2024-2025学年高中物理第十二章机械波章末综合检测含解析新人教版选修3-4

PAGE10-章末综合检测(第十二章)时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题共14小题，1～9题为单项选择题，10～14题为多项选择题，每小题5分，共70分．)1．沿绳传播的一列横波，当波源突然停止振动时(设绳无限长，且波传播过程无能量损失)()A．绳上各质点同时停止振动，波同时消逝B．离波源较近的质点先停止振动，直到全部质点全部停止振动C．离波源较远的质点先停止振动，直到全部质点全部停止振动D．以上说法都不对2．如图甲所示，水波传到两板间的空隙发生了明显的衍射，若不变更小孔的尺寸，只变更挡板的位置或方向，如图乙中的(a)、(b)、(c)、(d)，则下列推断正确的是()A．只有(a)能发生明显衍射B．只有(a)(b)能发生明显衍射C．(a)、(b)、(c)、(d)均能发生明显衍射D．(a)、(b)、(c)、(d)均不能发生明显衍射3.如图所示，是某一简谐波在某时刻的波形图，由图可知()A．若波向右传播，则质点B正向右运动B．若波向右传播，则质点C正向左运动C．若波向左传播，则质点D正向下运动D．若波向左传播，则质点B正向上运动4．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0和t2＝0.5s(T>0.5s)时的波形．能正确反映t3＝7.5s时波形的是图()5．一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s.某时刻波形如下图所示，下列说法正确的是()A．这列波的振幅为4cmB．这列波的周期为1sC．此时x＝4m处质点沿y轴负方向运动D．此时x＝4m处质点的加速度为06．如图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加状况，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时()A．a、b连线中点速度为零B．a、b连线中点振动加强C．再经过eq\f(1,2)周期，a、b两点振动减弱D．再经过eq\f(1,2)周期，c、d两点振动加强7．一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是()A．0.5mB．1.5mC．2.5mD．3.5m8．波源甲、乙分别在一根水平放置的绳的左右两端，两波源发出的波在绳中的传播速度均是1m/s.在t＝0时刻绳上的波形如图(a)所示．则依据波的叠加原理，以下叙述正确的是()A．当t＝2s时，波形如图①所示；当t＝4s时，波形如图②所示B．当t＝2s时，波形如图①所示；当t＝4s时，波形如图③所示C．当t＝2s时，波形如图②所示；当＝4s时，波形如图①所示D．当t＝2s时，波形如图②所示；当＝4s时，波形如图③所示9．如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴的正方向传播，乙波沿y轴正方向传播．图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置．对图中正方形中心的a、b、c、d四点的振动状况，正确的推断是()A．a、b点振动加强，c、d点的振动减弱B．a、c点振动加强，b、d点的振动减弱C．a、d点振动加强，b、c点的振动减弱D．a、b、c、d点的振动都加强10．随着我国经济的快速增长，旅游事业快速发展，其中回来大自然的滨海游、生态游等休闲度假游备受人们的宠爱．一艘汽船以4m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3s后听到前方悬崖反射回来的声音．则悬崖离汽船原来位置的距离为()A．258mB．340mC．516mD．680m11．如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400m/s.为了接收信号，在x＝400m处放置一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40m，则下列说法中正确的是()A．波源振动的周期为0.05sB．x＝40m处的质点在t＝0.5s时位移最大C．接收器在t＝1.0s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20Hz12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形如图中的实线所示，此时波刚好传到P点．t＋0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，该时刻波刚好传到Q点，a、b、c、P、Q是介质中的质点，以下说法正确的是()A．这列波的波速可能为116.7m/sB．这列波的周期为0.8sC．质点c在这段时间内通过的路程可能大于20cmD．在t＋0.1s时刻，质点b、P的位移相同13．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是()A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置14．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝eq\f(T,2)时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的是()图(a)图(b)A．质点Q的振动图象与图(b)相同B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示E．在t＝0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大二、非选择题(本题共3个小题，共30分)15．(10分)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在匀称介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间．已知波源自t＝0时由平衡位置起先向上振动，周期T＝1s，振幅A＝5cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置．求：(1)P、Q间的距离．(2)从t＝0起先到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程．16．(10分)如图甲所示是一列沿＋x方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图．已知波速v＝2m/s，质点P、Q相距3.2m．求：(1)在图乙中画出质点Q的振动图象(至少画出一个周期)；(2)从t＝0到Q点其次次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程．17．(10分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4m的B、C两质点，t1＝0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷．当t2＝0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一．