20192020学年高中物理第十二章检测(A)(含解析)新人教选修34

20192020学年高中物理第十二章检测(A)(含分析)新人教版选修3420192020学年高中物理第十二章检测(A)(含分析)新人教版选修3410/10肆PAGE10莅膇螅薀莀蒃蒀膃螆20192020学年高中物理第十二章检测(A)(含分析)新人教版选修34第十二章检测(A)

(时间:90分钟满分:100分)

一、选择题(本题包含10小题,每题4分,共40分。在每题给出的四个选项中,有的小题只有

一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选

的得0分)

1以下对机械波的认识正确的选项是()

形成机械波必然要有振源和介质

振源做简谐运动形成的波中,各质点的运动情况完好同样

,处于波峰的质点也向右迁移

,右方的质点比左方的质点早一些振动

分析：振源和介质是形成机械波的两个必不可以少的条件,应选项A正确。简谐运动在介质中流传时,

沿波的流传方向上,后边的质点比前面的质点总要晚一些开始振动,但质点自己其实不随波的流传而

发生迁移,而且各质点的振动步伐不一致,应选项B、C、D错误。

答案：A

2关于波速的说法正确的选项是()

分析：波速指的是波的流传速度,波流传的是振动形式和能量,波速的大小可是由介质决定,与波源

的振动频率没关,故正确选项为B。

答案：B

1

3简谐机械波在给定的介质中流传时,以下说法正确的选项是()

A.振幅越大,则波流传的速度越快

B.振幅越大,则波流传的速度越慢

C.在一个周期内,振动质点走过的行程等于一个波长

D.振动的频率越高,则波流传一个波长的距离所用的时间越短

分析：波速的大小由介质自己的性质决定,与振幅没关,因此选项A、B错误;由于振动质点做简谐

运动,在一个周期内,振动质点走过的行程等于振幅的4倍,因此选项C错误;由于经过一个周期T,

振动在介质中流传的距离等于一个波长λ,因此振动的频率越高,则波流传一个波长的距离所用的

时间越短,即选项D正确。

答案：D

4一列横波沿水平放置的弹性绳向右流传,绳上两质点A、B的平衡地址相距3波长,B位于A右方。4t时辰A位于平衡地址上方且向上运动,再经过1周期,B位于平衡地址()4

A.上方且向上运动B.上方且向下运动C.下方且向上运动D.下方且向下运动分析：、B之间的距离为3,时辰后再经过1,依照波形自左向右平移1,可知此时质点B的A4????4??4??振动与t时辰质点A右侧42??=??的振动情况同样,依照相差半个波长振动步伐相反可判断此时质2点B位于平衡地址下方且向下运动,D项正确。答案：D5在水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子振动频率是5Hz,水波在水槽中的流传速度为0.05m/s,为观察到显然的衍射现象,小孔直径d应为()C.d>1cmD.d<1cm

2

??分析：在水槽中激发的水波波长为λ=??=5m=0.01m=1cm。要求在小孔后产生显然的衍射现象,

应取小孔的尺寸小于波长。

答案：D

6(2018北京卷)以下列图,一列简谐横波向右流传,P、Q两质点平衡地址相距0.15m。当P运动

到上方最大位移处时,Q恰巧运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是()

.60m.30m

.20m.15m

答案：B

7关于振动和波的关系,以下说法错误的选项是()

A.有振动必然有波B.有波必然有振动

C.没有振动就不会有波D.没有波就不会有振动

分析：产生波的两个条件是振动与流传振动的介质,故错误的选项是A、D。

答案：AD

8关于机械波的看法,以下说法正确的选项是()

质点振动的方向总是垂直于波流传的方向

简谐横波沿长绳流传,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等

C.任一振动质点每经过一个周期沿波的流传方向搬动一个波长

D.相隔一个周期的两时辰,波形同样

分析：质点振动的方向可与波的流传方向垂直(横波),也可与波的流传方向共线(纵波),故A错误。

由于“相距一个波长的两质点振动位移大小相等、方向同样;相距半个波长的两质点振动位移大小

3

相等、方向相反”,因此B正确。波每经过一个周期要向前流传一个波长,但介质中各质点其实不随

波迁移,可是在各自的平衡地址周边振动,C错误。在波的流传过程中,介质中各质点做周期性的振

动,因此相隔一个周期的两时辰,波形同样,因此D正确。答案：BD

9两列频率同样、振幅也同样的波发生干涉,以下说法正确的选项是()

A.波峰与波峰相遇时,质点振动加强;波谷与波谷相遇时,质点振动减弱

B.波峰与波峰相遇处,质点总是位于波峰

C.波峰与波峰相遇处,质点在此后时辰的位移也能出现零

D.波谷与波峰相遇的质点的位移总是零

分析：波峰与波峰相遇时和波谷与波谷相遇时,质点振动都加强,A错误;波峰与波峰相遇处的质点此刻位于波峰,而该质点仍在不停地振动,其实不是向来停在波峰处,B错误,C正确;因两列波频率相

同、振幅也同样,因此波谷与波峰相遇处的质点在此处的振动方向向来相反,而且位移大小相等,所

以此后该质点的位移总是零,D正确。

答案：CD

10一列横波在t=0时辰的波形如图中实线所示,在t=1s时辰的波形如图中虚线所示。由此可

以判断此波的()

A.波长必然是4cmB.周期必然是4s

C.振幅必然是2cmD.流传速度必然是1cm/s

分析：由图象可直接读出该波的波长λ=4cm,振幅为2cm,应选项A、C正确。但本题中未说明波的

1流传方向,如波沿x轴正向流传,流传时间t=(??+4)??

