第十二章 机械波 单元检测题(word版含解析)

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名称 第十二章 机械波 单元检测题(word版含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2019-04-13 20:56:31

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文档简介

《机械波》单元检测题
一、单选题
1.如图所示是一列波的波形图,波沿x轴正向传播,就a、b、c、d四个质点而言,速度为正、加速度为负的点是(  )

A.b B.a C.d D.c
2.下列等于一个波长的是(  )
A. 在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离
B. 波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离
C. 一个周期内振动传播的距离
D. 一个正弦波形的曲线长
3.下列关于波的说法中,正确的是(  )
A. 次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象
B. 海啸发生后尚未到达海岸边,沿海渔民没有反应,但狗显得烦噪不安,这是因为次声波传播速度比超声波大
C. 当声源相对于观察者匀速远离时,观察者听到的声音的音调可能变高,也可能变低
D. 发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化
4.如图甲为一简谐横波在t=0时刻的波形图象,图乙为横波中x=2 m处质点A的振动图象,则下列说法正确的是(  )

A. 波的传播速度大小为2 m/s
B. 波的传播方向沿x轴负方向
C. 在t=0时刻,图甲中质点A的振动速度大小为0
D. 在t=1 s时刻,图甲中质点A的加速度为0
5.下列说法中正确的是(  )
A. 警车向你驶来时,警车鸣笛音调变高
B. 机械波可以在真空中传播
C. 声波是一种横波
D. 地震波具有能量,传播过程中能量增加
6.“余音绕梁,三日不绝”主要指的是声波的(  )
A. 干涉 B. 衍射 C. 反射 D. 叠加
7.下列关于简谐振动和机械波的说法正确的是(  )
A. 简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置
B. 当声波从空气进入水中时,声波的频率不变,波长变长
C. 横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定
D. 当人向一个固定的声源跑去,人听到的音调变低了
8.如图所示,甲图为一沿x轴正向传播的简谐波在t=0时刻的波形图,a、b、c、d是这列波上的四个质点.则乙图是哪个质点的振动图象(  )

A.a B.b C.c D.d
9.如图(a)为xy平面内沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图象,图(b)为x=0处质点的振动图象,由图象可知,下列说法中正确的是(   )


A.t=0时,质点P沿y轴正方向加速运动
B.t=0到t=2 s内,质点P通过的路程一定是8 cm
C.t=2 s时,质点Q运动到x=0.2 m处
D.t=3 s时,质点Q的加速度为零
10.一简谐横波在x轴上传播,t=0时的波形如图甲所示.x=8 m处质点P的振动图线如图乙所示.下列说法正确的是(  )

A. 这列波的波长为8 m B. 这列波的频率为2 Hz
C. 这列波的波速为4 m/s D. 这列波向左传播
11.有一障碍物的尺寸为10 m,下列哪些波在遇到它时衍射现象最明显(  )
A. 波长为4 m的机械波
B. 波长为10 m的机械波
C. 频率为40 Hz的声波
D. 频率为5 000 MHz的电磁波(波速为3×108m/s)
二、多选题
12. 位于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=40 m/s,已知t=0时刻波刚好传播到x=13 m处,部分波形图如图所示,则(  )

A. 波源O开始振动的方向沿y轴正方向
B.t=0.45 s时,x=9 m处的质点的位移为5 cm
C.t=0.45 s时,波刚好传播到x=18 m处
D.t=0.45 s时,波刚好传播到x=31 m处
13. 如图甲所示的y—x图象表示一列简谐波在沿x轴方向传播时的波形图,则图乙所示情况中,y—t图象表示的是(  )

A. 当这列波沿x轴正方向传播时,是表示a质点的振动图象
B. 当这列波沿x轴负方向传播时,是表示a质点的振动图象
C. 当这列波沿x轴正方向传播时,是表示b质点的振动图象
D. 当这列波沿x轴负方向传播时,是表示b质点的振动图象
14. 对于公式v=λf的理解,正确的是(  )
A.v=λf适用于一切波
B. 由v=λf知,机械波的频率f增大,则波速v也增大
C.v、λ、f三个量中,对同一列机械波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有f
D. 由v=λf知,波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速度小2倍
15. 当两列水波发生干涉时,若两列波的波峰在P点相遇,则下列说法中正确的是(   )
A. 质点P的振动始终是加强的
B. 质点P的振动始终是减弱的
C. 质点P振动的振幅最大
D. 质点P振动的位移有时为0
16.(多选)水平绳上有相距L的两个质点a、b,在某时刻a、b均处于平衡位置,且a、b之间只有一个波谷,从此时刻开始计时,经过t时间,a处第一次出现波峰,b处第一次出现波谷,则这列波的传播速度可能是(  )
A. B. C. D.


