2020-2021学年高中物理-第12章-机械波-单元素养评价新人教版选修3-4.doc
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1、2020-2021学年高中物理 第12章 机械波 单元素养评价新人教版选修3-42020-2021学年高中物理 第12章 机械波 单元素养评价新人教版选修3-4年级:姓名:- 14 -单元素养评价(二) (第十二章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.下列关于波的现象的说法中正确的是()A.只要有机械波产生,一定可以找到产生机械波的波源B.把小石块扔到平静的湖水里,水面上便会激起水波,水波将促使水面上的漂浮物向远方运动C.某空间找不到机械波,则在这一空间一定没有波源D.横波与纵波,其质点的振动方向不同,因此,横波和纵波不可能沿同一方向传播【解析】选A。有
2、机械波存在就一定具备了两个必要条件,所以A项正确;若只有波源而无介质,也不能产生机械波,所以C项错误;丢石块可以使漂浮物远去,但这不是激起的水波所产生的效果,如果仅靠水波,漂浮物只可能在原平衡位置附近做上下振动,丢石块最好击中漂浮物或与漂浮物相隔很近,靠石块对漂浮物的水平冲击力使漂浮物远去,故B项错误;横波和纵波的质点振动方向不同,但可沿同一方向传播,所以D项错误。2.已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:周期为 s,频率为104 Hz,波长为10 m,它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是()A.和B.和C.和D.都可以【解析】选C。由波速公式v=f得波长
3、=,则、三种声波的波长分别为1=340 m=17 m,2= m=0.034 m,3=10 m,根据发生明显衍射现象的条件可知,、两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故C正确。3.如图所示,实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷。此刻M点处波峰与波峰相遇,下列说法中正确的是()A.该时刻质点O正处于平衡位置B.P、N两质点始终处在平衡位置C.从该时刻起,经过二分之一周期,质点M处于振动减弱区D.从该时刻起,经过二分之一周期,质点M到达平衡位置【解析】选B。由图知O点是波谷和波谷叠加,该时刻在波谷,所以A错误;图示时刻,P、N两点是波谷和波峰叠加,位移始终为零,
4、即处于平衡位置,两列波单独传播引起的位移的矢量和应该一直为零,故P、N两质点始终处在平衡位置,则B正确;图示时刻,点M为波峰与波峰叠加,是振动加强点,经过二分之一周期,振动到波谷位置,所以C、D错误。故选B。4.(多选)一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T。t=0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是()A.t=0时质点a的速度比质点b的大B.t=0时质点a的加速度比质点b的大C.图2可以表示质点a的振动D.图2可以表示质点b的振动【解析】选B、D。t=0时刻a在波峰,速度为零,加速度最大,b在平衡位置,加速度为零,速度最大,A错、B对
5、;根据“上下坡”法可以判断,t=0时刻b点在平衡位置且向下运动,C错、D对。5.一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播。处在x1=1 m和x2=2 m的两质点A、B的振动图象如图所示,由此可知()A.波长为 mB.波速为1 m/sC.3 s末A、B两质点的位移相同D.1 s末A点的振动速度大于B点的振动速度【解析】选A。波的传播方向从A传到B,根据同一时刻两个质点的状态,结合波形,列出A、B间距离与波长的关系,求出波长。由图读出周期,求出波速。简谐波传播过程中介质中各质点在做简谐运动,加速度的大小与位移大小成正比。根据1 s末两质点的位移关系分析加速度关系。波从A向B传播,AB间的距离x=
6、(n+),n=0,1,2,由题,波长大于1 m,则n只能取0,即有x=,波长= m,波速为v= m/s,A正确,B错误;3 s末A、B两质点的位移分别为yA=-2 cm,yB=0,位移不同,C错误;由振动图象读出,1 s末A质点的位移yA=2 cm,处于波峰,速度最小;B质点的位移yB=0,处于平衡位置,速度最大,所以1 s末A质点的速度小于B质点的速度,D错误。【补偿训练】(多选)一列简谐横波沿直线传播。以波源O由平衡位置开始振动为计时零点,质点A的振动图象如图所示,已知O、A的平衡位置相距0.9 m。以下判断正确的是()A.波长为1.2 mB.波源起振方向沿y轴正方向C.波速大小为0.4
