知波速同時(shí)也變化了，故只有D項(xiàng)正確。3．(濰坊市～學(xué)年高二下學(xué)期三校聯(lián)考)用手握住較長(zhǎng)軟繩的一端連續(xù)上下抖動(dòng)，形成一列簡(jiǎn)諧橫波。某一時(shí)刻的波形如圖所示，繩上a、b兩質(zhì)點(diǎn)均處于波峰位置。下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)之間的距離為半個(gè)波長(zhǎng)B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)振動(dòng)開(kāi)始時(shí)刻相差半個(gè)周期C．b點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)多一次D．b點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)少一次答案：D解析：由于a、b兩質(zhì)點(diǎn)是振動(dòng)情況完全相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)，所以兩者距離為一個(gè)波長(zhǎng)，A錯(cuò)；波傳播一個(gè)波長(zhǎng)所用的時(shí)間為一個(gè)周期，故B錯(cuò)；由于波從a傳到b，故a點(diǎn)比b點(diǎn)的全振動(dòng)次數(shù)多一次，C錯(cuò)，D對(duì)。4．老師為演示簡(jiǎn)諧橫波的形成過(guò)程，挑了30個(gè)身高差不多的同學(xué)在操場(chǎng)上排成一排，相鄰?fù)瑢W(xué)間隔0.5m，然后從排頭的同學(xué)開(kāi)始，周期性地做蹲下、站起的動(dòng)作，后面的同學(xué)比前面的同學(xué)遲0.5s開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并一個(gè)一個(gè)依次向后傳，每位同學(xué)完成一次蹲下、站起的動(dòng)作用時(shí)4s，則()A．為使模擬較為成功，同學(xué)們應(yīng)盡量勻速地蹲下、站起B(yǎng)．從第一位同學(xué)開(kāi)始到“波”傳到最后一位用時(shí)15sC．第一位同學(xué)和第五位同學(xué)的動(dòng)作總是相反D．第一位同學(xué)和第四位同學(xué)的動(dòng)作總是相反答案：C解析：每位同學(xué)在蹲下、站起過(guò)程中應(yīng)是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；從第一位傳到最后一位用時(shí)29個(gè)0.5s，即14.5s，B錯(cuò)誤；第一位同學(xué)和第五位同學(xué)的動(dòng)作總是相反，D錯(cuò)誤，C正確。5．(煙臺(tái)市～學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是()A．沿x軸負(fù)方向，60m/s D．沿x軸正方向，60m/sC．沿x軸負(fù)方向，30m/s D．沿x軸負(fù)方向，30m/s答案：A解析：該題考查了對(duì)振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的理解，同時(shí)考查了振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系，解題的關(guān)鍵是要掌握波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系。由“上下坡”法或“帶動(dòng)法”可以判斷，波沿x軸的負(fù)方向傳播，由波動(dòng)圖象可知波長(zhǎng)λ＝24m，由振動(dòng)圖象可知周期T＝0.4s，則波速v＝eq\f(λ,T)＝60m/s,故A選項(xiàng)正確。6．(河北衡水中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期二調(diào))一列簡(jiǎn)諧橫波以1m/s的速率沿繩子由A向B傳播，質(zhì)點(diǎn)A、B間的水平距離x＝3m，如圖甲所示。若t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A剛從平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示。則B點(diǎn)的振動(dòng)圖象為下面四個(gè)圖中的()答案：B解析：該波由A傳到B所需時(shí)間為t＝eq\f(x,v)＝3s，所以質(zhì)點(diǎn)B在t＝3s時(shí)才開(kāi)始振動(dòng)，且振動(dòng)情況重復(fù)質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)，即振動(dòng)方向?yàn)橛善胶馕恢孟蛏险駝?dòng)。故選B。7．如圖表示兩列同頻率相干水波在t＝0時(shí)刻的疊加情況，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，已知兩列波的振幅均為2cm(且在圖中所示范圍內(nèi)振幅不變)，波速為2m/s，波長(zhǎng)為0.4m，E點(diǎn)為BD連線和AC連線的交點(diǎn)。下列敘述正確的是()A．A、C兩點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)的B．振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)只有B、E、DC．直線BD上的所有點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)的D．B、D兩點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差為8cm答案：CD解析：A、C兩點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，A錯(cuò)誤；直線BD上的所有點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，B錯(cuò)，C對(duì)；B點(diǎn)是波谷與波谷相遇，D點(diǎn)是波峰與波峰相遇，所以B、D兩點(diǎn)該時(shí)刻豎直高度相差8cm，D正確。8．