- 643.50 KB
- 2021-05-26 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
第二章 机械波
章末检测试卷
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分)
1.以下对机械波的认识正确的是( )
A.形成机械波一定要有波源和介质
B.波源做简谐运动形成的波中,各质点的运动情况完全相同
C.横波向右传播时,处于波峰的质点也向右迁移
D.机械波向右传播时,右方的质点比左方的质点早一些振动
答案 A
解析 波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件,故A正确.简谐运动形成的波在介质中传播时,介质中各质点都做简谐运动,沿波的传播方向上,后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动,但质点本身并不随波的传播而发生迁移,而且各质点的振动步调不一致,故B、C、D均错误.
2.(多选)下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(图A、B)或障碍物(图C、D),其中能发生明显衍射现象的有( )
答案 BD
解析 图B中小孔与波长相差不多,能发生明显衍射现象,图D中障碍物与波长相差不多,能发生明显衍射现象,图A中小孔比波长大得多,不能发生明显衍射现象,图C中障碍物比波长大得多,不能发生明显衍射现象.
3.下列物理现象:(1)在春天里一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝;(2)“闻其声而不见其人”;(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;(4)
9
当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分别属于波的( )
A.反射、衍射、干涉、多普勒效应 B.折射、衍射、多普勒效应、干涉
C.反射、折射、干涉、多普勒效应 D.衍射、折射、干涉、多普勒效应
答案 A
解析 在春天里一次闪电过后,雷声轰鸣不绝,属于声波的反射;“闻其声而不见其人”属于声波的衍射;学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉;当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应.
4.取一条较长的软绳,用手握住一端(O点)连续上下抖动,在绳上形成一列简谐横波.已知O点完成一次全振动所用的时间为T,某一时刻的波形如图1所示,绳上a、b两点均处于平衡位置.下列说法正确的是( )
图1
A.a、b两点间的距离等于一个波长
B.a、b两点振动方向相同
C.再经,b质点将运动到波峰位置
D.再经,a质点将运动到b质点位置
答案 C
解析 由题图可知,a、b两点间的距离一定小于一个波长,故A错误;根据波的传播规律利用带动法可知,a点向下运动,而b点向上运动,故B错误;b在平衡位置向上运动,所以再经,b质点将运动到波峰位置,故C正确;质点只在平衡位置上下振动,不会随波迁移,故D错误.
5.一列沿x轴传播的简谐横波,波速为10m/s,在t=0时刻的波形图线如图2所示,此时x=1.0m处的质点正在向y轴负方向运动,则( )
图2
9
A.此波一定沿x轴正方向传播
B.x=1.0m处的质点做简谐运动的周期为0.20s
C.t=0时刻x=1.5m处的质点具有最大速度
D.再经1.0s,x=1.5m处的质点通过的路程为10m
答案 B
解析 此时x=1.0 m处的质点正在向y轴负方向运动,则该波向x轴负方向传播,故A错误;在波的传播方向上,各点的运动周期是相等的,由题图知波长是2.0 m,则T== s=0.20 s,故B正确;t=0时刻x=1.5 m处的质点处在负方向的最大位移处,所以速度是0,故C错误;再经1.0 s,经历了n===5个周期,质点在一个周期内的路程等于4个振幅,x=1.5 m处的质点通过的路程为s=5×4A=20×0.02 m=0.4 m,故D错误.
6.在学校运动场上50m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )
A.2B.4C.6D.8
答案 B
解析 当同学到两个声源的间距之差为波长整数倍时,振动加强,听到的声音是加强的,故该同学从中间向一侧移动0、2.5m、5.0m、7.5m、10m时,听到的声音强;当同学到两个声源的间距之差为半波长的奇数倍时,振动减弱,听到声音是减弱的,故该同学从中间向一侧移动1.25m、3.75m、6.25m、8.75m时,听到的声音弱.故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为4次.
