2017-2018学年同步备课套餐之物理人教版选修3-4讲义：第十二章机械波章末检测

1、章末检测（第十二章）（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1 .在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝的宽度为0.5cm,所用水波的波长为5cm,则如图所示的衍射图样中正确的是（）=1答案C解析窄缝宽度0.5cm明显小于水波波长5cm,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.2 .下列物理现象：（1）在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；（2）“闻其声而不见其人”；（3）学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；（4）当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分别属于波

2、的（）A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B.折射、衍射、多普勒效应、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效应D.衍射、折射、干涉、多普勒效应答案A解析在春天里一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应.3.简谐机械波在给定的均匀介质中传播时，下列说法中正确的是（）A.振幅越大，则波传播的速度越快B.振幅越大，则波传播的速度越慢C.在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长D.振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短答

3、案D解析由公式v=T可知，波速与振幅没有直接的因果关系，所以A、B错误；质点在一个周期内的运动路程只与振幅有关，与波速无关，并不一定等于波长，故C错误；质点振动频率一1与波的频率相同，又T=f，故D正确.4.（多选）关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A.相隔一个周期的两个时刻，简谐波的图象相同B.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向C.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D.简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等答案AD解析对于横波，质点的振动方向和波的传播方向垂直，而纵波中质点的振动方向和波的传播方向在同一条直线上.质点的振动状态经过一个周期沿波的

4、传播方向移动一个波长，而不是质点本身沿波的传播方向移动一个波长.绳上相距半个波长的两质点位移总是大小相等、方向相反.5.如图1甲所示，是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，P是离原点xi=2m的一个介质质点，Q是离原点X2=4m的一个介质质点，此时离原点X3=6m的介质质点刚刚要开始振动.图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象（计时起点相同）.由此可知（）A.这列波的波长为入=2mB.乙图可能是图甲中质点Q的振动图象C.这列波的传播速度为v=3m/sD.这列波的波源起振方向为向上答案B4解析由题图甲读出波长44m,由图乙读出周期T=2s,波速v=：=T2m/s=2m/s,

5、故A、C错误；由图乙看出，t=0时刻，质点经过平衡位置向上，而图甲中，Q点也经过平衡位置向上运动，故乙图可能是图甲中质点Q的振动图象，故 B正确.波源的起振方向与X3=6m的质点在t=0时刻的振动方向相同，简谐波沿x轴正方向传播,则知X3=6m的质点在t=0时刻的振动方向向下，则波源的起振方向沿y轴负方向，故D错误.6.质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图2所示，振动在介质中产生的简谐横波沿X轴正方向传播，波速为1经过0.1s后的波形图为（）y/cm图2*v/cmsrzv1TA*y/cmj.A.,（）；/0.20.4xfrn（C答案C解析简谐横波沿x轴止方向传播，波源停

6、止振动后,简谐横波在介质中传播的总距离为x=vt=0.4m,振，由振动图象可知其振动方向沿y轴正方向，故7.一简谐机械横波沿x轴止方向传播，波长为飞.0m/s.0.3s后，此质点立即停止运动，再Fty/cmhwy/cmYT_/0.20.4TD波将继续在介质中匀速传播，0.4s内即0.4s时，x轴上0.4m处的质点刚好起C选项描述的波形图正确.周期为T.t=0时刻的波形如图3甲所示，a、b是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的力甲民动图象.卜列说法止确的是（）乙A.t=0时质点a的速度比质点b的大B.t=0时质点a的加速度比质点b的小C.图乙可以表示质点a的振动D.图乙可以表示质点b的振动答案D

7、解析题图甲为波动图象，题图乙为振动图象.t=0时刻，a质点在波峰位置，速度为零，加速度最大，b质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A、B错；在波的图象中,根据上下坡法可以判断出质点的振动方向，所以t=0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故选项C错，D对.8.（多选）如图4所示是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生干涉的示意图,实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确的是（）图4A. A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱B. B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动仍减弱C. C点为振动加强点，经过半个周期，这一点处于平衡位置D. D点为振动减弱点，经过半个周期，这

8、一点振动加强答案BC解析A点是波峰和波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强，故A错误；B点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱，故B正确；C点处于振动加强区，振动始终加强，经过半个周期，这一点将处于平衡位置，故C正确；D点为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱，故D错误.9.（多选）一列波源在x=0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02s,t0时刻的波形如图5所示.此时x=12cm处的质点P恰好开始振动.则（y/cm图5A.质点P开始振动时的方向沿y轴正方向B.波源开始振动时的方向沿y轴负方向C.此后一个周期内，质点P通过的路程为8cmD.这列波的波速为4m/s答案BD

