2022學(xué)年高中物理 第二章 機(jī)械波章末習(xí)題檢測（基礎(chǔ)篇）教科版選修3-4

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1、2022學(xué)年高中物理 第二章 機(jī)械波章末習(xí)題檢測（基礎(chǔ)篇）教科版選修3-4 一、選擇題 1．一列波由波源向周圍擴(kuò)展開去，下列說法正確的是(　　) A．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播開去 B．介質(zhì)中的振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳播開去 C．介質(zhì)中振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)傳播開去 D．介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)而沒有遷移 2．觀察者不動(dòng)，波源迎面而來時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．波源的波長發(fā)生了改變 B．波源的頻率發(fā)生了改變 C．觀察者收到的波的頻率發(fā)生了改變 D．波速發(fā)生了改變 3．一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖1所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)元，a正向上運(yùn)動(dòng)．由此可知(　　)

2、 A．該波沿x軸負(fù)方向傳播 B．該時(shí)刻，c的加速度正在減小 C．該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置 D．該時(shí)刻，b的速率比c的速率大 4．在水波的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子振動(dòng)的頻率是5 Hz，水波在水槽中的傳播速度是0.05 m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為(　　) A．10 cm　　　　　　　 B．5 m C．d＞1 cm D．d≤1 cm 5．在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波．一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大位移處，在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m，則這列波(　　) A．周期是0.2 s B．

3、波長是0.5 m C．波速是2 m/s D．經(jīng)1.6 s傳播了8 m 6．如圖所示是某一時(shí)刻的波形圖象，波沿x軸正方向傳播，波速是18 m/s，則波長和頻率分別是(　　) A．3 cm；200 Hz B．6 cm；300 Hz C．9 cm；400 Hz D．12 cm；50 Hz 7．一簡諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為λ.若在x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在t＝T/2時(shí)刻的波形曲線為(　　) 8．如圖為同類的機(jī)械波1和機(jī)械波2在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)某時(shí)刻的波形圖，下列說法中正確的是(　　)

4、 A．波2速度比波1速度大 B．波2速度和波1速度一樣大 C．波2頻率比波1頻率大 D．這兩列波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象 9．如圖所示，S為上下振動(dòng)的波源，振動(dòng)頻率為100 Hz，所產(chǎn)生的橫波向左、右兩方向傳播，波速為80 m／s，已知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)距波源S的距離為SP=17.4 m，SQ=16.2 m．當(dāng)S通過平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位置是(　　) A．P在波峰，Q在波谷 B．都在波峰 C．都在波谷 D．P在波谷，Q在波峰 10．如圖，A是波源，各點(diǎn)之間的距離均為l m，當(dāng)t=0時(shí)A開始向上振動(dòng)，經(jīng)過0.1

5、s第一次到達(dá)最大位移，此時(shí)波傳播到C點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) A．波的傳播速度是10 m／s，周期是0.4 s B．波的頻率是2.5 Hz，波長是8 m C．再經(jīng)0.2 s，波傳到G點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)達(dá)到最大位移 D．波傳播到J點(diǎn)共歷時(shí)0.45 s，這時(shí)H點(diǎn)達(dá)到最大位移 二、填空題 11．沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示．已知波速是10 m／s，圖上質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置為x=17 cm，則質(zhì)點(diǎn)P至少再經(jīng)過________s到達(dá)波峰． 12．在平衡的介質(zhì)中，有一列簡諧波

6、沿如圖所示的直線傳來，圖中A、B兩點(diǎn)相距1.2 m，當(dāng)波剛好傳到其中一點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知在4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A完成了8次全振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)B完成了10次全振動(dòng)，那么這列波的傳播方向是________，周期是________s，波速是_______m／s． 三、解答題 13．四川唐家山堰塞湖導(dǎo)流明渠施工現(xiàn)場，工程兵對巨石實(shí)施爆破作業(yè)時(shí)，在湖面激起一列巨大的水波，建立坐標(biāo)系，圖為此水波沿x軸向右傳播時(shí)在t=6 s時(shí)的波形，位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的記者觀測到在4 s內(nèi)有2個(gè)完整的波經(jīng)過該點(diǎn)． （1）求該波的振幅、頻率、周期和波速； （2

7、）畫出平衡位置在x軸上P點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)在0～3 s內(nèi)的振動(dòng)圖像． 14．甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點(diǎn)沿直線Ox相向傳播，t=0時(shí)的波形圖像如圖所示，如果兩列波的波速都是10 m／s，求： （1）甲、乙兩列波的頻率各是多少？ （2）第幾秒末兩列波相遇，相遇時(shí)C、D兩點(diǎn)間有哪些點(diǎn)位移最大？ （3）t=0.3 s末，C、D間（包括C、D兩點(diǎn)）有幾個(gè)點(diǎn)的位移最大？ 15．一列簡諧橫波沿直線傳播，在這條直線上相距d=1.8 m的A、B兩點(diǎn)，其振動(dòng)圖像分別如圖中的甲、乙所示．已知波長符合0.5 m＜＜1.0 m，求這列波的波

