人教版高中物理选修第十二单元机械波单元测试（二）Word版含答案.docx

此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ ‎2018-2019学年高二下学期第十二单元训练卷 物 理 （二）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、单选题 ‎1．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则(　　)‎ A．声波频率不变，波长变小 B．声波频率不变，波长变大 C．声波频率变小，波长变大 D．声波频率变大，波长不变 ‎2．下列现象中属于波的衍射的是(　　)‎ A．敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来 B．挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来 C．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播 ‎3．如图所示为一列简谐横波的图像，波速为0.2 m/s，以下结论正确的是(　　)‎ A．振源振动的频率为0.4 Hz B．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播 C．图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为2∶1∶3‎ D．经过0.5 s质点a、b、c通过的路程为75 cm ‎4．如图为某一时刻的波形曲线，波的传播方向沿‎+x方向，下列不正确的是(　　)‎ A．质点A、D的振幅相等 B．该时刻质点B、E的速度大小相等 C．该时刻质点D、F的加速度为零 D．该时刻质点C正向上运动 ‎5．关于波长的下列说法中正确的是(　　)‎ A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长 B．在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长 C．在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离等于一个波长 D．在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长 ‎6．对机械波的认识，下列说法正确的是(　　)‎ A．同一波中各质点的振动情况完全相同 B．横波传播到最前面时波峰和波谷交替出现 C．简谐波的周期等于每个质点振动的周期 D．波向前传播时快时慢，速度大小周期性变化 ‎7．电磁波的波速c与波长λ、频率f之间的关系是(　　)‎ A．c= λf B．c= fλ C．c=λf D．c= ‎λf ‎8．如右图所示为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图像，波速为1cm/s，此时P点沿-y方向运动，关于图上x=0．3cm处的Q点的说法正确的是(　　)‎ A．t＝0时，速度方向沿 -y方向 B．t＝0．1s时，速度最大 C．t＝0．1s时，加速度方向沿-y方向 D．t＝0．3s时，加速度为零 ‎9．图所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播，波速是18m/s，则(　　)‎ A．波长是6cm，频率是1/3Hz B．波长是8m，频率是9/Hz C．波长是10cm，频率是1.8Hz D．波长是8cm，频率是4/9Hz ‎10．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t=1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线(　　)‎ A．x=0处的质元 B．x =1m处的质元 C．x =2m处的质元 D．x =3m处的质元 ‎11．简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法正确的是(　　)‎ A．振幅越大，则波传播的速度越快 B．振幅越大，则波传播的速度越慢 C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长 D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短 ‎12．如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，t=0时刻波源通过平衡位置开始竖直向下振动，经过T/4质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是(　　)‎ A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚 B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的 C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后T/4‎ D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动 二、多选题 ‎13．如图为演示波的衍射装置，S为水平面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中A处没有振动，下列说法正确的(　　)‎ A．使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来 B．