人教版高中物理选修34 第十二章 机械波 单元检测

人教版高中物理选修3-4 第十二章机械波单元检测一、单选题1.如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是()A. a、b点振动加强，c、d点振动减弱B. a、c点振动加强，b、d点振动减弱C. a、d点振动加强，b、c点振动减弱D. a、b、c、d点的振动都加强2.轮船在进港途中的x -t图像如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()A. B.C. D.3.如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在某时刻波形图线，质点P在该时刻的速度为v，经过0.1s该质点的速度仍为v，再经过0.1s该质点的速度大小等于v的大小，而方向与v的方向相反，关于该波的传播下列叙述正确的是（）A. 若波沿x正方向传播，速度为10m/B. 若波沿x负方向传播，速度为10m/C. 若波沿x负方向传播，速度为20m/D. 若波沿x正方向传播，速度为10m/4.如图，P为直立于小河之中的一个实心桥墩，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，小河水面平静，现在S处于稳定拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（）A. 提高拍打水面的频率B. 降低拍打水面的频率C. 不需拍打，A也会振动起来D. 无论怎样拍打，A都不会振动起来5.在弹簧振子的小球上安置记录笔，当小球振动时便可在匀速移动的纸带上画出振动图像。

下图是两个弹簧振子在各自纸带上画出的曲线，若纸带N1和纸带N2移动的速度v1和v2的关系为v2=2v1，则纸带N1、N2上曲线所代表的振动的周期T1和T2的关系为( )A. T2=T1B. T2=2T1C. T2=T1/2D. T2=T1/46.下列说法正确的是（）A. 多普勒效应是声波特有的现象B. 如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些C. 激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D. 从本质上说，红外线、紫外线、X射线、β射线、γ射线都是电磁波7.声波能绕过某一建筑物传播，这是因为（）A. 声波是纵波B. 声波是横波C. 声波的波长较长D. 声波的频率较长8.（2019•北京）如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。

当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是（）A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m9.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示，一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间△t第一次出现如图（b）所示的波形，则该波的（）A. 周期为△t，波长为8LB. 周期为△t，波长为8LC. 周期为△t，波速为D. 周期为△t，波速为10.一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且沿y轴负方向振动．再过0.6s，质点Q第一次到达波峰．则下列说法正确的是（）A. 此波沿x轴正方向传播，且传播速度为60m/sB. 1s末质点P的位移为﹣0.2mC. 质点P的位移随时间变化的关系式为y=0.2cos（2πt）mD. 0〜0.9s时间内质点Q通过的路程为（0.8+ ）m11.一列简谐波沿x轴的正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波的P点至少再经过0.3s 才能到达波峰处，则以下说法正确的是（）①这列波的波长是5m②这列波的波速是10m/s③质点Q要经过0.7s才能第一次到达波峰处④质点Q到达波峰处时质点P也恰好到达波峰处A. 只有①、②对B. 只有②、③对C. 只有②、④对D. 只有②、③、④对12.如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知()A. B测波是衍射波B. A侧波速与B侧波速相等C. 减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D. 增大挡板间距离，衍射现象将更明显二、多选题13.机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波．关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是()A. 在横波中二者方向有时相同B. 在横波中二者方向一定不同C. 在纵波中二者方向有时相同D. 在纵波中二者方向一定不同14.一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点()A. D、E速度方向相同B. A、C速度方向相同C. 从此时算起，B比C先回到平衡位置D. 它们的加速度方向与波的传播方向无关15.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，t= s时的波形图如图中虚线所示，若波传播的速度v=8m/s，下列说法正确的是（）A. 这列波的周期为0.4sB. 这列波沿x轴负方向传播C. t=0时刻质点a沿y轴负方向运动D. 从t=0时刻开始质点a经0.25s通过的路程为0.4mE. x=2m处的质点的位移表达式为y=0.2sin4πt（m）16.由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。

波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。

已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15．8 m、14．6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____。

