高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十二章机械波章末检测+Word版含答案

高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十二章机械波
(时间：60分钟；满分：100分)
一、单项选择题(本题共5个小题，每小题6分，共30分)
1．关于机械波的说法正确的是(　　)
A．当波从一种介质进入另一种介质，保持不变的是波长
B．两个振动情况完全相同的质点间的距离是一个波长
C．波源振动一个周期，波就向前传播一个波长的距离
D．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长
2．一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t＝0 时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是(　　)
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的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
3.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若x＝0处质点的振动图象如图所示，则该波在t＝时刻的波形图为选项图中的(　　)
4．如图a所示为一列简谐横波在t＝20 s时的波形图，图b是这列波中P点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是(　　)

A．v＝25 cm/s，向左传播
B．v＝50 cm/s，向左传播
C．v＝25 cm/s，向右传播
D．v＝50 cm/s，向右传播
5.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是(　　)
A．a、b两点之间的距离为半个波长
B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C．b点完全振动次数比a点多一次
D．b点完全振动次数比a点少一次
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)
6．(2016·信阳高二检测)下列说法正确的是(　　)
A．在机械波中，沿波的传播方向上某个质点的振动速度就是波的传播速度
B．“闻其声，不见其人”是声波发生衍射产生的一种现象
C．多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接收到的波的频率发生了变化
D．在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域，某时刻介质中的P点是两列波的波峰相遇点，此时P点位移最大；经过周期，P点的位移变为零，这说明P点的振动时而加强，时而减弱
7．如图所示为A、B两列声波在同一介质中传播的波形图，则(　　)
A．两列波传播波速关系vB＞vA
B．两列波传播波速关系vB＝vA
C．两列波的频率关系fB＞fA
D．两列波的频率关系fB＝fA
8．(2018·三门峡高二检测)如图所示，甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在x轴上0～6 m区间段简谐波的照片。已知波沿x轴传播，照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片间隔为1 s，则由照片可知(　　)
A．波的波长为4 m
B．波一定是沿x轴正方向传播
C．波速一定是4 m/s
D．波可能是沿x轴负方向传播，且波速是9 m/s
三、非选择题(本题共4小题，共52分)
9．(10分)甲、乙两人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距 24 m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动 20次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另一个波峰，求这列水波的波长和波速。
10．(12分)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波形图如图所示。
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)；
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船的距离(忽略船和鱼群的运动)。
11．(14分)一列简谐横波沿直线传播，在这条直线上相距d＝1.5 m 的A、B两点，其振动图象分别如图甲、乙所示。已知波长λ＞1 m，求这列波的速度 v。
12．(16分)如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06 s时刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动。
(1)判断该波的传播方向；
(2)求该波的最小频率；
(3)若3T<0.06 s<4T，求该波的波速大小。
答 案
1．解析：选C　当波由一种介质进入另一种介质时不变的只有频率，A错误；两个振动情况完全相同的质点间的距离是波长的整数倍，B错误；波源振动一个周期，波刚好向前传播一个波长的距离，C正确；在一个周期内，介质的质点走过的路程等于振幅的4倍，D错误。
2．解析：选D　t＝0时刻，a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，速度最大，加速度为零，A、B错误；根据“上下坡法”可知，t＝0时刻a在上方最大位移处向下运动，b在平衡位置向下运动，C错误，D正确。
3．解析：选A　由振动图象知：在t＝0时刻，x＝0 处的质点正在向y轴正方向运动，则知B图是该波在t＝0时刻的波形图，则该波在t＝时刻的波形与B图关于x轴对称，A正确，B、C、D错误。
4．解析：选B　由振动图象b知周期T＝2 s，由波形图象a知波长为100 cm，由v＝得v＝50 cm/s，A、C错误；由图b中知2 s末P点向上运动，那么，20 s末P点仍然向上运动，因而波向左传播，B正确。
5．解析：选D　相邻波峰间距离为一个波长，选项A错误；波由波源向外传播，相距一个波长的两点开始振动的时刻相差一个周期，a点开始振动后一个周期b点才开始振动，b点完全振动次数比a点少一次，B、C错误，D正确。
6．解析：选BC　沿波的传播方向上某个质点的振动速度与波的传播速度是不同的速度，故A错误；“闻其声，不见其人”是声波发生衍射产生的一种现象，故B正确；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，从而使观察者接收到的波的频率发生了变化，故C正确；在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域，振动加强点振动始终加强，故D错误。
7．解析：选BC　机械波在介质中的传播速度与介质有关，而与波长、频率无关，A项错误，B项正确；由图象可知两波波长λA＞λB，再由v＝λf知两波频率fB>fA，C项正确，D项错误。
8．解析：选AD　由图知，波长为λ＝4 m，故A正确；由于无法确定图中质点的振动方向，也就无法判断波的传播方向，故B错误；若波沿x轴正方向传播，则得t＝1 s＝T，波速v＝，联立得v＝(4n＋3) m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝0时，v＝3 m/s；同理得，若波沿x轴负方向传播，v＝(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…)，当n＝2 时，v＝9 m/s，故C错误，D正确。
9．解析：根据题意知，甲、乙之间的距离是 1.5个波长。则水波的波长
λ＝＝ m＝16 m
这列波的周期 T＝ s＝3 s
由v＝得波速v＝ m/s≈5.3 m/s
答案：16 m　5.3 m/s
10．解析：(1)超声波的周期T＝＝1.0×10－5 s，其振动图象如图所示。
(2)由波形图读出波长λ＝15×10－3 m
由波速公式得v＝λf
鱼群与渔船的距离为x＝vt
联立以上两式，代入数据得x＝3 000 m
答案：(1)见解析图　(2)3 000 m
11．解析：由A、B两点振动图象可知，该波的振动周期T＝4×10－3 s。若波由A向B传播
d＝nλ1＋λ1＝1.5 m(n＝0,1,2，…)
又λ＞1 m
所以λ1＝ m＝2 m
传播速度v1＝＝ m/s
＝500 m/s
若波由B向A传播
d＝nλ2＋λ2＝1.5 m(n＝0,1,2，…)
又λ＞1 m
所以λ2＝＝6 m
或λ′2＝1.2 m
传播速度
v2＝＝1 500 m/s
或v′2＝＝300 m/s
答案：若波由A向B传播，波速为 500 m/s；若波由B向A传播，波速为 1 500 m/s或 300 m/s
12．解析：(1)由题可知该波向右传播。
(2)因波的传播具有周期性，设该波的周期为T，当t＝0.06 s 时刻，则有(下列各式中n＝0,1,2…)
T＝0.06 s
得T＝ s
则f＝＝ Hz
当n＝0时f最小，为
fmin＝ Hz＝12.5 Hz
(3)若3TT＝ s
v＝＝×1.2 m/s＝75 m/s
答案：(1)向右传播　(2)12.5 Hz
(3)75 m/s