使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来 C．移动N板使狭缝间距增大，可以使A处的水振动起来 D．当A点振动后，挡板两边的波纹间距相等 ‎14．一列机械波在某一时刻的波形如实线所示，经过△t时间的波形如虚线所示．已知波的传播速率为1m/s，则下列四个数据中△t的可能值为(　　)‎ A．1 s B．8 s C．11 s D．15 s ‎15．如图所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m。若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S、P、Q三点振动情况的是(　　)‎ A．甲为Q点的振动图象 B．乙为振源S点的振动图象 C．丙为P点的振动图象 D．丁为P点的振动图象 三、解答题 ‎16．从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10m/s．求 ‎（i）质点P、O开始振动的时刻之差；‎ ‎（ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标．‎ ‎17．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波通均为v=25cm/s.两列波在t=0‎时的波形曲线如图所示，求:‎ ‎（1）t=0‎时，介质中偏离平衡位置位移为‎16cm的所有质点的x坐标;‎ ‎（2）从t=0‎开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为‎-16cm的质点的时间.‎ ‎18．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轴正向），P与O的距离为35 cm，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＝1 s，振幅A＝5 cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，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。‎ ‎2018-2019学年高二下学期第十二单元训练卷 物 理（二）答 案 ‎1．B ‎【解析】声波的频率或周期只由振源的频率决定，振源不变，则声波的频率不变。从空气进入水中，声速变大，由v=λf，可得波长变大。故B对，ACD错。故选B。‎ ‎2．D ‎【解析】A、敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉页响起来，这种现象是共振现象。故A错误；‎ B、挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动。故B错误； ‎ C、打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是由于雷声经过多次反射造成，故C错误；‎ D、水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于衍射现象。故D正确。‎ ‎3．C ‎【解析】由题图知λ＝8 cm，所以T＝λv＝0.4 s，f＝‎1‎T＝2.5 Hz，A错误．若a先于b回到平衡位置，则a、b向下振动，波向x轴负向传播，B错．由F＝－kx，可知C正确.0.5 s＝1‎1‎‎4‎T，c通过路程为75 cm，但a、b不是，D错误．‎ ‎4．C ‎【解析】简谐波在传播过程中各个质点的振幅相等．故A正确．在波传播过程中，各质点振动情况相同，只是先后不同．质点B、E的速度大小相等，方向相反．故B正确．DF在正向最大位移处，根据公式F=-kx可得最大位移处的恢复力最大，所以DF的加速度为最大．故C错误．波向右传播，C向上运动．故D正确．‎ ‎5．A ‎【解析】在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长．在一个周期内介质的质点所走过的路程等于两倍的振幅．波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间距．机械波传播的介质相同，波速相同，而波长不一定相同．‎ A、波传播一个周期，介质中质点完成一次全振动，振动在介质中传播的距离恰好等于波长．故A正确．‎ B．在波形图上位移始终相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长，故B错误．‎ C．在波形图上速度最大的相邻两质点间的距离可能等于半个波长，故C错误．‎ D．在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离可能等于整数倍的波长，故D错误．‎ 故选A ‎6．C ‎【解析】A、同一波中各质点的振动情况有先后之分，故A错误；‎ B、由于波动过程中各质点的起振方向相同，横波向前传播时在最前面要么是波峰要么是波谷，不会发生变化，故B错误；‎ C、简谐波的周期等于每个质点振动的周期，故C正确；‎ D、波向前传播时速度大小是一定的，故D错误。‎ ‎7．C ‎【解析】波长、波速及频率的关系为：波速等于波长与频率的乘积，即v=λf．电磁波的波速为c,所以电磁波的波速c与波长λ、频率f之间的关系是c=λf.所以C正确。‎ ‎8．C ‎【解析】由波形图知，又由可得：。P点在0时刻沿y轴负方向振动，由同侧法可知，此列波沿x轴负向传播。对Q点，波向x轴负向传播，由同侧法可知此时刻Q点向y轴正向振动，经0．1s，达到波峰，速度为零，加速度最大且沿y轴负方向，AB错，C对；0．3s时，Q点到达波谷，加速度最大方向沿y轴正向，D错。‎ ‎9．