4

4又t=1s,得T=4??+1s(n=0,1,2,3,)

波速v=????=(4??+1)m/s(n=0,1,2,3,)3如波沿x轴负向流传,流传时间t=(??+4)??

又t=1s,得=4s(0,1,2,3,)T4??+3n=波速v=????=(4??+3)m/s(n=0,1,2,3,)由以上分析可看出,波速和周期都不是定值。应选项B、D错误。

答案：AC

二、填空题(本题包含2小题,共20分)

11(8分)图甲为一列简谐横波在t=0.10s时辰的波形,P是平衡地址在x=1.0m处的质点,Q是平衡地址在40m处的质点;图乙为质点Q的振动图象。以下说法正确的选项是。x=.

A在t=0.10s时,质点Q向y轴正方向运动.B.在t=0.25s时,质点P的加速度方向与y轴正方向同样C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向流传了6mD.从t=0.10s到t=0.25s,质点P经过的行程为30cm

E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt(国际单位制)分析：由质点Q的振动图象可知,t=0.10s时,质点Q经平衡地址向y轴负向运动,选项A错误;由图象知,波长8m,周期02s,则波速v=??3,λ=T=.??=40m/s,在t=0.25s时,即从t=0.10s又过了4??质点P位于平衡地址下方,加速度方向沿y轴正方向,选项B正确;由质点振动方向与波流传方向的

5

关系,可知波向左流传,从t=0.10s到t=0.25s,波流传的距离x=vt=40×(0.25-0.10)m=6m,选

项C正确;从t=0.10s到t=0.25s,质点P经过的行程小于30cm,选项D错误;由质点Q的振动图象

可知,其简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt,选项E正确。

答案：BCE

12(12分)以下列图,简谐横波在t时辰的波形如实线所示,经过t=3s,其波形如虚线所示。已知图中x1与x2相距1m,波的周期为,且24。则可能的最小波速为m/s,最小周TT<t<T期为s。

分析：本题观察波的图象和多解问题,由题图可知波长为λ=7m。若波向右流传,则t=1??+7??6????(n=0,1,2,),故T=??+1(n=0,1,2,),结合题目可知n=2,3;若波向左流传,则t=7??+7????(m=0,1,2,),故T=????6(m=0,1,2,),结合题目可知m=2,3。当波向右流传,且n=2时,周期T7最大,T=7s,波速最小,最小波速为v=??=77m/s=5m/s。当波向左流传,且m=3时,周期最小,最小周??55期为T=7s。9

答案：5

7

9

三、计算题(本题包含4小题,共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必定写明数值和单位)

13(8分)一列简谐横波沿方向由A质点传到B质点。已知、相距06m,横波的波长ABAB.λ>0.5m。在某一时辰开始计时,质点A处于最大正位移处,经过0.1s,第二次回到平衡地址,此时质点B达到最大正位移处。请在图中画出0.1s时辰,质点A、B之间的波形,并计算这列波的波速。

分析：由于λ>0.5m,lAB=0.6m,因此A、B之间的波形以下列图:

6

由题意:3??=0.1s,故=s;3??=,解得08m,由波速公式得=??4T34??????λ=.v??=6m/s。答案：图见分析6m/s

14(8分)图中的曲线表示一列简谐波在某一时辰的波形,已知波沿-x方向流传,波速v=1m/s,

试作经过t=1s后的波形。

分析：由波的图象可知,该波的波长λ=4m,由v=??,得=??=4s,故t=1s=??,??=??,????44T因波向-x方向流传,故t=1s后的波形只需将原波形向-x方向平移41??即可,如图中虚曲线所示。

答案：见分析

15(12分)以下列图,一列向右流传的简谐横波,速度大小为0.6m/s,P质点横坐标x=0.96m,从

图中状态开始计时,则:

(1)经过多长时间,P质点第一次到达波谷?

7

经过多长时间,P质点第二次到达波峰?

P质点刚开始振动时,运动方向如何?

分析：(1)P质点第一次到达波谷的时间,就是初始时辰x坐标为0.18m处质点的振动状态传到P点所需要的时间,则t1=??1,又1(096018)m=0.78m,因此t1=s=1.3s。??x=.-.

(2)P质点第二次到达波峰的时间等于初始时辰x坐标为0.06m处质点的振动状态传到P质点所需??2+??=??2+??,又x2=(0.96-0.06)m=0.9m,λ=0.24m,因此要的时间与一个周期的和,则t2=????t=t应为t与1.5T的和,同样可得t=1.9s。s=1.9s,从P质点的振动也可以发现1222(3)P质点刚开始的振动方向就是初始时辰x坐标为0.24m处质点的振动方向。由于横波沿x轴正方向流传,因此x坐标为024m处质点初始时辰振动方向沿y轴负方向,故P质点刚开始振动的方.向也沿y轴负方向。答案：(1)1.3s(2)1.9s(3)沿y轴负方向

16(12分)一列简谐横波在介质中沿x轴正向流传,波长不小于10cm。和A是介质中平衡地址O分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。t=0时开始观察,此时质点O的位移为y=4cm,质点A处于

波峰地址;t=1s时,质点O第一次回到平衡地址;t=1s时,质点A第一次回到平衡地址。求:3

(1)简谐波的周期、波速和波长;

质点O的位移随时间变化的关系式。

分析：(1)设振动周期为T。由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡地址,经历的是14

个周期,由此可知T=4s①

由于质点与A的距离5cm小于半个波长,且波沿x轴正向流传,在t=1s时回到平衡地址,而AOO3在t=1s时回到平衡地址,时间相差2s。3

两质点平衡地址的距离除以流传时间,