(紹興一中～學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)小孔，O是波源，圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰的波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列描述正確的是()A．此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象C．擋板前后波紋之間距離相等D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，一定能明顯觀察到衍射現(xiàn)象答案：ABC解析：由圖可看出孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多，所以能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象，A、C對(duì)；如將孔擴(kuò)大到跟波長(zhǎng)相差很多，則觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，B對(duì)；若增大波源頻率，則波長(zhǎng)減小，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，D錯(cuò)。9．在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)，如圖甲所示。一列橫波沿該直線向右傳播，t＝0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間Δt第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形，則該波的()A．周期為Δt，波長(zhǎng)為8B．周期為eq\f(2,3)Δt，波長(zhǎng)為8LC．周期為eq\f(2,3)Δt，波速為eq\f(12L,Δt)D．周期為Δt，波速為eq\f(8L,Δt)答案：BC解析：因質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)方向向下，故經(jīng)Δt時(shí)間第一次出現(xiàn)圖示波形時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)9之間恰好是一個(gè)波長(zhǎng)，說(shuō)明波由質(zhì)點(diǎn)1傳播到質(zhì)點(diǎn)9需要一個(gè)周期的時(shí)間，但質(zhì)點(diǎn)9剛開(kāi)始振動(dòng)的方向是向下振動(dòng)，而波形圖中質(zhì)點(diǎn)9是向上振動(dòng)的，說(shuō)明波傳播到質(zhì)點(diǎn)9后又振動(dòng)了半個(gè)周期，故有eq\f(3,2)T＝Δt，T＝eq\f(2,3)Δt，由圖知，λ＝8L，由v＝eq\f(λ,T)得，v＝eq\f(12L,Δt)，故BC正確。10．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，圖(a)是t＝0時(shí)刻的波形圖，圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。由此可知，這兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離可能是()A.eq\f(1,3)m B.eq\f(2,3)mC．1m D.eq\f(4,3)m答案：BD解析：本題考查波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的知識(shí)，解題關(guān)鍵是由波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象解讀出有關(guān)信息。圖(b)所示質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)在正向最大位移處，圖(c)所示質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)，x＝－0.05m，運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，結(jié)合波形圖線到對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，如圖所示，若圖(b)所示質(zhì)點(diǎn)為圖中左側(cè)波峰上的點(diǎn)，則兩點(diǎn)距離為eq\f(4,3)m，選項(xiàng)D正確；若圖(b)所示質(zhì)點(diǎn)為圖中右側(cè)波峰上的點(diǎn)，則兩點(diǎn)距離為eq\f(2,3)m，選項(xiàng)B正確。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11．下列現(xiàn)象屬于聲波的什么現(xiàn)象或利用了聲波的什么性質(zhì)，請(qǐng)?zhí)钤跈M線上。A．夏日雷聲，有時(shí)轟鳴不絕________。B．聞其聲而不見(jiàn)其人________。C．圍繞正在發(fā)聲的音叉走一圈，就會(huì)聽(tīng)到聲音忽強(qiáng)忽弱________。D．在較大的空房子里講話，有時(shí)會(huì)余音繚繞________。E．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去，這是利用了聲波的________。F．用超聲波探傷儀探查金屬內(nèi)部的缺陷，是利用了它的________。G．用聲吶可以確定潛艇、魚(yú)群的位置或海水深度________。答案：A.反射；B.衍射；C.干涉；D.反射；E.多普勒效應(yīng)；F.穿透本領(lǐng)；G.超聲波波長(zhǎng)短，直線傳播，反射性好。12.如圖所示為聲波干涉演示儀的原理圖。兩個(gè)U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔，聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率________的波。