2019-2020年高中物理 第十二章 机械波综合检测（二）新人教版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理 第十二章 机械波综合检测（二）新人教版选修3-4一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题所给的四个选项中，第15题只有一个选项符合题目要求，第68题有多个选项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是()A旋转时蜂鸣器发声的频率变化了B由于旋转，改变了同学们听到的声音频率C蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动D音调的忽高忽低是由波的干涉造成的【解析】旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，故D错蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故A错，B对当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错【答案】B2在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝的宽度为0.5 cm，所用水波的波长为5 cm，则如图所示的衍射图样中正确的是()【解析】窄缝宽度0.5 cm明显小于水波波长5 cm，符合发生明显衍射的条件，且水波是以水中“某点”为中心的弧线，故只有选项C正确【答案】C3(xx全国高考)在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器两个扬声器连续发出波长为5 m的声波一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为()A2B4C6D8【解析】考虑两列波在传播过程中的干涉设该同学从中点出发向某一端点移动的距离为x，则两列波传到该同学所在位置的波程差s(25 mx)(25 mx)2x，因为0x10 m，则0s20 m，又因波长5 m，则s为整数倍的位置有5个，5个位置之间有4个间隔，所以人感觉到声音由强变弱的次数为4次，选项B正确【答案】B4(xx重庆高考)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为()A4 m、6 m和8 mB6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12m D4 m、8 m和12 m【解析】根据题意，两质点之间的波峰只有一个，可能情况有：6 m，12 m6 m6 m，4 m，故选项C正确【答案】C5(xx天津高考)平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP3.5 m、xQ3 m当S位移为负且向y方向运动时，P、Q两质点的()A位移方向相同、速度方向相反B位移方向相同、速度方向相同C位移方向相反、速度方向相反D位移方向相反、速度方向相同【解析】根据波的传播情况推断出各质点的振动情况由题意可知，此波的波长为 m2 m，xP3.5 m，当波源位移为负且向y方向运动时，P质点位移为负，速度沿y方向；|xQ|3 m，故Q质点位移为正，速度沿y方向，故D正确【答案】D6(xx大纲全国卷)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅【解析】利用波的干涉特点解题A.波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1A2|，故选项A正确；B.波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；C.振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误；D.波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确【答案】AD7(xx邯郸高二检测)如图1所示，一列简谐横波在x轴上传播图甲和图乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab6 m下列判断正确的是()甲乙图1A波一定沿x轴正方向传播B波长可能是8 mC波速一定是6 m/sD波速可能是2 m/s【解析】波的传播方向可能向x或x方向传播，A错ab之间的距离可能是(n)或(n)，周期为4 s，波长可能为8 m，波速可能为2 m/s，C错，B、D正确【答案】BD8(xx河南豫北联考)在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图2，其波速为5 m/s，则下列说法正确的是()图2A此时P(2 m，0 cm)、Q(2 m，0 cm)两点运动方向相同B再经过0.5 s质点N刚好在(5 m，20 cm)位置C能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 HzD波的频率与波源的振动频率无关【解析】由同侧法可得P、Q两点振动方向均为y轴负方向，所以A正确由题图知2 m，由v得T0.4 s，所以t0.5 s1T时，由平移法可得波再传播1，N处于波峰，B项正确因该波的频率f2.5 Hz，所以频率为3 Hz的横波不满足干涉条件，C错误因波源振动一个周期波传播一个波长的距离，故波的频率必与波源的振动频率相同，D错误【答案】AB二、非选择题(本题共5小题，共52分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9(8分)如图3所示为S1、S2两个相干波源产生的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅都为10 cm，则图示时刻P点的振动方向垂直于纸面_(选填“向上”或“向下”)，P点的振幅为_ cm.图3【答案】向下2010(10分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图4所示，介质中质点P、Q分别位于x2 m、x4 m处从t0时刻开始计时，当t15 s时质点Q刚好第4次到达波峰图4(1)求波速；(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)【解析】(1)设简谐横波的波速为v，波长为，周期为T，由图象知，4 m由题意知t3TTv联立式，代入数据得v1 m/s.(2)质点P做简谐运动的表达式为y0.2 sin(0.5 t) m.【答案】(1)1 m/s(2)y0.2 sin(0.5 t) m11(10分)(xx保定检测)一列简谐横波在t10时刻的波形如图5所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t20.7 s末时，质点P刚好出现第二次波峰，试求：图5(1)波速v；(2)x坐标为6 m的Q点第一次出现波谷的时刻t3.【解析】(1)设该波周期为T，则TT0.7T0.4 (s)，故v5 (m/s)(2)当t0时刻，x坐标为2 m处在波谷平移到Q点时，Q点第一次出现波谷tx/v4/50.8 (s)【答案】(1)5 m/s(2)0.8 s12(12分)(xx昆明高二检测)P、Q是一列简谐横波中的质点，相距30 m，各自的振动图象如图6所示图6(1)此列波的频率f为多大？(2)如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么波长为多大？波速v为多大？【解析】(1)由图象可知周期T为4 s，所以频率f Hz0.25 Hz.(2)如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么应该有：30 m，所以40 m，波速为：v10 m/s.【答案】(1)0.25 Hz(2)40 m10 m/s13(12分)如图7中实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：3Tt2t14T.问：图7(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？【解析】由题图知8 m，已知3Tt2t14T.(1)当波向右传播时，波传播距离s(33) m(383) m27 m，v m/s54 m/s.(2)当波向左传播时，波传播距离s(35) m(385) m29 m.v m/s58 m/s.(3)svt740.5 m37 m因为s37 m(45) m，所以波向左传播【答案】(1)54 m/s(2)58 m/s(3)向左