9、解析质点P开始振动时的方向沿y轴负方向，则波源开始振动时的方向也沿y轴负方向,选项A错误，B正确；此后一个周期内，质点P通过的路程为4个振幅，为4X5cm=20cm,选项C错误；这列波的波长为8cm,波速v=，=4m/s,选项D正确.10 .（多选）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v=200m/s,已知t=0时波刚好传播到x=40m处，如图6所示.在x=400m处有一接收器（图中未画出）,则下列说法正确的是（）Jv/cm4,一里gmA.波源开始振动时方向沿y轴负方向0.6 mB.从t=0开始经0.15s,x=40m处的质点运动的路程为C.接收器在t=2s时才能接收到此波

10、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9Hz答案AB解析由题图知，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）,，一一入一一一一一3一.A对；由题图知入=20m,A=10cm,T=v=。s,而At1=0.15s=2所以x=40m处的质点经0.15s运动的路程为s=3><4A=6A=60cm=0.6m,B对；波由x=40m处传到x=，一一一，、Ax360400m处所需时间At=200s=1.8s,C错.当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收1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f=1=10Hz,D错.二、填空题（本题

11、共2小题，共14分）11 .（8分）图7为某一简谐横波在t=0时刻的波形图，由此可知该波沿传播，该时刻a、b、c三点中加速度最大的是点，若从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是点，若t=0.02s时，质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为m/s.,y/m2A456图7答案x轴正方向cc10012. （6分）如图8所示为一列简谐波某时刻的波形图.波向右传播，波速为2m/s.由图中所示时刻起，经过5.5s,质点A相对平衡位置的位移为m,通过的路程为m,波传播的距离是m.1Wm°X24567«9Jm图8答案0.22.211解析要求在At=5.5s内质点A通过的路程和位移，关键

12、是确定At=5.5s与周期T的关系.由一一入43.波的图象可直接读出仁4m,则T=v=2s=2s,At=241由波的传播万向知，此时A点振动方向向上，经过23T后，质点A将在负方向最大位移处，即为一0.2m,质点A在At时间内通过的路程为d=24x4A=2.2m.波在At内传播的距离为s=vAt=2X5.5m=11m.三、计算题（本题共4小题，共46分.计算时必须有必要的文字说明、方程式和重要解题步骤，有数值计算白要注明单位）13. （10分）如图9为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向.答案2.5m/s沿y轴正方向

13、解析由波形图可知，波长Q1.0m,则波速为v=T=2.5m/s.由“上下坡法”可知，P点的振动方向沿y轴正方向.14. (10分)一列简谐横波在ti=0时刻的波形图如图10所示，已知该波沿x轴正方向传播,在t2=0.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，求：v/cm图10波速v;(2)x=6m处的Q点第一次出现波谷的时刻t3.答案(1)5m/s(2)0.8s解析(1)由波形图可直接读出波长42m.根据带动法可判断t=0时刻P质点应向y轴负方向运动.由题意可知t211=7即0.7s=4则T=0.4s.根据v=Twv=04m/s=5m/s.(2)根据波形平移法，t1=0时刻x=2m的质点第一次到达波

14、谷，到t3时刻波谷沿波的传播62方向平移至x=6m的Q质点处，此时Q质点第一次出现波谷，由Ax=vAt得t3=s=50.8s.15. (12分)如图11为一列简谐波在力=0时刻的图象.此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且在t2=0.55s时刻质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处.试求：图11(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从力=0至t3=1.2s,波中质点N走过的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？答案(1)此波向左传播(2)2m/s(3)120cm2.5cm解析(1)质点M的运动方向沿y轴负方向，根据带动法知波向左传播._.3(2)由题图知入=0.4m；图中M质点

15、向下运动，经过24T恰好第3次到达y轴正万向最大位移处，t2=0.55s=(2+0.75)T,得T=0.2s,所以v="=2m/s.(3)从ti=0至t3=1.2s,经过时间为At=1.2s=6T,质点N走过的路程为s=6X4A=120cm,N还在图示位置，所以位移y=2.5cm.16. (14分)已知在ti时刻简谐横波的波形如图12中实线所示；在t2时刻该波的波形如图中虚线所示.t2-t1=0.02s,求：图12(1)该波可能的传播速度.(2)若已知T<t2-t1<2T,且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，求波速.若0.01s<T<0.02s,且从t1时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求波速.答案(1)向右传播时，v=100(3n+1)m/s(n=0,1,2,)向左传播时，v=100(3n+2)m/s(n=0,12)(2)500m/s(3)400m/s解析(1)由题图知壮6m,如果这列简谐横波是向右传播的，在t211内波形向右匀速传播11(n+3)入了(n+NA所以波速v=100(