2019_2020学年高中物理第12章机械波单元测试含解析新人教版选修3_4

1、高中物理第12章机械波:单元测试（时间60分钟 满分100分）一、选择题（本题共16小题，每小题5分，共80分，每小题至少有一个选项正确，全 部选对的得5分，漏选的得2分，错选的得。分）1. 介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（）A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动方向一定垂直于波的传播方向C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源的振动频率解析 简谐机械波介质中的各质点都做简谐运动，其速度按照正弦或余弦规律变化，与 波的传播速度是两码事，A项错误；横波中质点的振动方向垂直于波的传播方向，而纵波中 质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，B项错误：

2、简谐机械波介质中的各质点一个 周期内走过的路程等于四个振幅，而波一个周期传播的距离等于一个波长，C项错误；机械 波介质中的各质点做简谐运动的频率相等，都等于波源的振动频率，所以D项正确.答案D2. 关于干涉和衍射现象的正确说法是（）A.两列波在介质中叠加一定产生干涉现象B.因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象C.叠加规律运用于一切波D.只有频率相同的两列波叠加才能产生稳定的干涉现象解析 频率相同是产生干涉的必要条件，故A选项错误，D选项正确；一切波在任何条 件下都会发生衍射现象，但只有障碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长小，衍射现象才能 明显，故B选项错误；波的会加，

3、没有条件限制，故C选项正确.答案CD3.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷.此刻，是 波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（）A.该时刻质点。正处在平衡位置B. A N两质点始终处在平衡位置C.随着时间的推移，质点M向。点处移动D.从该时刻起，经过四分之一周期，质点"到达平衡位置解析本题考查对干涉图样的认识.由题图可知，图中。、为振动加强点，此时刻。 处于波谷，J/处于波峰，因此A项错误.吊尸为减弱点，又因两列波振幅相同，因此，M P 两点振幅为零，即两质点始终处于平衡位置，B项正确.质点不会随波向前推移，C项不正 确.从该时刻经;周期，两列波在M点分别

4、引起的振动都位于平衡位置，故"点位于平衡位 置,D项正确.答案BD4. 一振动周期为7、振幅为从位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐 运动.该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为巴传播过程中无能量损失.一 段时间后，该振动传播至某质点只关于质点尸振动的说法正确的是（）A.振幅一定为月B.周期一定为7C.速度的最大值一定为/D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若产点与波源距离s=v7,则质点尸的位移与波源的相同解析 因传播过程中无能量损失，则质点尸的振幅与波源的振幅相同，A项正确：机械 波中各个质点振动的周期与波源振动的周期相同，B项正确；机械

5、波的波速与质点的振速是 两个不同的概念，C项错误；质点尸起振的方向与波源起振的方向相同，沿y轴正方向，D 项错误；由机械波空间与时间上的周期性可知，E项正确.答案ABE5. 一列简谐横波在x轴上传播，某时刻波形如图所示，关于波的传播方向与质点a、枚 。、d、e的运动情况，下列叙述正确的是（）A.若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将减小B.若波沿x轴负方向传播，。将向下运动C.若e比，先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播D.若波沿x轴正方向传播，再经过半个周期6将移到目现在的位置解析 若波沿x轴正方向传播，则a向下运动，速度增大；e比d迟回到平衡位置：b 不随波迁移到d,而是在平衡位置附近上下振

6、动.答案B6.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速y=200n）/s,已知 £=0时波刚好传播到x=40 m处，如图所示.在.Y=400 m处有一接收器（图中未画出），则A.波源开始振动时方向沿y轴正方向B.从匕=0开始经0.15 s, x=4Q m的质点运动的路程为0. 6 mC.接收器在t=2 s时才能接收到此波D.若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz解析 由图知,x=40m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下（y轴负向），兀3A 】取错：由图知4=20 m, A= 10 cm, T= =0. 1 s iflj ti=0. 15

