高中物理 第2章 机械波章末检测 鲁科版选修3-4

【创新设计】-高中物理第2章机械波章末检测鲁科版选修3-4一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分)1．下列说法中正确的是 ()．A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象C．只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象D．只有波才有衍射现象解析波绕过障碍物的现象称为波的衍射现象，发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小．孔径大并不是不发生衍射，只是波的衍射现象不明显，所以A、B项错，C项正确．衍射现象是波的特有的现象，所以D项正确．答案CD2．关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是 ()．A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C．两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零D．两列频率相同的波相遇时，振动加强点的位移总是比振动减弱点的位移大解析根据波的叠加原理，只要两列波相遇，就会叠加，所以A错；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点不一定总是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点，所以B错；振动加强的点仅是振幅加大，但仍在其平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以C正确、D错．答案C3．一列声波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，若λ1＝2λ2，则该声波在两种介质中的频率之比和波速之比分别为()．A．2∶1,1∶1 B．1∶2,1∶4C．1∶1,2∶1 D．1∶1,1∶2解析声波频率只与声源有关，与介质无关，即f1∶f2＝1∶1，根据v＝λf得v1∶v2＝λ1∶λ2＝2∶1.答案C4．水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更不明显，可以()．A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率解析发生明显衍射的条件：小孔的尺寸与水波波长差不多，或比水波波长小，为使衍射现象更不明显，可以增大小孔尺寸，同时减小水波的波长或增大水波的频率．答案A5．一列简谐横波在x轴上传播，某时刻其波形图如图1所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知()．图1A．该波沿x轴正方向传播B．c正向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻以后，b比c先到达最大位移处解析a正向上运动，由波形图可知，a会带动其右边质点振动，所以波应沿x轴正方向传播，选项A对；b应当向上运动，c向下运动，选项B错；由于b向上运动，c向下运动，所以b比c先到达平衡位置，c比b先到达最大位移处，选项C对、D错．答案AC6．两列频率相同声波，在空气中相遇发生干涉现象时 ()．A．振动加强质点的位移总是最大，不随时间改变B．在某一时刻，振动加强质点的位移可能小于振动减弱点的位移C．振动加强质点的位移随时间不断变化D．振动减弱点的振幅一定小于振动加强点的振幅解析干涉时，振动加强点的振幅不随时间变化，位移随时间改变，有可能小于振动减弱点的位移，振动减弱点的振幅一定小于振动加强点的振幅．答案BCD图27.一列简谐波在t时刻的波形如图2所示，此时刻介质质点M的运动方向向上，经过时间Δt后的波形如图中虚线所示，若振源周期为T，则 ()．图2A．Δt一定为eq\f(1,4)T B．Δt可能为eq\f(1,4)TC．Δt一定为eq\f(3,4)T D．Δt可能为eq\f(3,4)T解析由波形图及M点的振动方向可知，此波向左传播，考虑到周期性，Δt＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0,1,2…)，D正确．答案D8．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3(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Δt，第一次出现如图3(b)所示的波形，则该波的()．图3A．周期为Δt，波长为8B．周期为eq\f(2,3)Δt，波长为8LC．周期为eq\f(2,3)Δt，波速为eq\f(12L,Δt)D．周期为Δt，波速为eq\f(8L,Δt)解析由题图(b)可判断波长为8L，质点9振动方向向上，而质点1开始时向下振动，说明质点9右边还有半个波长未画出，即在Δt时间内传播了1.5个波长，Δt为1.5个周期，所以其周期为eq\f(2,3)Δt，由波长、周期、波速之间的关系v＝eq\f(λ,T)得v＝eq\f(12L,Δt)，所以B、C正确．答案BC9．如图4所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2－t1＝1.0s，由图判断下列哪一个波速是不可能的 ()．图4A．1m/s B．3m/sC．5m/s D．10m/s解析由机械波的周期性和平移法可知：波形由题图中实线所表示的波形变为虚线所表示的波形，波向右传播的可能距离为Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ＝(4n＋1)m可能的速度为v1＝eq\f(Δx,t2－t1)＝(4n＋1)m/s(n＝0,1,2…) ①波向左传播的可能距离为Δx′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝(4n＋3)m可能的速度为v2＝eq\f(Δx′,t2－t1)＝(4n＋3)m/s(n＝0,1,2…) ②把n取0、1、2、3…代入①②两式可知，选项D是不可能的．答案D图510.一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播．处在x1＝1m和x2＝2m的两质点A、B的振动图象如图5所示，由此可知 ()．图5A．波长为eq\f(4,3)mB．波速为1m/sC．3s末A、B两质点的位移相同D．1s末A点的振动速度大于B点的振动速度解析由振动图象可知，振动的周期为4s,3s末质点A的位移为－2cm，质点B的位移为零，C错；1s末质点A的振动速度为零，质点B的振动速度最大，D错；由图可知AB两点振动相差(nT＋eq\f(3,4)T)，所以v＝eq\f(Δx,t)＝eq\f(1,4n＋3)m/s，λ＝vt＝eq\f(4,4n＋3)m，其中n＝0,1,2…，所以n＝0代入得λ＝eq\f(4,3)m，所以其波长为eq\f(4,3)m，波速为eq\f(1,3)m/s.A正确、B错误．答案A图611.如图6所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m(小于一个波长)，当质点图6a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置，则 ()．A．此波的周期可能为0.6sB．此波的周期可能为1.2sC．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置解析由数学知识可知，b点平衡位置可能在a点右边eq\f(4,12)λ或eq\f(8,12)λ处．因此有eq\f(4,12)λ＝0.4m，λ＝1.2m或eq\f(8,12)λ＝0.4m，λ＝0.6m，同时由于v＝eq\f(λ,T)，依次可得该机械波周期为0.6s或0.3s，故选项A正确、选项B错误．b点离开波谷的距离是eq\f(5,6)λ或eq\f(1,6)λ，经过0.5s或0.05s后，b点可能出现在波谷位置．b点离开波峰的距离是eq\f(λ,3)或eq\f(2,3)λ，经过0.2s后，b点可能出现在波峰位置，选项C正确，选项D错误．答案AC二、非选择题(本题共2小题，共34分)图712．(16分)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波的频率为1.0×105图7(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3m(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．解析(1)如下图所示.(2)从图读出λ＝15×10－3m，求出v＝λf＝1500m/s，s＝eq\f(vt,2)＝3000m.答案(1)如解析图所示(2)3000m13．(18分)如图8所示，甲为某一列简谐波t＝t0时刻的图象，乙是这列波上P点从这一时刻起的振动图象，试讨论：图8(1)波的传播方向和波速大小；(2)画出经过2.3s后波的图象，并求出P质点的位移和P质点运动的路程．解析(1)根据振动图象可以判断P质点在t＝t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，由此可确定波沿x轴正向传播．由t＝t0时该波的图象可知λ＝2.0m，根据v＝λf，波传播的频率与波源振动频率相同，而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同，由P质点的振动图象可知，f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)