2021-2022学年高中物理鲁科版选择性必修第一册课后巩固提升：第3章测评 WORD版含解析.docx

1、第3章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)1.火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时,观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下情况中,观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是() A.观察者静止,火车向他驶来B.观察者静止,火车离他驶去C.火车静止,观察者乘汽车向着火车匀速运动D.火车静止,观察者乘汽车向着火车减速运动答案B2.同一音叉发出的声波同时在水中和空气中传播,某时刻的波形曲线如图所示。以下说法正确的是()A.声波在水中波长较大,b是水中声波的波形曲线B.声波在

2、空气中波长较大,b是空气中声波的波形曲线C.水中质点振动频率较高,a是水中声波的波形曲线D.空气中质点振动频率较高,a是空气中声波的波形曲线解析波的频率取决于波源的振动频率,与介质无关,故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同。但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质,与波的频率无关,声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度。由v=f知,声波在水中的波长较大,对应于题图中波形曲线b,故只有选项A正确。答案A3.一简谐横波在t=0时的波形如图所示,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin(5t) cm,下列说法正确的是()A.该波的振幅为8 cmB.该波沿x轴负方向传播C.该

3、波的波速为10 m/sD.质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4 m解析由质点P做简谐运动的表达式为y=4sin(5t) cm可得,该波的振幅为4 cm,选项A错误;根据质点P做简谐运动的表达式可知,其振动图像为正弦曲线,质点在t=0时刻正在向上振动,根据前一质点带动后一质点的原理可知,该波沿x轴正方向传播,选项B错误;由=5 可知,简谐波的周期为0.4 s,由图像可以看出,该简谐波的波长=4 m,所以该波的波速为v=10 m/s,选项C正确;简谐波在传播时,质点并不随波迁移,选项D错误。答案C4.一列横波沿x轴正方向传播,在某时刻的波形为一正弦曲线,如图所示,若波速为2 m/s,下列说法正确

4、的是()A.从图示时刻开始,经1 s质点a通过的路程为0.2 mB.从图示时刻开始,质点b比质点a先回到平衡位置C.若此波遇到另一列波并产生稳定干涉条纹,则另一列波的频率为0.5 HzD.若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物,不能发生明显的衍射现象解析由图可知波长=4 m,由v=得T=2 s,经过1 s,a质点通过的路程为2A=40 cm,故选项A错误;因=4 m,若波传播中遇到宽约3 m的障碍,能发生明显衍射现象,故选项D错误;波沿x轴正方向传播,则可知b质点向下振动,则选项B错误;T=,f=0.5 Hz,故选项C正确。答案C二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四

5、个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)5.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形如图所示,质点A的位置与坐标原点相距0.5 m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02 s将第一次到达波峰,由此可见()A.这列波波长是2 mB.这列波频率是50 HzC.这列波波速是25 m/sD.这列波的传播方向是沿x轴的负方向解析质点A的位置距原点0.5 m,即=0.5 m,=2 m;质点A向上振动经0.02 s第一次到达波峰,即=0.02 s,T=0.08 s,波的频率f=12.5 Hz;波速v=f=212.5 m/s=25 m/s;质点A向上振动,根据上下坡

6、法可以确定该波向x轴负方向传播。答案ACD6.地震波既有横波,也有纵波,若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波,在t(图中实线)与(t+0.4)s(图中虚线)两个时刻x轴上-33 km区间内的波形图如图所示,则下列说法正确的是()A.该地震波的波长为3 kmB.质点振动的最大周期为0.8 sC.该地震波最小波速为4 km/sD.从t时刻开始计时,x=2 km处的质点比x=2.5 km处的质点先回到平衡位置解析由题图可知,在-33 km范围内有1.5个波长,所以波长为= km=4 km,故选项A错误;由题图可知,图中由实线变成虚线的时间t=T,当n=0时的周期最大,此时T=t=0.4

7、s,所以最大周期为0.8 s,故选项B正确;根据波速v=可知,周期最大时,波速最小,所以最小波速为v= km/s=5 km/s,故选项C错误;由题图结合波向右传播可知,在t=0时刻,x=2.5 km处的质点振动的方向向上,而x=2 km处的质点已经在最大位移处,所以从t时刻开始计时,x=2 km处的质点比x=2.5 km处的质点先回到平衡位置,故选项D正确。答案BD7.某横波在介质中沿x轴传播,图甲为t=0.25 s时的波形,图乙为P点(x=1.5 m处的质点)的振动图像,那么下列说法正确的是()A.该波向右传播,速度为2 m/sB.质点L与质点N的运动方向总相反C.t=0.25 s时,质点M

8、处于平衡位置,并正在往正方向运动D.t=1.25 s时,质点K向右运动了2 m解析波长为4 m,周期2 s,该波向右传播,波速为2 m/s,故选项A正确;质点L与质点N相距半个波长,质点L与质点N的运动方向总相反,故选项B正确;t=0.25 s时,质点M处于波谷,故选项C错误;t=1.25 s时,质点K位于波谷,故选项D错误。答案AB8.如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2 m,b点在a点的右方,一列简谐波沿水平绳向右传播,波速为20 m/s,波长大于2 m。某时刻b点达到波峰位置,而a点正处于平衡位置且向上运动,则这列波的周期可能是()A.0.12 sB.0.28 sC.

