人教版高中物理选修第十二单元机械波单元测试（一）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 （一）‎ 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 ‎1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是(　　)‎ A．v变小，a变大 B．v变小，a变小 C．v变大，a变大 D．v变大，a变小 ‎2．在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是(　　)‎ A．因为“随波逐流”木块将被推至远处 B．因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况 C．无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动 D．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关 ‎3．关于声波和光波，下列说法正确的是(　　)‎ A．它们都是机械波 B．它们都能在真空中传播 C．它们都能发生干涉和衍射 D．它们的传播速度都与介质无关 ‎4．关于机械波，下列说法中正确的是(　　)‎ A．机械波的振幅与波源振动的振幅不相等 B．在波的传播过程中，介质中质点的振动频率等于波源的振动频率 C．在波的传播过程中，介质中质点的振动速度等于波的传播速度 D．在机械波的传播过程中，离波源越远的质点振动的周期越大 ‎5．如图所示某一时刻简谐横波的图象，波的传播方向沿+x方向，下列说法中正确的是(　　)‎ A．此时刻B．E两点速度为零 B．此时刻D质点正沿﹣y方向运动 C．此时刻质点C．F的加速度、速度都为零 D．此时刻质点B．E的速度相同 ‎6．某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则(　　)‎ A．H先开始振动，震源距地震仪约25km B．P先开始振动，震源距地震仪约25km C．H先开始振动，震源距地震仪约36km D．P先开始振动，震源距地震仪约36km ‎7．在波的传播方向上有A、B两质点，当波传刚到B质点时开始计时，质点A、B的振动图象如图所示，两质点的平衡位置沿波的传播方向上的距离△x=0.15m，则以下说法正确的是(　　)‎ A．这列波的传播方向由A到B B．这列波的传播速度大小一定是0.5m/s C．这列波的波长可能是0.04m D．这列波的频率f=25Hz ‎8．一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为x=0，x=xb（xb＞0）．a点的振动规律如图所示．已知波速为v=1m/s，在t=1s时b的位移为0.05m，则下列判断正确的是(　　)‎ A．从t=0时刻起的2s内，a质点随波迁移了2m B．t=0.5s时，质点a的位移为0.05m C．若波沿x轴正向传播，则可能xb=0.5m D．若波沿x轴负向传播，则可能xb=2.5m ‎9．在波的传播方向上相距s的M、N两点之间只有一个波谷的四种可能情况如图所示，设这四列波的波速均为v，且均向左传播，从图示时刻开始计时，M点出现波谷时刻最晚的是(　　)‎ A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（甲）是t=3s时的波形图，图（乙）是波中某质点P的振动图象，下列判断中正确的是(　　)‎ A．质点P在t=3s时沿y轴负方向振动 B．质点P在t=3s时的速度为零 C．质点P的平衡位置坐标可能是x=4cm D．该简谐波的波速为1m/s ‎11．一频率为600Hz的声源以20rad／s 的角速度沿一半径为0．80m 的圆周作匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，下列判断正确的是(　　)‎ ‎①观察者接收到汽笛在A 点发出声音的频率大于600Hz ‎②观察者接收到汽笛在B 点发出声音的频率等于600Hz ‎③观察者接收到汽笛在C 点发出声音的频率等于600Hz ‎④观察者接收到汽笛在D 点发出声音的频率小于600Hz A．①② B．②④ C．①③ D．③④‎ 二、多选题 ‎12．两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所示区域相遇，则(　　)‎ 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处的质点此时刻速度为零 D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm ‎13．如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），S1的振幅A1=3cm，S2的振幅A2=2cm，则下列说法正确的是(　　)‎ A．质点D是振动减弱点 B．质点A、D在该时刻的高度差为10cm C．再过半个周期，质点A、C是振动加强点 D．质点C的振幅为1cm E．质点C此刻以后将向下振动 ‎14．