7.(多选)两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图3所示区域相遇.则( )
图3
A.在相遇区域会发生干涉现象
B.实线波和虚线波的频率之比为3∶2
C.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
9
D.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
E.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
答案 BDE
解析 由题图可知λ实=4m,λ虚=6m,又v实=v虚,由v=λf,得==,B项正确;因两列波的频率不同,则在相遇区域不会发生干涉现象,A项错误;由题图可知平衡位置为x=6m处的质点此刻具有向上的最大速度,C项错误;由题图可知平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm,D项正确;v实=v虚=λ实f实=8m/s,经0.25s波传播的距离s=8×0.25m=2m,再结合题图分析可知,E项正确.
8.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动,产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播,波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着,P、Q的x轴坐标分别为xP=3.5m、xQ=-3m.当S位移为负且向-y方向运动时,P、Q两质点的( )
A.位移方向相同、速度方向相反
B.位移方向相同、速度方向相同
C.位移方向相反、速度方向相反
D.位移方向相反、速度方向相同
答案 D
解析 由题意可知,此波的波长为λ==m=2m,xP=3.5m=λ+λ,当波源位移为负且向-y方向运动时,P质点位移为负,速度沿+y方向;|xQ|=3m=λ+,故Q质点位移为正,速度沿+y方向,故D正确.
9.(多选)一列波沿直线传播,在某一时刻的波形图如图4所示,坐标原点处质点位于波峰,质点A的位置与坐标原点相距0.5m,此时质点A沿y轴正方向运动,再经过0.02s第一次到达波峰,由此可见( )
图4
A.这列波的波长是2m
B.这列波的频率是50Hz
C.这列波的波速是25m/s
9
D.这列波的传播方向是沿x轴的负方向
答案 ACD
解析 质点A的位置距原点0.5m,即=0.5m,λ=2m,A对;质点A向y轴正方向振动经0.02s第一次到达波峰,即=0.02s,T=0.08s,波的频率f==12.5Hz,B错;波速v=λf=2×12.5m/s=25 m/s,C对;质点A向上振动,根据“上下坡法”可以确定该波向x轴负方向传播,D对.
10.质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动,其振动图像如图5所示,振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1.0m/s.0.3s后,此质点立即停止运动,再经过0.1s后的波形图为( )
图5
答案 C
解析 简谐横波沿x轴正方向传播,波源停止振动后,波将继续在介质中匀速传播,0.4 s内简谐横波在介质中传播的总距离为x=vt=0.4 m,即0.4 s时,x轴上0.4 m处的质点刚好起振,由振动图像可知其振动方向沿y轴正方向,故C选项描述的波形图正确.
11.(多选)某横波在介质中沿x轴传播,图6甲为t=0.25s时的波形图,图乙为质点P(x=1.5m处的质点)的振动图像,那么下列说法正确的是( )
图6
A.该波向右传播,速度为2m/s
9
B.质点L与质点N的运动方向总是相反
C.t=0.75s时,质点M处于平衡位置,并正在向y轴正方向运动
D.t=1.25s时,质点K向右运动了2m
答案 ABC
解析 由题图可知波长为4m,周期为2s,该波向右传播,波速为2m/s,选项A正确;质点L与质点N相距半个波长,运动方向总相反,选项B正确;t=0.75s时,质点M处于平衡位置,并正在向y轴正方向运动,选项C正确;质点不随波迁移,选项D错误.
12.(多选)如图7所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2m,b点在a点的右方,一列简谐波沿水平绳向右传播,波速为20m/s,波长大于2m.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( )
图7
A.0.12sB.0.28sC.0.168sD.0.84s
答案 AB
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Δx=λ(n=0,1,2,…),则λ=m(n=0,1,2,…).当n=0时,λ1=5.6m,当n=1时,λ2=2.4m.波长只有这两个数值能满足大于2m的条件.由T=,解得T1=0.28s,T2=0.12s.