7、 s=7 所以 x=40 m v23的质点0. 15 s运动的路程为s=-X4J=6J=60 cm=0. 6 m, B项对；波由x=40 m处传到-y=400 m处所需时间A t=-= s = 1.8 s, C项错.当波源向十轴正向运动时，波源 v 200将靠近接收器，由多普勒效应知，接收器收到的频率将大于波源频率，而波源频率为代=%310 Hz, D项错误.答案B7 .在某一均匀介质中由波源。发出的简谐横波在x釉上传播，某时刻的波形如图，其 波速为5in/s,则下列说法正确的是（）A.此时P（2 m, 0 cm） > 0（2 m, 0 cm）两点运动方向相同8 .再经过0.5 s质点N

8、刚好在（-5叫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 由同侧法可得尸、。两点振动方向均为p轴负方向，所以A项正确.由题图知4 =2m,由v=/,得7= 一 =0.4s,所以£=0. 5 s=l：T时，由平移法可得波再传播1；4， N处于波峰，B项正确.因该波的频率4：=2. 5 Hz,所以频率为3 Hz的横波不满足干涉 条件，C项错误.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项错误.答案AB8. 一列简谐横波，在2=0时波形如图所示，A。两点的坐标分别为（- 1,0）、（-7,0）, 波

9、的传播方向由右向左，已知£=0.7 s,产点第二次出现波峰，则（）A y/cmA. t=0.9 s, 0点第一次出现波峰B. r=1.2 s,。点第一次出现波峰C.振源起振方向一定向上D.质点0位于波峰时，质点尸位于波谷解析 由图知波长4=4 m,第二个波峰到达2点所需时间为:X0. 7 s,有70. 4 s,A 4波速v=t m/s = 10 m/s.第一个波峰传播到0，传播距离A x=2 m ( 7) m=9 m, 1 J *Ay 91所需时间A f=-=77 s = 0.9s,故A选项正确,B选项错误.AQ两点间距6 m=(l+j) 3 v 102振动情况相反，选项D正确.波的

10、最前方x=l m处的质点正处于平衡位置向上运动，由此 可知波源起振方向向上，选项C正确.答案ACD9.在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为 0.1 m,如图甲所示，一列横波沿该直线向右传播，2=0时到达质点1,质点1开始向下运 动，振幅为0.2 m,经过时间0.3 s第一次出现如图乙所示的波形.则()甲乙A.第9个质点的起振方向向上B.该波的周期为0.2 sC.该波的波速为4 m/sD.在介质中还有一质点产，距质点1的距离为10 m,则再经2. 35 s2点处于波峰解析 由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下.根据2=0.3 s时 的波形图可知

11、，0.3 s内传播了 Ax=L5 4=1.2 m,故波速/=髯m/s=4 m/s.质点的振动周期等于波传播的周期70.2 s. L U. Jt=0. 3 S时，最前而的波峰为质点7,故波峰传到尸点的时间A t=1Q .0-6 s=2. 35 s.答案BCD10.位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿牙轴正方向传播的简谐横波，波速r=40 Ws,已知£=0时刻波刚好传播到y=13 m处，部分波形图如图所示，下列说法正确的是 ()A.波源S开始振动的方向沿y轴正方向B.亡=0.45 s时，x=9 m处的质点的位移为零C. t=0. 45 S时，波刚好传播到*=18 m处D. t=0. 45

12、 s时，波刚好传播到x=31 m处解析 已知波沿X轴正方向传播，结合波形图可知，X=13m处质点的起振方向沿y轴 正方向，所以波源S开始振动的方向沿y轴正方向，选项A正确：由图可知，波长1=8m, 周期？='=0.2 s,根据波的传播方向可知，£=0时刻，x=9m处的质点正从平衡位置向 v下运动，经过0. 45 s=2. 257即£=0. 45 S时刻，该质点位于波谷，选项B错误；t=0. 45 s 时，波刚好传播到y=13 m+rt=31 m处，选项C错误，选项D正确.答案AD11 . 一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.1 s时的波形如图中所示，图乙是*=4m