一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0‎处的P点时开始计时时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观测到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A．波速为‎0.5m/s B．经过‎1.4s质点P运动的路程为70cm C．t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷 D．与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为‎2.5Hz ‎15．一列简谐横波正沿着x轴正方向传播，波在某一时刻的波形图象如图所示．下列判断正确的是(　　)‎ A．这列波的波长是8m B．此时刻x=3m处质点正沿y轴正方向运动 C．此时刻x=6m处质点的速度为0‎ D．此时刻x=7m处质点的加速度方向沿y轴负方向 三、解答题 ‎16．如图所示，图甲是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P点是此时处在平衡位置的一个质点．图乙是质点P的振动图象．‎ ‎(1)判断这列波的传播方向；‎ ‎(2)经过时间t1=6s，质点P通过的路程s；‎ ‎(3)经过t2=30s，波向前传播的距离x．‎ ‎17．一列横波如图所示，t1=0时刻波形为图中实线所示，t2=0.5s时刻波形如图中虚线所示．问： ‎ ‎(1)这列波的波长是多少？质点振动的振幅是多少？‎ ‎(2)如果波向右传播，波速多大？‎ ‎(3)如果波向左传播，波速多大？‎ ‎2018-2019学年高二下学期第十二单元训练卷 物 理（一）答 案 ‎1．D ‎【解析】由题图可得，简谐横波沿x轴正方向传播，波形向右平移，则P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向运动，正靠近平衡位置，位移减小，质点的速度变大．由a=-‎kxm，知随着位移减小，加速度a减小，故C正确．‎ ‎2．C ‎【解析】波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移动，所以无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动，故ABD错误，C正确；故选C。‎ ‎3．C ‎【解析】声波是机械波，而光波为电磁波；故A错误；声波的传播需要介质，光波的传播不需要介质，可以在真空中传播．故B错误．干涉和衍射是波的共性，光波能发生干涉和衍射，声波也能发生干涉和衍射，故C正确．光波从空气射入水中时，根据c=nv，介质的折射率变大，所以速度小；而声波从气体到液体，则速度是变大；故D错误．故选C．‎ ‎4．B ‎【解析】机械波的振幅，周期和频率同产生机械波的振源质点（以及其它质点）的是相同的，故AD错；B是正确的；但质点在自己的平衡位置附近振动是做变速运动，但机械波在同一介质中通常传播速度不变，则C错。‎ ‎5．B ‎【解析】根据图像可以知道，该时刻B．E两点正处于平衡位置，其速度最大，故选项A错误；波的传播方向沿x轴正方向，该时刻质点D正向‎-y方向运动，故B正确；C．F两点处于位移最大处，根据简谐运动的特征a=-‎kxm知，两点的加速度最大，速度为零，故C错误；波的传播方向沿x轴正方向，由波形平移法得知，B点的速度方向向上，E的速度方向向下，速度大小相等，D错误。‎ ‎6．D ‎【解析】因纵波传播速度较大，故P先振动；由题意可知x‎4‎‎-x‎9‎=5‎，解得x=36km，选项D正确。‎ ‎7．B ‎【解析】从图中可知B质点比A质点振动的早，所以是从B传向A，A错误；从图中可知A质点在t=0.3s才开始振动，所以从B传播到A经历为0．3s，因为两质点的平衡位置沿波的传播方向上的距离Δx=0.15m，所以这列波的速度为v=Δxt=‎0.15m‎0.3s=0.5m/s，B正确；从图中可知波的周期为T=0.4s，所以该波的波长为λ=vT=0.5×0.4=0.2m，C错误；f=‎1‎T=‎1‎‎0.4‎=2.5Hz，D错 ‎8．D ‎【解析】在波传播过程中，各质点在自已的平衡位置附近振动，并不随波传播，故A错误；由图可知，t=0.5s时，质点a的位移为‎-0.05m，故B错误；根据图象可知该波的周期为‎2s，已知波速为v=1m/s，则波长：λ=vT=1×2m=2m；由图可知，在t=1s时刻a位于平衡位置而且振动的方向向上，而在t=1s时b的位移为‎0.05m，位于正的最大位移处，可知若波沿x轴正向传播，则b与a之间的距离为：xb‎=（n+‎3‎‎4‎)λ（n=0，1，2，3…）‎，可能为：xb‎=1.5m，‎3.5m，不可能为‎0.5m，故C错误；结合C的分析可知，若波沿x 轴负向传播，则b与a之间的距离为：xb‎=（n+‎1‎‎4‎)λ（n=0，1，2，3…）‎，可能为：xb‎=0.5m，‎2.5m，故D正确。‎ ‎9．