三、计算题
17.一列横波向右传播,在沿波的传播方向上有相距2.4 m的P、Q两质点,某一时刻它们都处在平衡位置,如图所示,此时,P、Q之间只有一个波峰,则此波的波长可能为多少?

18.某列波以60°的入射角从甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射线与折射线成90°角,波在乙介质中的波速为1.2×105km/s,求波在甲介质中的速度是多少?
19.地震波中既有横波又有纵波.如图所示,甲是日本地震中的一列横波在t=0时刻的波形图,乙为由这列横波引起的x=2 km处质点的振动图象.

(1)现测得该横波从震中传到仙台的时间是45 s,震中距离仙台有多远?
(2)判断波的传播方向并确定t=1.75 s时x=4 km的质点的位移.
















答案解析
1.【答案】D
【解析】质点的正的位移越来越大或负的位移越来越小时速度为正,满足该条件的质点是c、d,加速度方向与位移方向相反,位移是正值时,加速度为负,满足条件的是b、c,同时满足以上两个条件的是c质点,D正确.
2.【答案】C
【解析】在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离可能比一个波长长,也可能短,A错,相邻的两个波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离是一个波长,B错;波长指平衡位置间的距离,不是曲线的长度,D错.
3.【答案】A
【解析】波长越长越容易发生衍射,次声波的波长比超声波的波长长,故次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象,故A正确.
海啸发生时,发出很强的次声波,狗能接受到次声波,但人无法接受次声波,故B错误.
根据多普勒效应,当声源相对于观察者匀速远离时,频率降低,音调(由频率决定)降低,故C错误.
产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动,声源的频率没有变化,是接收到的频率发生了变化,故D错误.
4.【答案】A
【解析】由甲图读出波长λ=8 m,由乙图读出周期T=4 s,则波速v==2 m/s,故A正确.由乙图读出t=0时刻质点A的振动方向沿y轴正方向,由甲图判断出波的传播方向沿x轴正方向,故B错误.在t=0时刻,图甲中质点A位于平衡位置,速度最大,不是0,故C错误.因t=1 s=T,图示时刻质点A的振动方向沿y轴正方向,则在t=1 s时刻,图甲中质点A到达波峰,加速度最大,故D错误.
5.【答案】A
【解析】多普勒效应是指波源或观察者发生相对移动,而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化;距离声源越远,声音的音调越低,距离声源越近,声音的音调越高,A正确;机械波的传播需要介质,不能在真空中传播,B错误;声波是纵波,C错误;地震是阻尼振动,传播过程中能量在减弱,D错误.
6.【答案】C
【解析】“余音绕梁,三日不绝”是指声音遇到梁与墙,不断反射,因此主要指的是声波的反射,与波的干涉、衍射均无关,故C正确,A、B、D错误.
7.【答案】B
【解析】简谐振动的平衡位置一定是物体所受回复力为零的位置,而不一定是所受合外力为零的位置,比如单摆,在平衡位置时所受的合外力不为零,故A错误.声波从空气进入水中时,声波的频率不变,波速变大,由波速公式v=λf分析可知:波长变大,故B正确.横波在介质中的传播速度由介质的性质决定,与波源无关,故C错误.当人和声源间的距离减小时,产生多普勒效应,人听到的声音频率变高,音调变高,故D错误.
8.【答案】B
【解析】由乙图的振动图象可以看出,t=0时刻,质点由平衡位置向上运动,在甲图中b、d两点在平衡位置.简谐波沿x轴正向传播,则b点向上运动,所以答案选B.
9.【答案】B
