人教版选择性必修一第三章 机械波 测试(含答案)

文档属性

名称 人教版选择性必修一第三章 机械波 测试(含答案)
格式 zip
文件大小 925.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-02 12:26:45

图片预览

文档简介

人教版选择性必修一第三章测试(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
如图所示,训练者跨步蹲,双手各自正握同一材质的两绳一端,在竖直方向上下甩动,在绳子上交替做出不同的波动,其运动状态可视为简谐运动。由于初练者双手肌肉力量不一致,左手每秒抖动下,右手每秒抖动下,则在左、右两绳上传播的波( )
A. 周期之比为 B. 速度之比为 C. 振幅之比为 D. 波长之比为
一列简谐横波在均匀介质中沿轴正方向传播,波速为。时刻,该波的波形如图所示,、分别为、处的质点,此时质点恰好开始振动。则时刻,点
A. 经过平衡位置,向上运动 B. 经过平衡位置,向下运动
C. 位于波峰位置 D. 位于波谷位置
如图所示,是波源,各质点间距离为,当时,质点开始向上振动,经过第一次到达最大位移,此时点恰好开始振动,则( )
A. 波的频率是,波长是
B. 波的传播速度是,周期为
C. 再经,波传播到点,点达到最大位移
D. 波传播到点时,其历时,质点在最大位移处
分析下列物理现象:“空山不见人,但闻人语响”;围绕发声的双股音叉走一圈,听到声音忽强忽弱;当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时,我们听到汽笛声的音调变低;雷声在云层里轰鸣不绝.这些物理现象分别属于波的( )
A. 衍射、干涉、多普勒效应、反射 B. 衍射、多普勒效应、干涉、折射
C. 折射、干涉、多普勒效应、反射 D. 衍射、折射、多普勒效应、干涉
消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声,如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播,在声波到达处时,分成上下两束波,这两束声波在处相遇时可削弱噪声。下列说法正确的是( )
A. 该消声器工作原理是利用波的衍射
B. 该装置可以说明声波是横波
C. 该消声器对不同波长的声波都有相同的减噪效果
D. 要达到良好的减噪效果,从处分成的上下两束声波传到处需满足波程差是半波长的奇数倍
如图所示,在平面内有两个沿轴方向垂直平面做简谐运动的点波源和,振动方程分别为、。两列波的波速均为,两列波在点和点相遇时,分别引起、处质点的振动总是相互( )
A. 加强、加强 B. 减弱、减弱 C. 加强、减弱 D. 减弱、加强
图甲所示为一列简谐横波在时的波的图象,图乙所示为该波中处质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 时质点的速度最大 B. 此波沿轴正方向传播
C. 此波的波速为 D. 时质点的加速度最大
如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在处的质点从该时刻开始计时的振动图像,则这列波( )
A. 沿轴的正方向传播
B. 波速为
C. 该质点振动周期为
D. 再过,处的质点在平衡位置且向上运动
一列简谐横波沿轴正方向传播,在处的质元的振动图线如左图所示,在处的质元的振动图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的周期为
B. 该波的波长可能为
C. 在内处和处的质元通过的路程均为
D. 处的质元在平衡位置向上振动时,处的质元在波谷
一列波长小于的横波沿着轴正方向传播,处在和的两质点、的振动图像如图所示,则( )
A. 末、两质点的位移相同 B. 末点的速度大于点的速度
C. 波长为可能为 D. 波速可能为
二、实验题(本大题共2小题,共26.0分)
如图,实线是沿轴传播的一列简谐横波在时的波形图,虚线是这列波在时的波形图。若该波的波速是,则这列波沿轴______ 传播填“正方向”“负方向”。时,处的质点位移为______ 。
在利用发波水槽得到水面波形的实验中:
如图为利用发波水槽得到的水面波形图,甲图样是水面波的______现象,乙图样是水面波的______现象。
如丙图所示,用实线表示波峰,虚线表示波谷来描述波的干涉图样,两列波的振幅都为,波速和波长分别为和,点为连线的中点。则图示时刻点的振动方向______选填“向上”或“向下”,从图示时刻再经过时,点经过的路程为______。
实验次数
半径
质量
三、计算题(本大题共1小题,共14.0分)
一列横波在轴上传播着,在和时的波形曲线如图所示。
设周期大于,波速多大?
设周期小于,并且波速为,求波的传播方向.
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
根据频率之比可确定周期之比;由波的传播速度由介质决定,在同一介质中,波速相等;根据确定波长之比。
本题考查机械波波长、波速和周期的关系。基础题目。
【解答】
A.左手每秒抖动下,右手每秒抖动下,可知左右手的频率之比为,由 可知周期之比为,故A错误;
B.由于两绳为同一材质,所以速度之比为,故B错误;
C.由于左右手甩动的幅度未知,故无法判断振幅之比,故C错误;
D.由可知,故D正确。
故选D。