8、速v。 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】BCD. 【解析】波在傳播時(shí)，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它們并沒有隨波的傳播而發(fā)生遷移，A錯(cuò)，D對．波傳播的是振動(dòng)形式，而振動(dòng)由能量引起，也即傳播了能量，B、C對． 2．【答案】C. 【解析】由多普勒效應(yīng)現(xiàn)象可知，觀察者相對波源靠近時(shí)，他接收到的波的頻率變大了，但波源發(fā)出波的性質(zhì)未變，即機(jī)械波的波長、頻率、波速均未變，所以A、B、D錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確． 3．【答案】C. 【解析】由a向上振動(dòng)可確定波沿x正方向傳播，A錯(cuò)．從而可以確定b向上、c向下振動(dòng)，所以c的加速度正在增大，B錯(cuò)．b比c先

9、回到平衡位置，C對．圖象所示時(shí)刻b距離平衡位置較遠(yuǎn)，在該時(shí)刻b點(diǎn)比c點(diǎn)的速率要小，D錯(cuò)． 4．【答案】D. 【解析】本題考查波發(fā)生明顯衍射的條件，一般直接比較孔的直徑d與水波波長λ的關(guān)系即可，當(dāng)d＜λ時(shí)肯定發(fā)生明顯的衍射，由題知水波的波長.即孔直徑d應(yīng)與1 cm差不多或比它還小．故選項(xiàng)D正確． 5．【答案】D. 【解析】由于在平衡位置的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)0.1 s第一次到達(dá)最大位移處，故周期T＝0.1×4 s＝0.4 s，A錯(cuò)．波的傳播速度，C錯(cuò)． 波長λ＝v·T＝5×0.4 m＝2 m，B錯(cuò)．經(jīng)1.6 s波傳播的距離為x＝v·Δt＝5×1.6 m＝8 m，D對． 6．【答案】B. 【解析】

10、由波形圖可知該波的波長λ＝6 cm.由于v＝λ·f，所以.故正確選項(xiàng)為B. 7．【答案】A. 【解析】根據(jù)振動(dòng)圖象，可知x＝0處的質(zhì)點(diǎn)，在t＝T/2時(shí)刻在平衡位置，向下振動(dòng)，只有選項(xiàng)A中波的圖象在x＝0處的質(zhì)點(diǎn)滿足條件，故選A. 8．【答案】BCD. 【解析】機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定，同類機(jī)械波在同一介質(zhì)中的波速相同，A錯(cuò)，B對．由圖可看出λ1＝2λ2，v1＝v2.由知f2＝2f1，故波1與波2不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，C、D正確． 9．【答案】A 【解析】由得=0.8 m，即依題意可得，，當(dāng)S在平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，Q、P都應(yīng)在最大位移處，畫出最簡波形圖如圖所示．

11、 故P在波峰，Q在波谷，A正確，B、C、D錯(cuò)． 10．【答案】B、D 【解析】由題意可知：T=0.4 s，=8 m，所以f=2.5 Hz，v=20 m／s，B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤． 再經(jīng)0.2 s，波又向前傳播的距離x=vt=4 m，到達(dá)G點(diǎn)，E達(dá)到最大位移處，C項(xiàng)不正確． 當(dāng)波傳到J點(diǎn)時(shí)，所用時(shí)間，此時(shí)H點(diǎn)達(dá)到最大位移處，D項(xiàng)正確． 二、填空題 11．【答案】1.3×10－2 【解析】由可知，若使相鄰波峰傳到P點(diǎn)，則． 12．【答案】B→A 0.4 1.5 【解析】由題意知：波由B傳到A，其振動(dòng)周期，且AB之間的距離為2

12、=1.2 m，所以波速． 三、解答題 16．【答案】見解析 【解析】（1）由波的圖像可知振幅A=0.5 m，根據(jù)4 s內(nèi)有2個(gè)完整的波過原點(diǎn)，可求周期、頻率． 即，． 由公式v=f=4×0.5 m／s=2 m／s． （2）由周期T=2 s可知，t=0時(shí)刻與t=6 s時(shí)刻的波形圖應(yīng)相同，由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向關(guān)系．可知所要畫的質(zhì)點(diǎn)P在t=0時(shí)刻，從y軸正方向0.4 m處向下振動(dòng)，按正弦曲線畫出3 s即1.5個(gè)周期的波形即可，如圖所示． 17．【答案】見解析 【解析】（1）由圖知：兩列波的波長相等，即=4 m．又因V=1

13、0 m／s，所以由得，故甲、乙兩列波的頻率均為2.5 Hz． （2）設(shè)經(jīng)t兩波相遇，則：2vt=4 m，所以。又因，故波分別向前傳播個(gè)波長相遇．此時(shí)兩列波的圖像如圖（a）中的虛線所示．故在t=0.2 s末．CD間有x=5 m和x=7 m處的點(diǎn)位移最大． （3）兩波經(jīng)0.3 s傳播的距離為：v·t=10×0.3 m=3 m，其波的圖像如圖（b）中的虛線所示： 由圖像可知，位移最大的點(diǎn)為x=6 m處的點(diǎn)，即只有一個(gè)點(diǎn)的位移最大． 18．【答案】見解析 【解析】由題中振動(dòng)圖像知A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況正好相反，即它們之間的距離與波長的關(guān)系符合 （n=0，1，2，3，…）． ① 又0.5 m＜＜1.0 m． ② 聯(lián)立①②兩式解得n=2，n=3． 所以，． 再由振動(dòng)圖像知周期T=1.0 s， 根據(jù)得v1=0.72 m／s，v2=0.51 m／s．