《测控设计》2015-2016学年高二物理鲁科版选修3-4单元测评：第2章 机械波 测评A WORD版含解析.docx

1、第2章测评A(基础过关卷)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得5分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.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解析:质点的振动状态经过一个周期沿波的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,故A、D选项正确。答案

2、:AD2.下列关于简谐运动和机械波的说法正确的是()A.弹簧振子的周期与振幅有关B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C.在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D.单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率解析:弹簧振子的周期与振幅无关,波的传播速度由介质的性质决定,质点的振动速度与波的传播速度无关,所以A、C错误。答案:BD3.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

3、时刻该质点的位移可能是零D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大解析:根据波的叠加原理,只要两列波相遇就会叠加,所以A选项错;两列频率相同的波相遇时,振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇,所以B选项错;振动加强的点仅是振幅加大,但仍在平衡位置附近振动,也一定有位移为零的时刻,所以C选项正确,D选项错误。答案:C4.下列关于波的衍射的说法正确的是()A.衍射只是一切机械波的特有的现象B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波的波长较大解析:衍射是一切波特有的现象,不只

4、是机械波,对同一列波,缝、孔和障碍物的大小与波长越接近,衍射现象越明显,声波容易发生衍射现象是由于声波的波长较大。答案:D5.下面关于多普勒效应的说法中正确的是()A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化C.向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳,这就是多普勒效应D.不仅机械波有多普勒效应,其他波也有此效应解析:多普勒效应中,波源的频率并不改变,而是观察者接收到的频率变了,故A选项错,B选项正确;当声源向观察者移动时,观察者接收到的频率增大,所以音调变高,所以C选项正确;多普勒效应是波独有的特征,所以D选项正确。答案:BCD6.如图所示,沿x轴正方向

5、传播的一列简谐机械波在某时刻的波形为一正弦曲线,其波速为100 m/s,下列说法中正确的是()A.图示时刻后极短时间内质点b的加速度一定减小B.该波的波长为4 mC.该波的周期为0.05 sD.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为25 Hz解析:波沿x轴正方向传播,质点b在图示时刻后极短时间内向下振动,加速度增大,则A错误。由图象知该波的波长为4 m,则B正确。T=v=4100 s=0.04 s,则C错误。该波的频率f=1T=10.04 Hz=25 Hz,发生稳定干涉现象必须满足两列波的频率相同,则D正确。答案:BD7.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置

6、竖直向上运动,经0.1 s到达最大位移处,在这段时间内波传播了0.5 m。则这列波()A.周期是0.2 sB.波长是0.5 mC.波速是2 m/sD.经1.6 s传播了8 m解析:由题意可知T=0.4 s,=2 m,波速v=T=20.4 m/s=5 m/s,1.6 s波向前传播的距离s=vt=8 m,所以D正确,A、B、C错误。答案:D8.如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波的波源,振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是两列波的波谷相遇点,则()A.a处质点的位移始终为2AB.c处质点的位移始终为-2AC.b处质

7、点的振幅为2AD.c处质点的振幅为2A解析:因为a、b、c三点均在S1、S2连线的中垂线上,则各点与波源S1、S2的波程差均为零,S1与S2是同相的,所以a、b、c各点是振动加强的点,振动加强的点并不是位移不变,而是振幅为2A,则选项C、D正确。答案:CD9.一列简谐横波正沿着x轴正方向传播,波在某一时刻的波形如图所示,则此时刻()A.x=3 m处质点正沿y轴正方向运动B.x=6 m处质点的速度为零C.x=7 m处质点的加速度方向沿y轴负方向D.x=8 m处质点的合外力为零解析:由波沿x轴正方向传播可判定x=3 m处质点沿y轴正方向运动,故A对。x=6 m处质点在平衡位置,速度最大,B错。x=

8、7 m处的质点正沿y轴负方向运动,加速度方向也沿y轴负方向,C对。x=8 m处质点有最大位移,合外力最大,故D错。答案:AC10.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示,则()A.该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是8.4 mC.该波的波速可能是10.5 m/sD.该波由a传播到b可能历时7 s解析:由题图可知振幅A=10 cm,T=4 s,振动由a传播到b,所用时间t=3 s+kT,通过的距离10.5 m=(n+34),可知A、B、C错误,D正确。答案:D二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)11.(6分)声

9、波从甲介质进入乙介质中,已知入射角为30,折射角为37,声波在甲介质中速度为300 m/s,声波在乙介质中速度为m/s。解析:由折射定律得:sin1sin2=v1v2所以v2=sin2sin1v1=sin 37sin 30300 m/s=360 m/s。答案:36012.(10分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,位于原点的质点的振动图象如图甲所示。图乙为该波在某一时刻的波形图,A点位于x=0.5 m处,求:(1)该振动的振幅是cm;(2)振动的周期是s;(3)在t=T4时,位于原点的质点离开平衡位置的位移是cm;(4)该波的传播速度为m/s;(5)经过T2后,A点离开平衡位置的位移是cm。解析:

10、由题中位于原点的质点的振动图象可知,该波的振幅是8 cm,周期是0.2 s,T4时,该质点离开平衡位置的位移是0 cm;该波的波长等于2 m,波速v=T=20.2 m/s=10 m/s,因为波向x正方向传播,则T2后,A点离开平衡位置的位移是-8 cm。答案:(1)8(2)0.2(3)0(4)10(5)-8三、解答题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)如图为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2 s时的波形。位于坐标原点处的观察者观测到在4 s内有10个完整的波经过该点。(1)求该波的振幅、频率

11、、周期和波速。(2)画出平衡位置在x轴上P点处质点在00.6 s内的振动图象。解析:(1)由波的图象可知,该波的振幅为A=0.1 m,波长为=2 m。由题意知T=410 s=0.4 s。所以f=1T=2.5 Hz,v=f=5 m/s。(2)因为t=1.2 s=3T时,P点向下运动,所以t=0时,P点也向下运动,振动图象如图答案:(1)0.1 m2.5 Hz0.4 s5 m/s(2)见解析14.(12分)一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在坐标原点,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动,于是在绳上形成一列简谐波。若从波传到x=1 m处的M质点的时刻开始计时:(1)经过的时间t等于多

12、少时,平衡位置在x=4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置?(2)在图中准确画出t时刻弹性绳上的完整波形。解析:(1)v=T=2m1s=2 m/s,t=xMNv+T2=2.25 s;(2)t=2.25 s内,波形平移(波传播)的距离x=vt=4.5 m,波的前沿传播到5.5 m处,按正弦图象补充前面的波形如图所示答案:(1)2.25 s(2)见解析15.(12分)如图所示,实线是一列简谐横波在某一时刻的波形图线,虚线是经过0.2 s后的波形图线。求这列波的传播速度。解析:由图线可知此波的波长为=4 m。因题中没有说明,也没有给出波是向哪个方向传播的条件,则此波有两种传播方向的可能。当波沿x轴正方向传播时,则(n+14)T=0.2 s,所以v=T=44n+10.8 m/s=(20n+5) m/s,n=0,1,2,当波沿x轴负方向传播时,则(n+34)T=0.2 s,所以v=T=44n+30.8 m/s=(20n+15) m/s,n=0,1,2,答案:沿x轴正方向传播,v=(20n+5) m/s,n=0,1,2,;波沿x轴负方向传播,v=(20n+15) m/s,n=0,1,2,