【解析】根据图(b)中x=0处质点振动图象可知,t=0时刻x=0处质点沿y轴正向运动,根据质点的振动方向和波的传播方向在波形图同一侧可判断波沿x轴负方向传播,据此判断质点P沿y轴负方向运动,选项A错;根据图(b)质点振动周期T=4 s,可知在t=0到t=2 s内半个周期内,P通过的路程为2倍振幅即 8 cm选项B对.在t=0时质点Q在平衡位置向上振动,t=2 s时刚好经过半个周期,Q点再次回到平衡位置向下振动,选项C错;t=3 s时,质点Q运动到最低点,加速度最大,速度为0,选项D错.
10.【答案】D
【解析】由图甲可知,这列波的波长为4 m,故A不对;由图乙可知,振子振动的周期为2 s,故这列波的频率为f==0.5 Hz,B也不对;这列波的波速为2 m/s,故C也不对;由于P点向上振动,故由波的传播与质点振动方向的关系可知,这列波向左传播,D是正确的.
11.【答案】B
【解析】空气中声波波速大约为340 m/s,由λ=可算出频率为40 Hz的声波的波长为8.5 m;频率为5 000 MHz的电磁波的波长为0.06 m.所以选项B中波长最长,衍射现象最明显.
12.【答案】AD
【解析】波传播过程中的所有质点开始振动的方向都与波源相同,x=13 m处的质点开始向上振动,所以波源O开始振动的方向沿y轴正方向,A对;由波形图可知,该波波长是8 m,周期T==s=0.2 s,t=0.45 s时,x=9 m处的质点振动了=2个周期,t=0时刻x=9 m处的质点振动方向向下,所以t=0.45 s时其位移为-5 cm,B错误;t=0.45 s时,波的传播距离为Δx=vΔt=40×0.45 m=18 m,即x=13 m+18 m=31 m,C错,D对.
13.【答案】AD
【解析】如果这列波沿x轴正方向传播,a质点应向上运动,b质点应向下运动,这样振动图象表示的是a质点的振动图象;如果这列波沿x轴负方向传播,a质点应向下运动,b质点应向上运动,振动图象表示的是b质点的振动图象.
14.【答案】AC
【解析】公式v=λf适用于一切波,无论是机械波还是电磁波,A正确;机械波的波速仅由介质决定,与频率f、波长无关,所以B、D错;对同一列机械波,其频率由波源决定,与介质无关,故C正确.
15.【答案】ACD
【解析】因为两列水波发生干涉,在P点是波峰与波峰相遇,则P点一定是振动加强点,振幅最大;振动加强点某时刻的位移为零到最大值之间的某个值,选项A、C、D正确.
16.【答案】ABC
【解析】若a、b间没有波峰,由于波传播方向的不确定性,若此刻a点向上振动,则波长为λ=2L,T=t,则周期为T=4t,波速为v===;若此刻a点向下振动,则波长为λ=2L,T=t,则周期为T=t,波速为v===;
若a、b间只有一个波峰,由于波传播方向的不确定性,若此刻a点向上振动,则波长为λ=L,T=t,则周期为T=4t,波速为v==;若此刻a点向下振动,则波长为λ=L,T=t,则周期为T=t,波速为v===;
若a、b间有两个波峰,由于波传播方向的不确定性,若此刻a点向上振动,则波长为λ=L,T=t,则周期为T=4t,波速为v===;若此刻a点向下振动,则波长为λ=L,T=t,则周期为T=t,波速为v===;由以上可知A、B、C正确,D错误.
17.【答案】4.8 m 2.4 m 1.6 m
【解析】根据题意画出满足条件的质点所在位置如图所示,

PQ分别位于1、2位置时:λ=2.4 m,λ=4.8 m;PQ分别位于1、3位置时:λ=2.4 m;PQ分别位于2、5位置时:λ=2.4 m,λ=1.6 m.
18.【答案】2.1×105km/s
【解析】根据波的反射与折射,如图所示,由折射定律得:


v甲=v乙=×1.2×105km/s≈2.1×105km/s.
19.【答案】(1)180 km (2)-10 m
【解析】(1)由甲图知:λ=4 km,由乙图可知,周期T=1 s,
由波速公式得:v===4 km/s
所以仙台与震中的距离为x=vt=4 km/s×45 s=180 km,
(2)由图乙知,t=0时刻x=2 km处质点沿y轴负向运动,故波沿x轴负向传播.
t=1.75 s=1T,此时x=4 km的质点处于波谷处,位移为-10 m.