二、填空题(本题共2小题,共20分)
13.(10分)图8为某一简谐横波在t=0时刻的波形图,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=0.02s时,质点c第一次到达波谷处,则此波的波速为________m/s.
图8
答案 x轴正方向 c c 100
9
14.(10分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图9甲是波传播到x=5m处的M点时的波形图,图乙是质点N(x=3m)从此时刻开始计时的振动图像,Q是位于x=10m处的质点,则Q点开始振动时,振动方向沿y轴________方向(填“正”或“负”);经过________s,Q点第一次到达波峰.
图9
答案 负 8
解析 题图甲所示的波形为波刚传到M点的波形,由题图甲可知,此时质点M的振动方向沿y轴负方向,故Q点开始振动的方向沿y轴负方向.由题图甲可知波长λ=4m,由题图乙可知周期T=4s,所以波速v==1m/s.由题图甲可知,最前面的波峰距Q点的距离Δx=8m,故最前面的波峰传播到Q点,也就是Q点第一次出现波峰的时间,则t==8s.
三、计算题(本题共3小题,共32分)
15.(10分)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正方向),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时由平衡位置开始向上振动,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开始到平衡位置在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.
答案 (1)133cm (2)125cm
解析 (1)由题意,O、P两点间的距离与波长λ之间满足OP=λ=35cm
解得λ=28cm
波速为v==28cm/s
在5s的时间间隔内,波传播的距离为s=28×5cm=140cm
由题意有s=PQ+
9
解得PQ=133cm
(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为t′=5s+T=25×
波源从平衡位置开始运动,每经过,波源运动的路程为A.
故t′时间内,波源运动的路程为s′=25A=125cm.
16.(10分)如图10甲所示为某一列简谐波在t=t0时刻的图像,图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像,试讨论:
图10
(1)波的传播方向和波速大小;
(2)画出经过2.3s后波的图像,并求出P质点的位移和运动的路程.
答案 (1)沿x轴正方向传播 5m/s (2)见解析图 位移为10cm 路程为2.3m
解析 (1)根据振动图像可以判断:P质点在t=t0时刻
在平衡位置且向负的最大位移处运动,由此可确定波沿x轴正方向传播.由题图甲知λ=2m,由题图乙知T=0.4s,则v==m/s=5 m/s.
(2)由于T=0.4s,所以2.3s=5T,波形重复5次再沿x轴推进个波长,经过2.3s后的波的图像如图所示,P质点的位移为10cm,路程s=4A×5+3A=23A=2.3m.
17.(12分)一列横波在x轴上传播,各质点在竖直方向上振动,a、b是x轴上相距sab=6m的两质点,t=0时,b质点正好到达最高点,且b质点到x轴的距离为4cm,而此时a质点恰好经过平衡位置向上运动.已知这列波的频率为25Hz.
(1)求经过时间1s,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,求该波的波速大小.
答案 见解析
9
解析 (1)a质点一个周期内运动的路程s0=4A=0.16m,1s内的周期数是n==25,1s内运动的路程s=ns0=4m.
(2)若波由a传向b,sab=λ,v=λf=m/s(n=1,2,3,…);
若波由b传向a,sab=λ,v=λf=m/s(n=1,2,3,…).
9
相关文档
- 2020高中物理 第5章 磁场 单元测试2021-05-265页
- 2020高中物理 第1、2章 静电场 电2021-05-269页
- 海南省东方市琼西中学高中物理静电2021-05-265页
- 2020高中物理 第二章 第3节 欧姆定2021-05-267页
- 高中物理 第四章 牛顿运动定律思维2021-05-261页
- 2020学年高中物理第三章 磁场2021-05-263页
- 2020版高中物理 第四章 牛顿运动定2021-05-2612页
- 高中物理 第2章 固体 第2节 固体的2021-05-265页
- 2020年高中物理 92021-05-264页
- 高中物理 第3章 液体 第1节 液体的2021-05-266页