13、A.简谐横波是沿x轴负方向传播B.简谐横波的波速为10 m/sC.在£=0.5 s时，x=2 m处的质点到达平衡位置，沿y轴负方向运动D.经过0.4 s, x=2 m处的质点经过的路程为20 m解析,=0.1 s时x=4m处的质点的振动方向沿y轴正方向，所以简谐横波是沿x轴 负方向传播，A项正确：根据图像可知波长4=4 m,周期7=0.4 s,所以波速为10 m/s,B项正确；在£=0.1 s时，x=2 m处的质点在平衡位置，沿y轴负方向运动，所以再过一个周期又回到原位置，C项正确：经过0.4s, x=2m处的质点经过的路程为4片=20 cm, D项正确.答案 ABCD12

14、 . 一列简谐波沿x轴正方向传播，在9=0时波形如图所示，己知波速为10 m/s.则9=0.1 s时正确的波形应是（）解析1 m=l m11=1人，故将原波形图沿波的传播方向（即X轴正方向）平移,4即可，故选项C正确，选项A、B、D错误.答案C13 .在学校运动场上50 1n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51n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（）B. 4D. 8A. 2C. 6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

15、波传到该同学所在位置的波程差As=（25m+x）-（25m-x）=2x,因为OWxWlO m,则0WAsW20m,又因波长，l=5m,则As为乂整数倍的位置有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B14 .如图所示，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、6两质点 的振动图像，且加=6m.下列判断正确的是（）a bB.波长可能是8 mC.波速一定是6 m/sD.波速可能是2 ra/s解析 波的传播方向可能向+ x或一x方向传播,A项错.ab之间的距离可能是（a+号A3或G+P 4,周期为4 S,波长可能为8 m,波速可能为2 m/s

16、, C项错，B、D项正确.答案BD15.在0点有一波源，2=0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波.亡尸4 s时, 距离。点为3 m的月点第一次达到波峰；tz=7 s时，距离0点为4 m的6点第一次达到波 谷.则以下说法正确的是（）A.该横波的波长为2 mB.该横波的周期为4 sC.该横波的波速为1 m/sD.距离。点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析 设波速为入周期为T,由题意得由以上两式，得。=lm/s, 7=4 s, B、C项均正确，该波波长为4 = v7=4m, A项错误：波传播5 1n所用时间为=5 s,所以£=5 s时,距离。点为5 m的质点开始振动

17、且振动方向向上，D项错误.答案BC16. 一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m,振幅为A ,当坐标为x=0处质元的位移 为一半月且向y轴负方向运动时，坐标为x=0. 4 m处质元的位移为乎儿当坐标为x=0.2 m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4 m处质元的位移和运动方向分别为 （）A. 一）、沿y轴正方向B.一/、沿y轴负方向C.、沿y釉正方向D.、沿y轴负方向解析 分别画出两个状态的波形图，很容易得波向x轴正方向传播，两个状态的波形图 关于x轴对称，可知本题正确的只有C项.答案C二、非选择题（有2个题，共20分）17. （10分）如图所示，甲图为某波源的振动图像，乙图

18、是该波源产生的横波在某时刻 的波形图，波动图的。点表示波源.问：y/cm5(D这列波的波速多大？若波向右传播，当波动图中质点。第一次到达平衡位置且向上运动时，质点尸已经 经过了多少路程?解析(1)由振动图像可知周期r=0.2 s,由波动图像可知波长久=0.2 m则由波速公式，可得r=y=l m/s.(2)乙图时刻到0第一次到达平衡位置且向上运动的时间5 T所以尸点一共振动了 0.4 s+0. 1 s=0.5 s=-可得尸点经过的路程为5X2月=5X2X0. 05 m=0. 5 m.答案(1)1 m/s (2)0.5 m18.(10分)如图中实线是一列简谐横波在心=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=0. 5 s时刻的波形，这列波的周期T满足：3ZK一 *47,问:(1)若