高中物理 第2章 機械波章末檢測 魯科版選修3-4

【創(chuàng)新設(shè)計】-高中物理第2章機械波章末檢測魯科版選修3-4一、選擇題(本題共11小題，每小題6分，共66分)1．下列說法中正確的是 ()．A．孔的尺寸比波長大得多時不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B．孔的尺寸比波長小才發(fā)生衍射現(xiàn)象C．只有孔的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D．只有波才有衍射現(xiàn)象解析波繞過障礙物的現(xiàn)象稱為波的衍射現(xiàn)象，發(fā)生明顯衍射的條件是孔或障礙物的尺寸跟波長差不多或者比波長更?。讖酱蟛⒉皇遣话l(fā)生衍射，只是波的衍射現(xiàn)象不明顯，所以A、B項錯，C項正確．衍射現(xiàn)象是波的特有的現(xiàn)象，所以D項正確．答案CD2．關(guān)于波的疊加和干涉，下列說法中正確的是 ()．A．兩列頻率不相同的波相遇時，因為沒有穩(wěn)定的干涉圖樣，所以波沒有疊加B．兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點只是波峰與波峰相遇的點C．兩列頻率相同的波相遇時，如果介質(zhì)中的某點振動是加強的，某時刻該質(zhì)點的位移可能是零D．兩列頻率相同的波相遇時，振動加強點的位移總是比振動減弱點的位移大解析根據(jù)波的疊加原理，只要兩列波相遇，就會疊加，所以A錯；兩列頻率相同的波相遇時，振動加強的點不一定總是波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點，所以B錯；振動加強的點僅是振幅加大，但仍在其平衡位置附近振動，也一定有位移為零的時刻，所以C正確、D錯．答案C3．一列聲波在第一種均勻介質(zhì)中的波長為λ1，在第二種均勻介質(zhì)中的波長為λ2，若λ1＝2λ2，則該聲波在兩種介質(zhì)中的頻率之比和波速之比分別為()．A．2∶1,1∶1 B．1∶2,1∶4C．1∶1,2∶1 D．1∶1,1∶2解析聲波頻率只與聲源有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)，即f1∶f2＝1∶1，根據(jù)v＝λf得v1∶v2＝λ1∶λ2＝2∶1.答案C4．水波通過小孔，發(fā)生一定程度的衍射，為使衍射現(xiàn)象更不明顯，可以()．A．增大小孔尺寸，同時增大水波的頻率B．增大小孔尺寸，同時減小水波的頻率C．縮小小孔尺寸，同時增大水波的頻率D．縮小小孔尺寸，同時減小水波的頻率解析發(fā)生明顯衍射的條件：小孔的尺寸與水波波長差不多，或比水波波長小，為使衍射現(xiàn)象更不明顯，可以增大小孔尺寸，同時減小水波的波長或增大水波的頻率．答案A5．一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻其波形圖如圖1所示，a、b、c為三個質(zhì)點，a正向上運動．由此可知()．圖1A．該波沿x軸正方向傳播B．c正向上運動C．該時刻以后，b比c先到達平衡位置D．該時刻以后，b比c先到達最大位移處解析a正向上運動，由波形圖可知，a會帶動其右邊質(zhì)點振動，所以波應(yīng)沿x軸正方向傳播，選項A對；b應(yīng)當(dāng)向上運動，c向下運動，選項B錯；由于b向上運動，c向下運動，所以b比c先到達平衡位置，c比b先到達最大位移處，選項C對、D錯．答案AC6．兩列頻率相同聲波，在空氣中相遇發(fā)生干涉現(xiàn)象時 ()．A．振動加強質(zhì)點的位移總是最大，不隨時間改變B．在某一時刻，振動加強質(zhì)點的位移可能小于振動減弱點的位移C．振動加強質(zhì)點的位移隨時間不斷變化D．振動減弱點的振幅一定小于振動加強點的振幅解析干涉時，振動加強點的振幅不隨時間變化，位移隨時間改變，有可能小于振動減弱點的位移，振動減弱點的振幅一定小于振動加強點的振幅．答案BCD圖27.一列簡諧波在t時刻的波形如圖2所示，此時刻介質(zhì)質(zhì)點M的運動方向向上，經(jīng)過時間Δt后的波形如圖中虛線所示，若振源周期為T，則 ()．圖2A．Δt一定為eq\f(1,4)T B．Δt可能為eq\f(1,4)TC．Δt一定為eq\f(3,4)T D．Δt可能為eq\f(3,4)T解析由波形圖及M點的振動方向可知，此波向左傳播，考慮到周期性，Δt＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0,1,2…)，D正確．答案D8．在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點，相鄰兩質(zhì)點的距離均為L，如圖3(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t＝0時到達質(zhì)點1，質(zhì)點1開始向下運動，經(jīng)過時間Δt，第一次出現(xiàn)如圖3(b)所示的波形，則該波的()．圖3A．周期為Δt，波長為8B．