當(dāng)聲波分別通過(guò)A、B傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅________；若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，則此處聲波的振幅____________________________。答案：相同等于零等于原振幅的2倍解析：聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)向上向下分別形成兩列頻率相同的波，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng)，則振動(dòng)相消，所以此處振幅為零；若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)加強(qiáng)，則此處聲波的振幅為原振幅的2倍。13．(·青島市高三模擬)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖(a)所示，x＝0.30m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖(b)所示，該質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸________(填“正向”或“負(fù)向”)。已知該波的波長(zhǎng)大于0.30m，則該波的波長(zhǎng)為_(kāi)_______m。答案：正向；0.8解析：考查波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象，解題的關(guān)鍵是弄清振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系。由圖(b)可得，該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)沿y軸正向運(yùn)動(dòng)；結(jié)合兩圖知，t＝0時(shí)刻，x＝0.30cm的質(zhì)點(diǎn)應(yīng)為P，如圖所示，顯然eq\f(3,8)λ＝0.30m，得λ＝0.8m。三、論述·計(jì)算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分，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)14．(10分)甲、乙二人分乘兩只船在湖中釣魚(yú)，兩船相距24m，有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動(dòng)10次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有一個(gè)波峰，則此水波的波速為多少？若此波在傳播過(guò)程中遇到一根豎立的電線桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？答案：eq\f(8,3)m/s會(huì)發(fā)生解析：由題意可知T＝eq\f(60,10)s＝6s。設(shè)此波的波長(zhǎng)為λ，則有24＝λ＋eq\f(λ,2)，λ＝16(m)∴v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(16,6)m/s＝eq\f(8,3)m/s。由于λ＝16m大于豎立電線桿的尺寸，所以當(dāng)波通過(guò)豎立的電線桿時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。15．(10分)(南京市～學(xué)年高二下學(xué)期三校聯(lián)考)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x＝2m、x＝4m處。從t＝0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝15s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰。(1)求波速。(2)寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過(guò)程)。答案：(1)1m/s(2)y＝0.2sin(0.5πt)m解析：(1)設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的速度為v，波長(zhǎng)為λ，周期為T(mén)，由圖象知，λ＝4m，由題意知t＝3T＋eq\f(3,4)T①v＝eq\f(λ,T)②聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得v＝1m/s③(2)質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.2sin(0.5πt)m④16．(11分)漁船常利用超聲波來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)處魚(yú)群的方位，已知某超聲波頻率為1.0×105Hz，某時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動(dòng)圖象如圖所示。(1)從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，畫(huà)出x＝7.5×10－3m(2)現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚(yú)群往返一次所用時(shí)間為4s，求魚(yú)群與漁船間的距離(忽略船和魚(yú)群的運(yùn)動(dòng))。答案：(1)見(jiàn)解析(2)3000m解析：(1)因?yàn)槌暡ǖ念l率為f＝1.0×105Hz，所以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T＝eq\f(1,f)＝10－5sx＝7.5×10－3m(2)因?yàn)槌暡ǖ念l率為f＝1.0×105Hz，由波的圖象可知超聲波的波長(zhǎng)λ＝15×10－3m，v＝λf可得超聲波的速度v＝λf＝15×10－3×1.0×105m所以魚(yú)群與漁船間的距離x＝eq\f(vt,2)＝eq\f(1500×4,2)m＝3000m17．(11分)如圖甲所示是一列沿＋x方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波形圖，已知波速v＝2m/s，質(zhì)點(diǎn)PQ相距3.2m。求：(1)