高中物理第十二章机械波36单元测试新人教选修3-4.pdf

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1、2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 1/7 高二物理单元测试（机械振动和机械波）第卷（选择题共 40 分）一、选择题（每小题4 分，共 40 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个正确答案，有的小题有多个正确选项，全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有错选或不答的得零分）12008 年 5 月 12 日，在四川省发生了里氏8.0 级大地震，造成了重大的人员伤亡，和财产损失。地震产生的巨大能量以波的形式向远处传播，称为地震波，下列说法中正确的是（）A地震波是由机械振动引起的机械波B只要波源停止振动，地震波的传播就会立即停止C地震波既有横波，也有纵波D地震波具

2、有的能量，随着波的传播将愈来愈强2下列关于多普勒效应的说法正确的是（）A若声源向观察者靠近，则声源发出声波的频率变小B若声源向观察者靠近，则声察者接收到声波的频率变大C观察者远离波源，则波源发出声波的频率变小D若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到声波的频率变小3甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知（）A两弹簧振子完全相同B两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲F乙=21C振子甲速度为零时，振子乙速度最大D振子的振动频率之比f甲f乙=124做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，w则单摆振动的（）A频率、振幅都不变B频率、振幅都改变

3、C频率不变、振幅改变D频率改变、振幅不变5如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，可采用的方法是（）A使波源的频率增大B使波源的频率减小C移动N使狭缝的距离减小D移动N使狭缝的距离增大6如图所示是一列简谐横波在t=0 时刻的波形图已知这列波沿x轴正方向传播，波速为20 m/s，则在t=0.17 s 2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 2/7 图（1）x/m Oy/m 1 2 3 4 5 6 图（2）Ot/s y/m 1 2 3 4 5 6 B C O A

4、O B 时该质点P （）A速度和加速度都沿-y方向B速度沿+y方向，加速度沿-y方向C速度和加速度均正在增大D速度正在增大，加速度正在减少7如图所示，一弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，BC间距离为10cm，从B到C运动一次的时间为1s，则（）A从B到C振子作了一次全振动B振动周期为2s，振幅为5cm C经过两次全振动，振子通过的路程是20cm D振子从B点开始，经3s 位移是 30cm.8一列简谐横波沿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？（）Ax=1m处

5、的质元Bx=2m 处的质元Cx=3m 处的质元Dx=4m 处的质元9如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中质点b的起振时刻比质点a 延迟了 0.5s，b 和 c 之间的距离是5m，以下说法正确的是（）A此列波的波长为5m B此列波的频率为2Hz C此列波的波速为2.5m/s D此列波的传播方向为沿x轴正方向传播10一兴趣小组的同学们观察到湖面上一点O上下振动，振幅为0.2 m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0 m，OB间距离为 2.4 m。某时刻O点处在波峰位置，观察发现2s 后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还

6、有一个波峰。将水波近似为简谐波。则以下说法正确的是（）A此水波的传播速度是2 m/s B此水波的周期是2 s C此水波的波长是4 m D当O点处在波峰位置时，B点正通过平衡位置向下运动第卷（非选择题，共60 分）二、填空题（共18 分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）11（4 分）弹簧振子的振动图象如图所示从图中可知，2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 3/7 振动的振幅是 cm，完成 1 次全振动，振子通过的路程是 cm12（4 分）一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A、B两点，历时1 s，质点通过B点后再经过1 s 又第二次通过B点，

7、在这两秒钟内质点通过的总路程为 12 cm，则质点的振动周期为_s，振幅为 _cm13（4 分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0 时刻的波形如图所示，已知在t=1.1s 时刻，质点P出现第三次波峰，那么质点Q第一次出现波峰的时间是_。14（6 分）沿x轴连续均匀的介质中，选距离为0.1m 的等距离排列的0、1、2 10 等 11 个点，这些点分别以自己的位置为中心，从0 点沿x轴正方向，依次滞后0.02s 向y轴正方向开始做简谐运动，如图甲所示。从0 点开始振动后，第一次出现如图乙所示的图形历时_s；该简谐波的传播速度是_m/s。三、计算题（共42 分。要求写出必要的文字说明、主要方程式

8、和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）15（10 分）如图甲所示为一列简谐横波在t=6.0 102s 时的波形图，图乙是这列波中P质点的振动图象，两个图象对应着相同的时间起点。P点的平衡位置坐标是x=10m。（1）试求这列波的传播速度和传播方向；（2）试求P质点在t=67102s 时刻的位移；（3）试在图甲中画出t=9.5 102s 时的波形图象。甲乙16（10 分）如图所示，现在用外力F压缩B并甲乙2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 4/7 保持其静止，不计摩擦和空气阻力，设弹簧的劲度系数为k，在距离地面高H处的地方，把小球A

9、以初速度v0=10m/s 水平抛出，与此同时把球B由静止释放，已知球B在水平面上作周期为T的简谐运动，当A落地时，B恰好将弹簧压缩成最短，重力加速度g 取10m/s2，求：（1）物体B振动时的振幅；（2）H的高度；（3）物体A落地时的速度。17（10 分）如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D为绳上等间隔的点，点间间隔为50cm，现用手拉着绳子的端点A使其上下振动，若A点开始向上，经 0.1 秒第一次达到最大位移，C点恰好开始振动，则（1）绳子形成的向右传播的横波速度为多大？（2）从A开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？（3）画出当J点第一次向下达到最大位移