B ‎【解析】相邻的两个波峰或波谷间的距离是一个波长，利用波长，波速，频率之间的关系进行计算。‎ 由图可知波长为8m，所以AC错；‎ 根据λ=‎vf，得f=vλ=‎18‎‎8‎Hz=9/4HZ，所以B对，D错。‎ 故答案选B ‎10．A ‎【解析】由图乙可知，该波的振动周期是‎4s，所以结合甲图可知，t=0‎时，该波的波形如图中红色线：‎ 图乙上，t=0s时刻，只有x=0‎ 处质点位于最大位移处，故乙图是x=0‎处的质点的振动图象，故选项A正确。‎ ‎11．D ‎【解析】机械波的传播速度由介质决定，与振幅大小无关，AB错误；质点只在平衡位置上下振动，不会随波迁移，在一个周期内，波传播的距离等于一个波长，C错误；波传播一个波长的距离所用的时间等于一个周期，振动的频率越高，周期越短，波传播一个波长的距离所用的时间越短，故D正确．‎ ‎12．B ‎【解析】波源的起振方向通过平衡位置竖直向下，介质中各质点的起振方向也都竖直向下，波向右传播，质点9起振最晚．故A正确．图中所画出的质点起振的时间依次落后，起振位置不同，但起振方向相同，都是竖直向下．故B错误．当波传到质点8时，质点8的振动完全重复质点7的振动，由题知道，波从质点7传到质点8的时间为T‎4‎，则质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后T‎4‎．故C正确．设相邻两质点间距离为s，则由题得到波长为λ=4s，质点1与质点9的距离为S=8s=2λ，图中所有质点都振动后，质点1与质点9的振动情况完全相同，步调完全一致，波从质点1到质点9时，质点1已振动了2次，所以如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动．故D正确．本题选错误的，故选B.‎ ‎13．BD ‎【解析】A处没有振动说明不能发生明显的衍射现象。发生明显的衍射现象，必须减小狭缝的宽度或增大波长。所以C是错误的。要想增大波长，由v=λf知，当f减小时，λ增大,所以B正确，A错误。发生衍射前后，波速，波长都是不变的，D正确。故选择BD.‎ ‎14．ACD ‎【解析】由图示波形图可知，波长λ=4m，则波的周期T=λv=4s。‎ 当波向右传播时，Δt=(n+‎1‎‎4‎)T=(4n+1)s，n=0,1,2,3…,‎ Δt‎=1s,5s,9s,13s,17s,…,故A正确。‎ 当波向左传播时，Δt=(n+‎3‎‎4‎)T=(4n+3)s，n=0,1,2,3…,‎ Δt‎=3s,7s,11s,15s,19s,…,故CD正确。‎ 故选择ACD。‎ ‎15．AD ‎【解析】由得，，SP=1.2m=，SQ=2.6m=。当波传到Q点时，S已经振动时间为，此时S在波峰，根据波形，P点在波谷。甲图t=0时刻，Q的起振方向竖直向上，甲为Q点的振动图象，A正确；乙图t=0时刻，质点在平衡位置向下，与波源S的情况不同，B错误；丙图t=0时刻，质点在最大正向位移处，与P点的振动情况不符，C错误；丙图t=0时刻，质点在最大负向位移处，与P点的振动情况相符，D正确。‎ ‎16．（i）0.05s（ii）两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m．合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m．‎ ‎【解析】（i）该波的周期为T=‎1‎f=‎1‎‎5‎=0.2s，‎ 由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为Δt=T‎4‎=0.05s；‎ ‎（ii）该波的波长为λ=vT=10×0.2m=2m，根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：1m、2m、3m、4m、5m．合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m．‎ ‎17．(1) x=(50+300n)cmnn=0,±1,±2,...‎ (2)t=0.1s ‎ ‎【解析】（1）根据两列波的振幅都为‎8cm，偏离平衡位置位移为16cm的的质点即为两列波的波峰相遇。‎ 设质点x坐标为x 根据波形图可知，甲乙的波长分别为λ乙‎=60cm，‎λ甲‎=50cm 则甲乙两列波的波峰坐标分别为 x‎1‎‎=50+k‎1‎×50(k‎1‎=±1,±2,±3……)‎ x‎1‎‎=50+k‎2‎×60(k‎2‎=±1,±2,±3……)‎ 综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为 整理可得x‎1‎‎=(50+300n)cm ‎n=±1,±2,±3……‎ ‎（ii）偏离平衡位置位移为‎-16cm是两列波的波谷相遇的点，‎ t=0‎时，波谷之差Δx=(50+‎2n‎1‎+1‎‎2‎×60)-(50+‎2n‎2‎+1‎‎2‎×50)‎ ‎n=±1,±2,±3……‎ 整理可得Δx=10(6n‎1‎-5n‎2‎)+5‎ 波谷之间最小的距离为Δx'=5cm 两列波相向传播，相对速度为‎2v=50cm/s 所以出现偏离平衡位置位移为‎-16cm的最短时间t=Δx'‎‎2v=0.1s ‎18．（1）133cm （2）125m ‎【解析】（1）由题意，O、P两点间的距离与波长λ之间满足OP=‎5‎‎4‎λ①‎ 波速v与波长的关系为v=‎λT②‎ 在t=5s的时间间隔内，波传播的路程为vt．由题意有vt=PQ+‎1‎‎4‎λ③‎ 式中，PQ为P、Q间的距离．由①②③式和题给数据，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t‎1‎‎=t+‎5‎‎4‎T；波源从平衡位置开始运动，每经过‎1‎‎4‎T，波源运动的路程为A．有题给条件得t1=25×‎1‎‎4‎T 故t1时间内，波源运动的路程为s=25A=125cm