2.【答案】
【解析】
【分析】
考查了质点的振动情况与波的传播关系,运用“上下坡法”判断质点的振动方向。根据间距离与波长的关系能够分析它们振动状态的关系。
根据质点的振动与波的传播的关系知,当质点处于上坡时向下振动,处于下坡时向上振动,可推断开始振动时波源开始振动的方向。
读出波长,由公式 求出波速。根据间的距离,由求得传播时间。由间距离与波长的关系,分析它们状态关系。
【解答】
由图知波长为,则波速,
那么,根据间的距离,及由,那么波从传播到点的时间,则时刻,点已振动了,即已完成了半个周期的振动,
根据横波在均匀介质中沿轴正方向传播,可知,点振动方向向下,因此点的开始振动方向也向下,则当时刻,点在平衡位置,且向上振动,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查波的形成与传播过程,掌握波长、波速与周期的关系,理解质点的振动方向与波的传播方向的关系。
由题意,经过,质点第一次到达最大位移处,此时波恰好传到质点,即可确定周期和波长,根据公式求得波速。
【解答】
经过,质点第一次到达最大位移处,则,周期为,频率为,此时波恰好传到质点,由题意可知,波长为,波速为,故AB错误;
C.由,可知再经,波传播到点,由于波长为,故E点达到最大位移,故C错误;
D.由,可知波传播到点时,其历时,由于波长为,故质点在最大位移处,D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查波的现象。听到声音,却看不见人,这是声波的衍射现象;围绕发声的双股音叉走一圈,听到声音忽强忽弱,这是声波的干涉现象;根据多普勒效应现象可知,靠近波源或远离波源时,人接收到的频率变大或减小;雷声在云层里轰鸣不绝,这是声波发生了反射。
【解答】
“空山不见人,但闻人语响”,听到声音,却看不见人,这是声音的衍射;
围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,音叉发出两个频率相同的声波相互叠加,从而出现加强区与减弱区.这是声音的干涉;
当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时,我们听到汽笛声的音调变低,音调变低就是频率变低,因此这是多普勒效应现象;
雷声轰鸣不绝,是由于声音在云层间来回传播,这是声音的反射,故A正确,BCD错误。
5.【答案】
【解析】、该消声器工作原理根据干涉特点,可知两相干波源的距离差为半波长的奇数倍时,此点为振动减弱点点,便可以消除噪声,所以消声器利用了波的干涉原理,与是不是横波无关,故AB错误;
、要达到良好的减噪效果,从处分成的上下两束声波距离差为半波长的奇数倍时,此点为振动减弱点,即,因此从处分成的上下两束声波传到处需满足波程差是半波长的奇数倍,因为可以取不同的值,对应不同波长的声音,所以只可以消除某些特定波长的噪声,故C错误D正确。
故选D。
本题以某种消声器为背景考查科学技术在现代生产生活中的应用,是高考考查的热点;关键是要记住干涉的条件。由波的干涉特点可知:当某点到波源的距离差为半波长的奇数倍时,此点的振动减弱。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了波在相互叠加时,何处振动加强和减弱,牢记当两波源起振同方向时,路程差等于半波长的奇数倍时振动减弱,路程差等于波长的整数倍时振动加强。
【解答】
由于点到两波源的距离相等,两列波从波源传到点的路程差为,为波长的整数倍,由两波源的振动方程可知两波的振动方向相反,所以为振动减弱点,则AD错误;
两列波从波源传到点的路程差为,由振动方程可知两列波源的振动周期为,波长为,两列波从波源传到点的路程差为波长的整数倍,所以点为振动减弱点,所以B正确,C错误。
故选B。