A. P、Q两质点运动的方向始终相同B. P、Q两质点运动的方向始终相反C. 当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D. 当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E. 当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰三、填空题17.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则t=0.15s时，质点P的运动方向是________；从t=0.10s到t=0.25s，该波沿________方向传播了________m18.空间中存在一列向右传播的简谐横波，波速为2m/s，在t=0时刻的波形如图1所示，则x=2.0m处质点的位移y﹣时间t关系表达式为________ cm．请在图2中画出该简谐横波t1=0.25s时刻的波形图．（至少画一个波长）19.只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长________，或者________时，才能观察到明显的衍射现象．四、解答题20.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cm．O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点．t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4 cm，质点A处于波峰位置：t= s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1 s时，质点A第一次回到平衡位置．求（i）简谐波的周期、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式．21.一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则：（i）若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？（ii）若t=0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45m的质点（未画出）第二次位于波峰？五、综合题22.如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1＝SS2，狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：（1）若闭上S1，只打开S2，会看到什么现象？（2）若S1、S2都打开，会发生什么现象？（3）若实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，哪些点振动最弱？23.在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4m的B、C两质点，t1=0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷．当t2=0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一，试求（1）该简谐横波的周期、波速各为多少？（2）若波速为27m/s，振幅为A，则以t2时刻为计时起点，写出质点C的振动方程？24.一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05 s时刻波形如图中虚线所示．求：（1）这列波的振幅和波长；（2）这列波的最小波速的大小和方向．答案解析部分一、单选题1.【答案】B2.【答案】A3.【答案】B4.【答案】B5.【答案】D6.【答案】C7.【答案】C8.【答案】B9.【答案】C10.【答案】D11.【答案】D12.【答案】B二、多选题13.【答案】B,C14.【答案】C,D15.【答案】B,C,D16.【答案】B,D,E三、填空题17.【答案】y轴负方向；x轴负向；618.【答案】y=﹣5sin2πt或y=5sin（2πt+π）19.【答案】相差不多；比波长更小四、解答题20.【答案】解：（i）设振动周期为T．由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T=4 s；由于质点O与A的距离5 m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t= s时回到平衡位置，而A在t=1 s时回到平衡位置，时间相差（）s．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度；利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长λ=vT=7.5×4m=30m．（ii）设质点O的位移随时间的变化关系为，将（i）中的解及题中的条件代入上式得，4=Acosφ，，联立以上两式得，，A=8cm．所以质点O的位移随时间的变化关系为：（国际单位制）答：（i）简谐波的周期为4s、波速为7.5m/s，波长为30m；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式（国际单位制）．21.【答案】解：（i）由振动图象乙可以看出，此波的周期为T=0.8s，所以频率为f= =1.25Hz因为发生稳定干涉现象的条件是两列波的频率相同，所以另一列波的频率为1.25Hz．（ii）由A点在t=0时刻向上振动，知波沿x轴正方向传播．由题图甲可知波长为λ=20m，由题图乙可知周期为T=0.8s，则波速为：v= = =25m/s当图中x=0处的波峰传到坐标为45m的质点时，该质点第二次位于波峰，所用时间为：t= = =1.8s答：（i）该波所遇到的波的频率为1.25Hz．（ii）从该时刻起再经1.8s时间坐标为45m的质点第二次位于波峰五、综合题22.【答案】（1）只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小，于是水面波在狭缝S2处发生明显的衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来．（2）由于，所以从波源发出的水波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，发生明显的干涉现象．（3）质点D是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动最强点，质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱．23.【答案】（1）解：首先可以判断，B、C相隔一个波长，根据因为在t1=0s时，B，C两个质点的位移为正的最大位移，而且B、C间有一个波谷．故波长λ=0.4m 如果波是从B向C传播的话，那么就是说在这段时间内波通过的位移是：x1=（n+ ）λ，所以波速为：v1= = =（4n+3）m/s，周期为：T1= = s （n=0，1，2，3，…）；如果波是从C向B传播的话，在这段时间内的位移为：x2=（n+ ）λ，波速为：v2= = =（4n+1）m/s，T2= s，（n=0，1，2，3，…）；答：该简谐横波从B向C传播时，周期、波速分别为：s、（4n+3）m/s，（n=0，1，2，3，…）；从C向B传播时，周期、波速分别为：s，（4n+1）m/s，（n=0，1，2，3，…）．（2）解：当v=27m/s时，满足v=（4n+3）m/s，所以根据前面所求的，可知波的传播方向是B向C 位移x=vt=27×0.1=2.7m=6 λ，所以C点在平衡位置，且向上运动则以t2时刻为计时起点，质点C的振动方程为：y=Asin t=Asin t=Asin5πt答：若波速为27m/s，则以t2时刻为计时起点，质点C的振动方程为y=Asin5πt．24.【答案】（1）由图可知振幅，波长.（2）若波向右传播，则时间内传播的距离速度若波向左传播，则时间内传播的距离速度显然当n取同一数值时，取，最小速度，方向向右．。