10、时的波形图象。18（12 分）一列简谐横波由质点A向质点B传播。已知A、B两点相距4m，这列波的波长大于 2m而小于 20m。下图表示在波的传播过程中A、B两质点的振动的图象。求波的传播速度。参考答案2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 5/7 1AC （地震波是机械波，是由机械振动引起的，故A对；波源停止振动后，波要继续向前传播，不会立即停止，故B错；地震波有横波成分，也有纵波成分，故C对；地震波具有能量，随着传播将愈来愈弱，故D错。）2B（本题考查对多普勒效应的理解）3CD （从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比T甲:T乙=2:1，得频率之比f甲:f乙=1:2，

11、D正确。弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A 错误。由于弹簧的劲度系数k不一定相同，所以两振子受回复力（Fkx）的最大值之比F甲F乙不一定为21，所以 B错误。从图象看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰到达平衡位置，此时振子甲速度为零，振子乙速度最大，所以C正确。）4C（由单摆的周期公式2lTg，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅 A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由212KEmv可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以C正确。）5BD（本题考察能发生明显衍射 现象的条件。减小波源的频率，波长增大；移动N使狭缝的距离

12、减小都可以使衍射现象更加明显。故BD正确）6AD（=4m，T=/v=0.2s，3T/4t=0.17 sT，t时刻质点P正沿-y方向运动，且位移沿+y方向，故A正确；向平衡位置运动，速度正在增大，加速度正在减少，故D正确。故选项 AD正确。）7B （振子从B到C是半个全振动，其周期为T=2s，振幅为A=5cm，故 A错 B对；两个周期内，振子路程为S=8A=40cm，故 C错；t=3s=1.5T，振子的路程为S=6A=30cm，其位移为x=5cm，故 D错。）8D（由图（2）知周期为0.4s，t=1s 时，振动质元经平衡位置向y轴负方向运动，对应波形图上，波向左传播，经平衡位置向y轴负方向运动的

13、质元为x=0 和x=4m 处的质元。故正确选项为D）9AD解析：因为质点b 的起振时刻比质点a 晚，所以波沿x 轴的正方向传播，而a、b相差T/2，所以T是 1 秒，波的频率为1Hz；b、c是两相邻的波谷，所以相差一个波长，波长为 5m；波速5Tv m/s。10 AD（波速12 m/sxvt，A项正确；2 s 后波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰，则T45s2，解得6.1Ts，B项错误；波长=vT=3.2 m，C项错误；OB间距离为2.4m=43，B点正通过平衡位置向下运动，D项正确。）11（4 分）2cm 8cm 12（4 分）4；6 13（4 分）0.8s 解

14、析：由图可知t=0 时，质点P正处于平衡位置且运动方向向下，质点P点要经过43T的时间才能出现波峰（y 轴正向最大值）；又经过了2T的时间，质点P第2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 6/7 三次出现波峰，有43T+2T=1.1s。所以简谐横波的周期为T=0.4s；由波形图象可以知道波长=2m，所以波的传播速度为Tv=4.02=5m/s。在t=0 时刻时波的第一个波峰位于x=1m处，它以 5m/s 的速度向Q点（x=5m）方向运动，当该波峰运动到Q点时，即Q点第一次出现波峰。所以质点Q第一次出现波峰的时间为t=515vs=0.8s 14（6 分）0.32；5 解析

15、：从 0 点开始振动后，第一次出现如图所示的图形，经历的时间是2T，T=0.02 8 s=0.16s，故t=2T=0.32s；波速Tv=5m/s 15（10 分）解析（1）m10，s1022T，（1 分）波速2105Tvm/s （1 分）向左传播。（1 分）（2）根据P质点的振动图象可知，其做简谐运动的位移公式为ty100sin2.0m，（2分）故当t=67102s 时，其位移为1.067sin2.0ym。（2 分）（3）t=9.5 102sT434，此时的波形图象如图中虚线所示。（3 分）16（10 分）（1）对物体B：设此时弹簧伸长即振幅A，则kAF，（1 分）得振幅kFA（1 分）（2）

16、物体B将弹簧压缩成最短经历时间为：Tnt)21(（n=0、1、2）（2 分）得8)21()21(212122222gtnTnggtH（n=0、1、2）（2 分）（3）物体A落地时，0vvxgTngtvy2)12(（n=0，1，2）（2 分）速度v为：4)12(22220220Tgnvvvvy（n=0，1，2）（2 分）17（10 分）解析（1）v=1.01tx=10ms （2 分）（2）波由波源传到J需时间t1 2012 高中物理第十二章机械波36 单元测试新人教版选修3-4 7/7 由t1=105.4vxAjs=0.45s （2 分）波刚传到J时，J也向上起振。到负最大位移需t2时间则t2=43T=0.3s （2 分）所以对应总时间t=t1+t2=0.75s （1 分）（3）（3 分）18（12 分）解：由振动图象读出T=0.4s。（1 分）分析图象可知：t=0 时，质点A位于+y方向最大位移处，而质点B则经过平衡位置向负y方向运动。（2 分）所以AB间距 4=（n+3/4），=16/（4n+3），其中n=0，1，2，（2 分）因为这列波的波长大于2m而小于 20m 所以n=0、1 两个可能的取值，即：1=316m，2=716m，（4 分）因v=/T，（1 分）所以v1=340m/s（1 分）v2=740m/s。（1 分）