(1)该简谐横波的周期、波速各为多少？(2)若波速为27m/s，振幅为A，则以t2时刻为计时起点，写出质点C的振动方程．章末综合检测(第十二章)1．解析：当波源振动后，通过介质将波源的振动形式传递出去的同时，将能量也传递出去了．当波源停止振动后，传出去的能量不会消逝，当没有其他阻力时，这种波的形式和能量接着存在并且将接着传递下去，所以A、B、C错误．故正确答案为D.答案：D2．解析：波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长小得多，不论图乙中的(a)、(b)、(c)、(d)挡板位置如何变更，由于小孔的尺寸没有变大，则明显的衍射条件满意，因此会发生明显的衍射现象，故C正确，A、B、D错误．故选C.答案：C3．解析：波动的实质是介质中的各质点在自己的平衡位置旁边振动，并不随波迁移，选项A、B均不正确；当波向左传播时，依据微平移法，将实线波形向左微平移Δx，得虚线波形如图所示，可见波形平移后质点B、D的新位置在原位置的下方，质点B、D的振动方向(运动方向)都向下，故选项C正确．答案：C4．解析：由题可知eq\f(T,4)＝0.5s，T＝2s．t3＝7.5s＝3eq\f(3,4)T，再由特别点振动法可以确定D选项正确．答案：D5．解析：由图象可得该波的波长为8cm，振幅为2cm，选项A错误；由v＝eq\f(λ,T)得周期T＝2s，选项B错误；由波的传播方向与质点振动方向间的关系可知此时x＝4m处的质点沿y轴正方向运动，选项C错误；此时x＝4m处的质点处于平衡位置，受到的回复力为0，因此加速度也为0，选项D正确．答案：D6．解析：a点是波谷与波谷相遇的点，b点是波峰与波峰相遇的点．所以a、b两点振动都加强，再过eq\f(1,2)周期，振动仍加强，故C错．a、b连线中点处在振动加强区域，振动加强，此时刻该质点的位移为零，但速度最大，故A错，B对．c、d两点是波峰与波谷的相遇点，振动减弱，再过eq\f(1,2)周期，振动仍减弱，故D错．答案：B7．解析：由振动图象可知，t＝0时刻该质点的位移为负值，且沿y轴负方向运动，由波形图可知，t＝0时刻，x＝0.5m、3.5m处的质点位移为正，可知A、D项错误；由“上下坡法”可知，t＝0时刻x＝1.5m处的质点正沿y轴正方向运动，因此B项错误；2.5m处的质点正沿y轴负方向运动，C项正确．答案：C8．解析：当t＝2s时，依据传播速度可知，它们相互重叠，由于振动方向相反，则振动减弱，波形如图②所示；当t＝4s时，各自传播了4m，由于互不干扰，所以波形如图③所示，故选项D正确．答案：D9．解析：对于题图中波的干涉图样要清晰：一条加强线、一条减弱线、一条加强线……是加强线、减弱线彼此相间的稳定图样，在图中A、B、C、D四点，由峰峰叠加，可知BD确定的直线为加强线，过A点、C点的平行BD直线的两条直线也应是加强线．a、c两点在BD直线上，故a、c是振动加强点，分别过b、d且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间，过AB中点，BC中点(减弱点)，应为减弱线，故b、d两点的振动是减弱的，B选项正确．答案：B10.解析：如图所示，汽船发出鸣笛声在B处，旅客听到回声位置在A处，即3s内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过了2l0－l的距离．则v声t＝2l0－l＝2l0－v船t，得l0＝eq\f(340＋4×3,2)m＝516m，C项正确．答案：C11．解析：波源振动的周期：T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,400)s＝0.05s，A项正确；x＝40m处的质点在t＝0.5s时仍在平衡位置，B项错误；接收器接收到此波的时间：t＝eq\f(400－40,400)s＝0.9s，C项错误；由多普勒效应的学问，可推断D项正确．答案：AD12．解析：0.6s时间内波传播距离x＝30m，波速v＝x/t＝50m/s，A错误；由波形图可知，波长λ＝40m，周期T＝λ/v＝0.8s，B正确；t＋0.2s时刻波传播到c点，则质点c在0.6s时间内只有0.4s在振动，通过的路程为20cm，C错误；将波形图中的实线沿x轴正方向移动λ/8(5m)，明显质点b、P的位移相同，D正确．答案：BD13．解析：由波形图可知，波长为4m，故A错误；横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图，又该简谐波的周期大于0.5s，波传播的距离Δx＝eq\f(3,4)λ，eq\f(3,4)T＝0.5s，故周期T＝eq\f(2,3)s，频率为1.5Hz，波速v＝λf＝6m/s，故B、C正确；t＝1s＝eq\f(3,2)T，t＝0时，x＝1m处的质点处于波峰位置，t＝1s时，该质点处于波谷，故D错误；t＝2s＝3T，是周期整数倍，t＝0时x＝2m处的质点在平衡位置，t＝2s时，该质点同样经过平衡位置，故E正确．答案：BCE14．解析：t＝eq\f(T,2)时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q在t＝eq\f(T,2)时刻从平衡位置向上振动，x＝0处的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q的振动图象与题图(b)不符，x＝0处的质点的振动图象与题图(b)相符合，选项A错误，D正确；在t＝0时刻，质点P处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度比质点Q的大，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，选项B错误，C、E正确．答案：CDE15．解析：(1)当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置，说明P与O的距离为eq\f(5,4)λ即eq\f(5,4)λ＝35cm，λ＝28cm，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.28,1)m/s＝0.28m/sQ与O之间的距离为6个波长，即1.68m，P、Q间的距离L＝1.68m－0.35m＝1.33m(2)从t＝0起先到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源振动6eq\f(1,4)T，波源在振动过程中通过的路程s＝4A×eq\f(t,T)＝4×0.05×6eq\f(1,4)m＝1.25m答案：(1)1.33m(2)1.25m16．解析：(1)振动传播到Q所须要的时间t＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(3.2－0.8,2)s＝1.2s且起振方向向下，由图甲可知A＝2cm，λ＝1.6m，故周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(1.6,2)s＝0.8s质点Q的振动图象如图所示．(2)从t＝0到Q点其次次到达波谷所需时间t＝eq\f(Δx′,v)＋T＝eq\f(3.6－0.8,2)s＋0.8s＝2.2s(或由Q点的振动图象得Q点在t＝2.2s时其次次到达波谷)在这2.2s内eq\f(t,T)＝eq\f(2.2,0.8)＝2eq\f(3,4)因而P点通过的