B ‎【解析】由图，四个波形的波长分别为：λ1=s，λ2=s，λ3＝‎2‎‎3‎s，λ4=2s；四个波的周期分别为：T‎1‎‎=λ‎1‎v=‎sv，T‎2‎‎=λ‎2‎v=‎sv，T‎3‎‎=λ‎3‎v=‎‎2s‎3v，T‎4‎‎=λ‎4‎v=‎‎2sv；由于波都是向左传播，图示时刻M点的振动方向分别为：向下，向上，向上，向下；M点第一次出现波谷的时间分别是：t‎1‎‎=‎1‎‎4‎T‎1‎=‎s‎4v，t‎2‎‎=‎3‎‎4‎T‎2‎=‎‎3s‎4v，t‎3‎‎=‎3‎‎4‎T‎3‎=‎s‎2v，t‎4‎‎=‎1‎‎4‎T‎4‎=‎s‎2v，可见，t2最大。故选B。‎ ‎10．C ‎【解析】由图乙知，t=3s时图象切线的斜率为正值，说明质点P此时正沿y轴正方向振动，故A错误。由图乙知，t=3s时质点P的位移为0，正通过平衡位置，速度最大，故B错误。由图甲知，简谐横波沿x轴正方向传播，x=4cm处的质点正通过平衡位置向上，与质点P在t=3s时的状态相同，所以质点P的平衡位置坐标可能是x=4cm，故C正确。由甲读出波长λ=4cm，由图乙读出周期T=4s，则该波的波速v=λT=1cm/s。故D错误。故选C。‎ ‎11．A ‎【解析】根据多普勒效应，当声源和观测者向相运动时，观测者接受的频率高于声源；当声源和观测者背相运动时，观测者接受的频率低于声源．把速度方向标出来，A点有接近的趋势，频率变大；C点有远离的趋势，频率变小；B、D点速度方向垂直，频率不变．故①②正确，③④错误；故选A。‎ ‎12．BD ‎【解析】两列波波速相同，波长不同，根据v=λf，频率不同，不能干涉，故A错误；两列波波速相同，波长分别为4m、6m，为2：3，根据根据v=λf，频率比为3：2，故B正确；平衡位置为x=6m处的质点此刻位移为零，两列波单独引起的速度不等，相反，故合速度不为零，故C错误；平衡位置为x=8.5m处的质点，两列波单独引起的位移分别为‎2‎‎2‎A、‎1‎‎2‎A，故合位移大于振幅A，故D正确；故选BD．‎ ‎13．BDE ‎【解析】两个波源的振动步调一致，图中AD到两个波源路程差为零，是振动加强点，而BC是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A错误；图示时刻，质点A的位移为+3cm+2cm=+5cm，质点D的位移为-3cm-2cm=-5cm，故质点A、D在该时刻的高度差为10cm，故B正确；振动的干涉图象是稳定的，AD一直是振动加强点，而BC一直是振动减弱点，故C错误；质点C是振动减弱点，振幅为3cm-2cm=1cm，故D正确；质点C是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点C此刻以后将向下振动，故E正确；故选BDE。‎ ‎14．BCD ‎【解析】波向右传播，根据波形平移法知，各点的起振方向为竖直向上，t=0.9s时，P点第三次到达波峰，可得：‎2+‎‎1‎‎4‎T=0.9s，解得：T=0.4s，波长为λ=2m，所以波速为：v=λT=‎2m‎0.4s=5m/s，故A说法错误；t=1.4s相当于3.5个周期，每个周期路程为4A，所以经过1.4s质点P运动的路程为S=3.5×4A=14×5cm=70cm，故B说法正确；波传到x=4.5m处所用的时间为：t=Δxv=‎4.5-2‎‎5‎s=0.5s，波传到Q，经过2.75T即再经过1.1s后Q第三次到达波谷，所以t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷，故C说法正确；要发生干涉现象，另外一列波的频率一定相同，即f=‎1‎T=2.5Hz，故D说法正确。‎ ‎15．ABD ‎【解析】由图象可知波长λ=8m，故A正确；简谐横波沿着x轴正方向传播，波形将向右平移，则此时刻x=3m处质点沿y轴正方向运动。故B正确。x=6m处质点处于平衡位置，速度最大。故C错误。x=7m处质点位移为正值，由a=-kx/m分析得知，加速度为负值，即沿y轴负方向。故D正确。故选ABD。‎ ‎16．(1)沿x轴正方向传播 (2)s=12cm (3)x=60m ‎ ‎【解析】（1）根据振动图象判断出t=0时刻P点的振动方向，再判断波的传播方向．（2）图乙读出周期，由周期与时间的关系，结合题意，即可求解P点通过的路程．（3）由公式v=‎λT求出波速，由x=vt求解波传播的距离．‎ ‎（1）由图乙知，t=0时刻质点P正向上振动，所以根据波形平移法知，该波沿x轴正方向传播．‎ ‎（2）从图乙可知振动周期为T=4s，一个周期内质点通过的路程为4A,则经过时间t‎1‎‎=6s=1.5T 则质点P通过的路程为：‎s=1.5×4A=6×2cm=12cm ‎（3）波速为：‎v=λT=‎8‎‎4‎=2‎ms 经过t‎2‎‎=30s，波向前传播的距离x=vt‎2‎=2×30m=60m ‎17．(1) λ=8m，A =10cm (2)v=(16n+4)m/s（n=0，1，2…） (3) v=(16n+12)m/s（n=0，1，2…）‎ ‎【解析】（1）由图知，波长 λ=8m，振幅A =10cm ‎ ‎（2）如果波向右传播，波传播的距离为s=（n+‎1‎‎4‎）λ=（n+‎1‎‎4‎）×8m=（8n+2）m，（n=0，1，2…）‎ 波速为v=st‎=‎‎8n+2‎‎0.5‎=（16n+4）m/s，（n=0，1，2…）‎ ‎（3）如果波向左传播，波传播的距离为s=（n+‎3‎‎4‎）λ=（n+‎3‎‎4‎）×8m=（8n+6）m，（n=0，1，2…）‎ 波速为v=st=（16n+12）m/s，（n=0，1，2…）‎