第十二章 机械波(B)卷 单元自测卷 Word版含解析

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名称 第十二章 机械波(B)卷 单元自测卷 Word版含解析
格式 doc
文件大小 608.0KB
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 2021-04-14 14:39:45

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文档简介

2020-2021学年高二物理人教版选修3-4
机械波(B)卷
1.如图所示为某列波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动各个均匀分布的质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。已知时,质点1开始向上运动;时,质点1到达最上方,质点5开始运动。下列说法正确的是( )
A.时,质点5开始向下运动 B.时,质点5的加速度方向向上
C.时,质点5的位移方向向上 D.时,质点9的速度最大
2.甲、乙两人平行站在一堵墙前面,二人相距,距离墙均为,当甲开了一枪后,乙在时间t后听到第一声枪响,则乙听到第二声枪响的时间为( )
A.听不到 B.甲开枪后 C.甲开枪后 D.甲开枪后
3.沿x轴正方向传播的简谐横波,振幅为5 cm,质点的平衡位置离O点的距离分别为1.8 m和3 m,时的波形如图所示,时质点A恰好第二次到达波峰。下列说法正确的是( )
A.波速为3 m/s B.频率为2 Hz
C.在0~0.6 s内质点B的路程为25 cm D.在时质点B沿y轴负方向运动
4.两列简谐横波均沿x轴正向传播,在某时刻的波形分别如图甲、乙所示,经过时间t(t小于A波的周期),这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示,则两列波的波速之比不可能是( )
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.3:1
5.如图所示,两列水波波源和的振幅分别为和A,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。下列说法正确的是( )
A.两列波在相遇区域发生干涉 B.波谷和波谷相遇处位移为零
C.C点的位移始终为零 D.此刻C点和B点的位移大小分别是A和
6.汽车无人驾驶技术已逐渐成熟,最常用的是ACC自适应巡航控制,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波,再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量与目标间的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为,则( )
A.当时,表明前车与无人车速度相同 B.当时,表明前车一定处于静止状态
C.当时,表明前车在加速行驶 D.当时,表明前车在减速行驶
7.如图所示为一列简谐横波在时刻的图像,质点b的振动方程为,下列说法正确的是( )
A.该波向x轴正方向传播
B.经过0.25 s,质点c的位移为0.5 m
C.从时刻起,质点a比质点c先回到平衡位置
D.质点b在和的加速度大小之比为
8.一列沿x轴传播的简谐横波,时刻的波形如图中实线所示,时刻的波形如图中虚线所示,则( )
A.该波的周期可能为0.8 s B.该波一定向左传播
C.该波一定向右传播 D.该波传播的最大速度为1.5 m/s
9.如图所示是观察水面波衍射的实验装置,和是两块挡板,是一个孔,O为波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是( )
A.此时能明显观察到波的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离相等
C.如果将孔扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能观察到更明显的衍射现象
10.某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A.降噪过程实际上是声波发生了干涉 B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音
C.降噪声波与环境噪声的传播速度相等 D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长
11.如图所示为一列简谐横波在时刻的波形图,其中处质点P正向上振动,质点振动周期为2 s,则下列说法正确的是( )
A.波的传播方向沿x轴负方向
B.波的传播速度大小为2 m/s
C.图中质点P从现在开始经过3 s时间通过的路程为120 cm
D.时,质点P沿波的传播方向移动了8 m
12.两列频率相同、振幅均为A的简谐横波分别沿和轴方向在同一介质中传播,两列波的振动方向均沿y轴。某时刻两波的波面如图所示,实线表示P波的波峰、Q波的波谷;虚线表示P波的波谷、Q波的波峰。为三个等间距的质点,d为中间的质点。下列判断正确的是( )
A.质点a的振幅为 B.质点b始终静止不动
C.图示时刻质点c的位移为0 D.图示时刻质点d的振动方向沿轴
13.一根弹性长绳沿x轴放置,左端点位于坐标原点,A点和B点分别是绳上处的质点。用手握住绳的左端,当时使绳的左端开始沿y轴做简谐振动,在时,绳上形成如图所示的波形。下列说法正确的是( )
A.此列波的波长为1 m,波速为4 m/s
B.此列波为横波,左端点开始时先沿y轴正向运动
C.当时,质点B开始振动
D.在时,质点A的位置坐标为
14.图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图,并已知波源的起振方向为y轴负方向。时刻在坐标原点与之间第一次形成图甲所示波形,图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像。则下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴的正方向传播
B.该波沿x轴的负方向传播
C.时刻波刚好传播到位置
D.在到的时间内,处的质点走过的路程为4.8 m
15.如图(a)所示,相距的波源,在时同时开始振动,波源A只振动了半个周期,其振动图像如图(b)所示;波源B连续振动,其振动图像如图(c)所示。两列简谐横波的传播速度都为。求:
(1)0~22 s内,波源A右侧1 m处的质点C经过的路程;
(2)0~16 s内,从波源A发出的半个波传播过程中遇到波峰的个数。
答案以及解析
1.答案:C
解析:由于每个质点均做受迫振动,所以开始振动方向相同,均为向上运动,A错误;时,质点5振动了,此时质点5达到波峰,位移最大且方向向上,加速度最大,但方向向下,B错误,C正确;通过题图可知时,质点5到达波峰,质点9开始运动,所以经过时,质点9刚好到达最大位移处,速度为零,D错误。
2.答案:C
解析:乙听到的第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中,故。甲、乙二人及墙的位置如图所示,乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声,由反射定律可知,波线如图中和,由几何关系可得,故第二声枪响传到乙的耳中的时间为,故C正确。
3.答案:B
解析:根据题图可知,波长,波沿x轴正方向传播,故质点A此时沿y轴正方向振动,当处的振动情况传到时,质点A第一次到达波峰,而时质点A恰好第二次到达波峰,则,而,联立解得,故A错误;频率,故B正确;,而质点B在内的路程为,所以质点B在0~0.6 s内的路程小于25 cm,故C错误;根据题图可知,质点B在时刻在波谷处,因,则时,质点B在平衡位置下方沿y轴正方向运动,故D错误。
4.答案:D
解析:从题图中可得A波波长为,周期,B波波长为,周期,波速,得到,所以两列波的波速之比不可能是D。
5.答案:D
解析:由题图看出,波源形成的水波波长大于波源形成的水波波长,两列波在同一介质中传播,波速相等,由波速公式得知,两列波的频率不等,不会形成干涉现象,但能发生叠加现象,故A错误;两列水波波源和的振幅不相等,波谷和波谷相遇处位移大小为,并不为零,故B错误;因两列水波波源和的振幅分别为和A,由题图可知,此时C是波峰与波谷相遇,则位移大小为A,随着时间的推移,C的位移大小不断发生变化,不可能总为零,故C错误;根据两列水波波源和的振幅分别为和A,结合题图,可知,此时刻C点和B点的位移大小分别是A和,故D正确。
6.答案:A
解析:当波源和观察者之间的距离不变时,观察者接收到的频率和波源发出的频率相等,故当时,说明二者之间的距离不变,表明前车与无人车速度相同,但不一定静止,故A正确,B错误;当时,说明接收到的频率增大,两车距离减小,则前车在减速行驶,故C错误;当时,说明接收到的频率减小,两车距离增大,则前车在加速行驶,故D错误。
7.答案:D
解析:由质点b的振动方程知,时刻,质点b沿y轴负方向振动。由同侧法可知此列波沿x轴负方向传播,A错误;由质点b的振动方程知,振动周期与波的传播周期相等均为1 s,故经过0.25 s,即经过,质点c的位移为0.04 m,B错误;由此波沿x轴负方向传播,知时刻质点a沿y轴正方向振动,回到平衡位置的时间大于,故质点c先回到平衡位置,C错误;由简谐运动的规律可知,加速度之比即为位移之比,将和代入质点b的振动方程可求得,两时刻质点b的加速度之比为,D正确。
8.答案:A
解析:若波沿x轴负方向传播,则有,当时,,故A正确;同理,若波沿x轴正方向传播,,当波沿x轴负方向传播时,波速,当波向x轴正方向传播时,波速,由此可得出,波速可能是1.5 m/s,但不是最大的波速,故D错误,综上分析,故BC错误。
9.答案:ABC
解析:由题图可以看出,波长与孔的尺寸差不多,所以能够观察到明显的衍射现象,故A正确;波通过孔后,波速、频率都不变,根据知,波长也不变,则挡板前后波纹间的距离相等,故B正确;如果将孔扩大,孔的尺寸大于波的波长,可能观察不到明显的衍射现象,故C正确;如果孔的大小不变,使波源频率增大,因为波速不变,根据可知波长减小,可能观察不到明显的衍射现象,故D错误。
10.答案:AC
解析:由题图看出,降噪声波与环境声波波长相等,波速相等,则频率相同,叠加时产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,故A正确;降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音,只能消除与降噪声波频率相同的杂音,故B错误;机械波传播的速度由介质决定,则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,故C正确;P点并不随波移动,故D错误。
11.答案:AC
解析:时刻质点P向上振动,由同侧法可知波沿x轴负方向传播,故A正确;由题图读出该波的波长为,而波的周期为,则波速为,故B错误;一个周期内质点振动的路程为,而时间,则质点P通过的路程为,故C正确;质点只在各自的平衡位置附近上下振动,并不会沿着波的传播方向运动,故D错误。
12.答案:CD
解析:由题意知,两列波频率相等、波长相等,实线表示P波的波峰,Q波的波谷,虚线表示P波的波谷,Q波的波峰,故两点为减弱点,b点为加强点,由于振幅均为A,所以两点始终静止不动,则选项AB错误,C正确;题图所示的时刻d点处P波向下运动,Q波向下运动,所以质点d沿着y轴负方向振动,则选项D正确。
13.答案:CD
解析:本题的易错之处是不知道质点的起振方向和波源初始时刻的振动方向一致。由题图知,波长,周期,则波速为,故A错误;此列波的质点的振动方向与波的传播方向垂直,故为横波,左端点开始时的运动方向与题图所示时刻处质点的振动方向相同,即沿y轴负向运动,故B错误;波从题图所示位置传到质点B用时,因此时质点B开始振动,故C正确;振动从处传到A点的时间为1 s,在时,质点A振动了2.5个周期,而A的起振方向为y轴负向,故在时,A运动到平衡位置,D正确。
14.答案:BC
解析:本题易错之处是不会根据振动图像和波形图找出相应的关系。由题图乙可知时刻,质点P在平衡位置,且沿y轴负向运动,再结合题图甲可知波沿x轴的负方向传播,故A错误,B正确;坐标原点与之间第一次形成图甲所示波形,根据波沿x轴的负方向传播可得,时刻波刚好传播到位置,故C正确;由题图甲可得波长,由题图乙可得周期,故波速,时刻,波刚好传播到位置,那么,波刚好传播到处的时间为,则在到的时间内,处的质点振动时间为,故该质点运动路程为,故D错误。
15.答案:(1)128 cm
(2)6
解析:解:(1)设波源A产生的波传到C的时间为,有
波源B的振动传播到C点的时间
则波源A引起的质点C振动的路程为
19 s之后的3 s,波源B引起的质点C振动的路程为
所以,在0~22 s内质点C经过的路程
(2)16 s内两列波相遇后相对运动的长度为
B波的波长为
波源A发出的波传播过程中遇到波峰的个数为