7、m/sD.质点A的动能在t=4 s时最大【解析】选A、B。由A的振动图象可知,A经过3 s开始振动,OA间距为0.9 m,波速v= m/s=0.3 m/s;振动的周期T=4 s,所以波长=vT=0.34 m=1.2 m;介质中质点的起振方向和波源的起振方向相同,由质点A的起振方向可以判断波源的起振方向沿y轴的正方向;t=4 s时A距离平衡位置最远,速度最小,动能最小,正确选项为A、B。6.(多选)(2020哈尔滨高二检测)如图所示,在一条直线上两个振源A、B相距6 m,振动频率相等。t=0时A、B开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,图甲为A的振动图象,图乙为B的振动图象。若A向右传播的波与
8、B向左传播的波在t1=0.3 s时相遇,则下列说法正确的是(设在同种介质中传播)()A.两列波在A、B间的传播速度大小均为10 m/sB.两列波的波长都是4 mC.在两列波相遇过程中,中点C为振动加强点D.在两列波相遇过程中,中点C为振动减弱点E.t2=0.7 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下【解析】选A、D、E。设AB间距离为s,两列波的速度为v,则由题s=2vt1,解得v=10 m/s,故A正确;由题图可得振动周期为0.2 s,波长=vT=100.2 m=2 m,故B错误;由振动图象知道A起振方向向上,B起振方向向下,在两列波相遇过程中,中点C是两列波的波峰和波谷相遇的点,振动减弱,故
9、D正确,C错误;t=0.6 s时刻向右运动的波传到B,再经0.1 s经过平衡位置且振动方向向下,故E正确;故选A、D、E。7.(多选)一列简谐横波,在t=0.6 s 时刻的图象如图甲所示,波上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是()A.这列波沿x轴正方向传播B.这列波的波速是 m/sC.从t=0.6 s开始,质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置D.从t=0.6 s开始,紧接着t=0.6 s时间内,A质点通过的路程是4 mE.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物,不能发生明显的衍射现象【解析】选A、B、D。由题图乙可知,t=0.6 s时A点的振动是向下的,因此可判断这列波
10、是向x轴正方向传播的,选项A正确;由题图甲可知,该波的波长为20 m,由题图乙可知,该波的周期为1.2 s,可得该波的波速为 m/s,选项B正确;由波上各质点振动情况可知,P点向上振动,应该先回到平衡位置,选项C错误;0.6 s的时间为半个周期,因此质点振动路程为4 m,选项D正确;该波的波长为20 m,大于10 m,因此该波遇到一个尺寸为10 m的障碍物时,会发生明显的衍射现象,选项E错误。8.(多选)一列自右向左传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,此时坐标为(1,0)的质点刚好开始运动,在t=0.3 s时刻,质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置,质点Q的坐标是(-3,0),则下列
11、说法正确的是()A.在t=0时刻,质点P的速度方向沿y轴负方向B.这列波的传播速度为 m/sC.在00.3 s时间内,质点A运动的路程为0.03 mD.在t=0.5 s时刻,质点Q首次到达波峰位置E.这列波的波源起振方向沿y轴正方向【解析】选A、D、E。根据t=0时刻的波形图,可知波长=4 cm,在t=0时刻质点P向下运动,质点P的速度方向沿y轴负方向,选项A正确;在t=0.3 s时,质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置,说明波动周期T=0.4 s,这列波的传播速度为v=10 cm/s=0.1 m/s,选项B错误;在00.3 s时间,即T时间内,质点A运动的路程为3个振幅,即38 cm=24
12、cm=0.24 m,选项C错误;在t=0.5 s时,波沿x轴负方向传播了5 cm,质点Q首次到达波峰位置,选项D正确;根据波形图和传播方向可知,这列波的波源起振方向沿y轴正方向,选项E正确。9.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图象。由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是()A. mB. mC.1 mD. mE. m【解析】选B、D、E。如题图乙所示,质点在t=0时在正向最大位移处,图丙所示质点在t=0时,y=-0.05 m处,运动方向沿y轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图所示:若题图乙所示质点为图中左侧波峰上的点,则
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