7.【答案】
【解析】
【分析】
根据质点的振动方向确定波的传播方向,根据波长和周期求出波速。根据运动的时间,结合周期的大小确定的位置确定其振动情况;振动质点不随波迁移。
本题考查了振动和波动的综合运用,知道周期、波长、波速的关系,会根据振动的方向确定波的传播方向,注意质点不随波迁移。
【解答】
A.由图乙可知在时,质点通过平衡位置向上运动,速度最大,故A正确;
B.处的质点在时刻向下振动,根据“同侧法”知,波沿轴负方向传播,故B错误;
C.由图可知,周期,波长,则波速,故C错误;
D.由图乙可知在时,质点通过平衡位置向下运动,加速度为零,故D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波的图像与振动图像的区别与联系、波的形成与传播、波长、频率、波速之间的关系应用等。
根据时刻处质点的振动方向得到波的传播方向,由左图得到波长,右图得到周期,根据 求解波速;关键明确波形平移方向与质点振动方向的关系,能够结合公式求解波速。
【解答】
A.时刻处质点的振动方向是向上,由波形平移法知,波沿轴负方向传播,故A错误;
由左图得到波长为,右图得到周期为,故波速,故B正确,C错误;
D.再过,波向负向传播的距离为:,即再过,平衡位置在处的质点的振动形式传播到处,故再过,处的质点在正向最大位移处,将要向下运动,故D错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】
【分析】
明确两种图象的意义,获取相关信息,如波长、周期和振幅;利用波速、波长和周期的关系求波速;利用质点的振动情况,判断波的传播方向.
明确两个图象的区别和联系,据图求出波长、周期是解题的前提,灵活应用波的传播方向与质点的振动关系是解题的核心.
【解答】
根据题图甲可知该波的周期为,两质点间的距离满足,当时,,故A错误,B正确;
C.处的质点的振动方程为,在内质点通过的路程为,项错误;
D.根据图甲和图乙可知处的质点在平衡位置向上振动时,处的质点在波峰,项错误。

10.【答案】
【解析】
【解答】
A.由图可得,周期为,末、两质点的位移分别为,,位移不同,故A错误
B.由振动图像读出,末质点的位移,处于波峰,速度是零质点的位移,处于平衡位置,速度最大,所以末点速度小于点的速度,故 错误;
C.时刻,质点正通过平衡位置向上运动,质点在波峰,波从向传播,则间的距离
则,故C错误
D.根据
当时,波速为;故D正确;
故选D。
【分析】
波的传播方向沿着轴正方向传播,根据同一时刻两个质点的状态,结合波形,列出、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,根据末两质点的位移关系,分析速度关系。
本题中振动图象反映质点的振动情况,根据振动图象的信息,能确定两质点在同一时刻的状态,列出距离与波长的通式是关键。注意波的周期性。
11.【答案】负方向
【解析】解:内,传播的距离为,代入数据可得,根据平移法结合题目图形可知,波沿轴负方向传播;
由波形图可知波长,波的周期,代入数据可得,则时,相当于从开始又传播了一个周期,则处的质点仍然在处。
故答案为:负方向,
根据计算波传播的距离,根据平移法确定波传播方向;由波形图可知波长,由可计算周期,计算该时间段与周期关系,从而确定处的质点位置。
本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题。考查知识点重点突出,充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
12.【答案】衍射 干涉 向下
【解析】解:波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象,故图说明发生了明显的衍射现象;当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强,当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱,使有的区域振动加强有的区域振动减弱,且加强和减弱的区域交替出现,故图是发生了干涉现象。
点处于波谷,点处于波峰,波由向传播,此时处于平衡位置,经过四分之一周期,波谷传播到该点,知点的振动方向向下。
周期为:,质点在一个周期内振动的路程等于倍的振幅,经过时,走过的路程等于倍的振幅,振幅为,则有:。
故答案为:衍射,干涉向下,;
波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象;当频率相同的两列波相遇时有的区域振动减弱,有的区域振动加强,且加强和减弱的区域交替出现说明发生了干涉现象。
波峰与波峰叠加,波谷与波谷叠加为振动加强点,振幅等于两列波引起的振幅之和,点为连线的中点,处于振动加强区,根据波的传播方向确定点的振动方向。根据波速、波长求出周期,质点在一个周期内振动的路程等于倍的振幅。
掌握干涉和衍射的图样的特点,会通过波的传播方向确定质点的振动方向,以及知道质点在一个周期内振动的路程等于振幅的倍。
13.【答案】解:当波传播时间小于周期时,波沿传播方向前进的距离小于一个波长,当波传播的时间大于周期时,波沿传播方向前进的距离大于波长,这时从波形的变化上看出的传播距离加上个波长才是波实际传播的距离。
由图知,波长
因,所以波传播的距离可以直接由图读出,若波向右传播,则在 内传播了 ,故波速为 ;
若波向左传播,则在 内传播了 ,故速度为 。
因,所以波传播的距离大于一个波长,在 内传播的距离为 ,
因,即,因此,可得波的传播方向沿轴的负方向。
答:周期大于,波右传时,速度为 ;左传时,波速为 ;
波的传播方向向左轴负方向。
【解析】本题关键要抓住波的周期性,根据波形的平移法确定波传播距离与波长的关系,求解波速。
由图读出波长,根据波形的平移法,结合波的周期性,得出波传播的距离与波长的关系,求出波长的通项,再求解波速通项。
当波速为时,求出时间内波的传播距离,根据波形的平移法确定波传播方向。
第1页,共1页