周期為eq\f(2,3)Δt，波長為8LC．周期為eq\f(2,3)Δt，波速為eq\f(12L,Δt)D．周期為Δt，波速為eq\f(8L,Δt)解析由題圖(b)可判斷波長為8L，質(zhì)點9振動方向向上，而質(zhì)點1開始時向下振動，說明質(zhì)點9右邊還有半個波長未畫出，即在Δt時間內(nèi)傳播了1.5個波長，Δt為1.5個周期，所以其周期為eq\f(2,3)Δt，由波長、周期、波速之間的關(guān)系v＝eq\f(λ,T)得v＝eq\f(12L,Δt)，所以B、C正確．答案BC9．如圖4所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線和虛線分別是t1和t2時刻的波形圖，已知t2－t1＝1.0s，由圖判斷下列哪一個波速是不可能的 ()．圖4A．1m/s B．3m/sC．5m/s D．10m/s解析由機械波的周期性和平移法可知：波形由題圖中實線所表示的波形變?yōu)樘摼€所表示的波形，波向右傳播的可能距離為Δx＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ＝(4n＋1)m可能的速度為v1＝eq\f(Δx,t2－t1)＝(4n＋1)m/s(n＝0,1,2…) ①波向左傳播的可能距離為Δx′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝(4n＋3)m可能的速度為v2＝eq\f(Δx′,t2－t1)＝(4n＋3)m/s(n＝0,1,2…) ②把n取0、1、2、3…代入①②兩式可知，選項D是不可能的．答案D圖510.一列波長大于1m的橫波沿著x軸正方向傳播．處在x1＝1m和x2＝2m的兩質(zhì)點A、B的振動圖象如圖5所示，由此可知 ()．圖5A．波長為eq\f(4,3)mB．波速為1m/sC．3s末A、B兩質(zhì)點的位移相同D．1s末A點的振動速度大于B點的振動速度解析由振動圖象可知，振動的周期為4s,3s末質(zhì)點A的位移為－2cm，質(zhì)點B的位移為零，C錯；1s末質(zhì)點A的振動速度為零，質(zhì)點B的振動速度最大，D錯；由圖可知AB兩點振動相差(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，所以其波長為eq\f(4,3)m，波速為eq\f(1,3)m/s.A正確、B錯誤．答案A圖611.如圖6所示，一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為2cm，波速為2m/s，在波的傳播方向上兩質(zhì)點a、b的平衡位置相距0.4m(小于一個波長)，當(dāng)質(zhì)點圖6a在波峰位置時，質(zhì)點b在x軸下方與x軸相距1cm的位置，則 ()．A．此波的周期可能為0.6sB．此波的周期可能為1.2sC．從此時刻起經(jīng)過0.5s，b點可能在波谷位置D．從此時刻起經(jīng)過0.5s，b點可能在波峰位置解析由數(shù)學(xué)知識可知，b點平衡位置可能在a點右邊eq\f(4,12)λ或eq\f(8,12)λ處．因此有eq\f(4,12)λ＝0.4m，λ＝1.2m或eq\f(8,12)λ＝0.4m，λ＝0.6m，同時由于v＝eq\f(λ,T)，依次可得該機械波周期為0.6s或0.3s，故選項A正確、選項B錯誤．b點離開波谷的距離是eq\f(5,6)λ或eq\f(1,6)λ，經(jīng)過0.5s或0.05s后，b點可能出現(xiàn)在波谷位置．b點離開波峰的距離是eq\f(λ,3)或eq\f(2,3)λ，經(jīng)過0.2s后，b點可能出現(xiàn)在波峰位置，選項C正確，選項D錯誤．答案AC二、非選擇題(本題共2小題，共34分)圖712．(16分)漁船常利用超聲波來探測遠處魚群的方位，已知某超聲波的頻率為1.0×105圖7(1)從該時刻開始計時，畫出x＝7.5×10－3m(2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用的時間為4s，求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運動)．解析(1)如下圖所示.(2)從圖讀出λ＝15×10－3m，求出v＝λf＝1500m/s，s＝eq\f(vt,2)＝3000m.答案(1)如解析圖所示(2)3000m13．(18分)如圖8所示，甲為某一列簡諧波t＝t0時刻的圖象，乙是這列波上P點從這一時刻起的振動圖象，試討論：圖8(1)波的傳播方向和波速大?。?2)畫出經(jīng)過2.3s后波的圖象，并求出P質(zhì)點的位移和P質(zhì)點運動的路程．解析(1)根據(jù)振動圖象可以判斷P質(zhì)點在t＝t0時刻在平衡位置且向負的最大位移運動，由此可確定波沿x軸正向傳播．由t＝t0時該波的圖象可知λ＝2.0m，根據(jù)v＝λf，波傳播的頻率與波源振動頻率相同，而波源振動的頻率與介質(zhì)中各質(zhì)點振動頻率相同，由P質(zhì)點的振動圖象可知，f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)