9、0.168 sD.0.84 s解析a点向上运动,b点达到波峰且在a点的右方,满足这一条件的关系式为x=,则= m(n=0,1,2,3,)。当n=0时,1=5.6 m,当n=1时,2=2.4 m,波长只有这两个数值能满足波长大于2 m的条件。由T=得T1=0.28 s,T2=0.12 s。答案AB三、非选择题(本题共7小题,共60分。)9.(4分)下图为某一简谐横波在t=0时刻的波形,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=0.02 s时,质点c第一次到达波谷处,则此波的波速为 m/s。答案x轴正方向cc10010.(4分

10、)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的完整波形如图所示。当t=0.7 s时,A点第4次位于波峰位置,B点首次位于波谷位置,则再经过 s,A、B又再次回到平衡位置,此时A、B相距 m。解析当t=0.7 s时,A点第4次位于波峰位置,即3个半周期,由此可知,波的周期T=0.2 s,再经,即0.05 s,A、B又再次回到平衡位置。由波动图像可知,波长为20 m,当B点首次到达波谷时,可认为A点的振动通过3个半周期恰好传到B点,故A、B相距的距离为3个半波长,即70 m。答案0.057011.(5分)一列简谐横波沿某一直线传播,A、B是该直线上相距1.2 m的两点,从波到达其中一点开始计时,4

11、 s内A完成8次全振动,B完成10次全振动,则该波的传播方向为,波速为 m/s。解析由于4 s内B完成的全振动次数大于A完成的全振动的次数,所以波由B向A传播。周期T= s=0.4 s,A,B在4 s内完成的全振动相差2次,即A,B间相距两个波长,则2=1.2 m,=0.6 m,v=1.5 m/s。答案由B向A1.512.(7分)如图甲所示,在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示。两列波的波速均为1.00 m/s。两列波从波源传播到点A(8,-2)的路程差为m,两列波引起的点B(4,1)处质点的振动相互(选填“加强”或

12、“减弱”),点C(0,0.5)处质点的振动相互(选填“加强”或“减弱”)。甲乙丙解析波长=vT=2 m,两列波的波长相等。两波源到A点的路程差为x=m-8 m=2 m。两波源到B点的路程差x= m- m=0,初相相差,B点为振动减弱点。两波源到C点的路程差x=3.5 m-2.5 m=1 m=,初相相差,C点为振动加强点。答案2减弱加强13.(10分)如图所示,甲图为某波源的振动图像,乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形,波的图像的坐标原点表示波源。问:(1)这列波的波速多大?(2)若波沿x轴正方向传播,当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时,从乙图图示时刻开始质点P已经经过了多少路程?

13、解析(1)由振动图像可知周期T=0.2 s,由波的图像可知波长=0.2 m,则由波速公式可得v= m/s=1 m/s。(2)P点一共振动了t= s=0.4 s=2T可得P点经过的路程为24A=240.05 m=0.4 m。答案(1)1 m/s(2)0.4 m14.(12分)如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s,P质点的横坐标x=0.96 m。从图中状态开始计时,求:(1)P点刚开始振动时,振动方向如何;(2)经过多长时间,P点第一次达到波谷;(3)经过多长时间,P点第二次达到波峰。解析(1)横波沿x轴正方向传播,初始时x坐标为0.24 m处质点起振方向沿y轴负方向,故P质

14、点刚开始振动的方向也沿y轴负方向。(2)P点第一次达到波谷的时间,就是初始时刻x坐标为0.18 m处的质点的振动状态传到P点所需要的时间,即t1=,其中x1=(0.96-0.18) m=0.78 m,所以t1= s=1.3 s。(3)P点第二次达到波峰的时间等于初始时x坐标为0.06 m处质点的振动状态传到P质点所需要的时间与一个周期的和,即t2=+T=,又x2=(0.96-0.06) m=0.9 m,=0.24 m,所以t2= s=1.9 s。答案(1)沿y轴负方向(2)1.3 s(3)1.9 s15.(18分)一列横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6 m的两质点,t=0时,b点正好到达最高点,且b点到x轴的距离为4 cm,而此时a点恰好经过平衡位置向上运动。已知这列波的频率为25 Hz。(1)求经过时间1 s,a质点运动的路程;(2)若a、b在x轴上的距离大于一个波长,求该波的波速。解析(1)质点a一个周期运动的路程s0=4A=0.16 m,1 s内的周期数是n=25,1 s内运动的路程s=ns0=4 m。(2)波由a传向b,则sab=,v=f= m/s(n=1,2,3,);波由b传向a,则sab=,v=f= m/s(n=1,2,3,)。答案(1)4 m(2) m/s(n=1,2,3,)或 m/s(n=1,2,3,)