高中物理 滾動(dòng)檢測(cè)2 機(jī)械波 魯科版選修3-4

【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】-高中物理滾動(dòng)檢測(cè)2機(jī)械波魯科版選修3-4一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分)1．關(guān)于機(jī)械波的波長(zhǎng)，下列說法正確的是 ()．A．平衡位置相距一個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況總相同B．運(yùn)動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距一個(gè)波長(zhǎng)C．在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)D．在橫波中，波峰到相鄰的波谷之間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)解析平衡位置相距一個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移總是相同，所以加速度和速度也總是相同，A項(xiàng)對(duì)；運(yùn)動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)可能相距一個(gè)波長(zhǎng)，也可能相距多個(gè)波長(zhǎng)，B項(xiàng)錯(cuò)；在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，C項(xiàng)對(duì)；在橫波中，從波峰到相鄰的波谷的連線要大于半個(gè)波長(zhǎng)，應(yīng)該說它們的平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)．答案AC2．關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是 ()．A．有振動(dòng)就一定有波B．波是質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的移動(dòng)過程C．波是傳遞波源振動(dòng)能量的一種方式D．波源停止振動(dòng)，則波也立即停止傳播解析有振動(dòng)，還有要介質(zhì)才能形成波，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波移動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；波源停止振動(dòng)，波可以繼續(xù)傳播，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案C3．下列對(duì)波速的理解正確的是 ()．A．波速表示振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢B．波速跟波源振動(dòng)的快慢無關(guān)C．波速表示介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的快慢D．波速表示介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移的快慢解析機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢用波速表示，它的大小由介質(zhì)本身決定，與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是兩個(gè)不同的概念．介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置時(shí)速度最大，在最大位移處速度為零．質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，在波的傳播過程中傳播的是振動(dòng)形式及能量．故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)A、B正確．答案AB4．關(guān)于振動(dòng)圖象和波的圖象，下列說法中正確的是 ()．A．振動(dòng)圖象研究的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中位移隨時(shí)間的變化，而波的圖象研究的是某一時(shí)刻在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的分布B．振動(dòng)圖象的形狀不隨時(shí)間變化，而波的圖象的形狀隨時(shí)間而變化C．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡(jiǎn)諧波的圖象其形狀都是正弦(或余弦)曲線D．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象實(shí)質(zhì)是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路徑形狀，波的圖象是同一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連線形狀解析解題的關(guān)鍵是理解振動(dòng)圖象和波的圖象的意義和區(qū)別．振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象都是用數(shù)學(xué)方法來描述物理現(xiàn)象，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡(jiǎn)諧波圖象都是正弦(或余弦)曲線，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤；但它們各自表達(dá)的物理意義又不同，振動(dòng)圖象表示的是一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，而從波的圖象(不論橫波還是縱波)上能找出這一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的空間位置，即空間的分布，故A項(xiàng)正確．因振動(dòng)圖象表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移情況，故不隨時(shí)間變化，而波的圖象表示的是某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)在空間的分布，不同時(shí)刻，這些質(zhì)點(diǎn)因振動(dòng)而所處的位置會(huì)有所不同，故波動(dòng)圖象的形狀會(huì)隨時(shí)間而變化，B項(xiàng)正確．答案ABC5．在O點(diǎn)有一波源，t＝0時(shí)刻開始向上振動(dòng)，形成向右傳播的一列橫波．t1＝4s時(shí)，距離O點(diǎn)為3m的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰；t2＝7s時(shí)，距離O點(diǎn)為4m的B點(diǎn)第一次達(dá)到波谷．則以下說法正確的是 ()．A．該橫波的波長(zhǎng)為2mB．該橫波的周期為4sC．該橫波的波速為1m/sD．距離O點(diǎn)為1m的質(zhì)點(diǎn)第一次開始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6s末解析設(shè)波傳播速度v，周期T，則有4＝eq\f(3,v)＋eq\f(T,4)，7＝eq\f(4,v)＋eq\f(3,4)T，解得v＝1m/s，T＝4s.答案BC圖16.一簡(jiǎn)諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長(zhǎng)為λ.若在x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖1所示，則該波在t＝eq\f(T,2)時(shí)刻的波形曲線為 ()．圖1解析由x＝0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象知，當(dāng)t＝eq\f(T,2)時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，由波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向關(guān)系知，A圖為t＝eq\f(T,2)時(shí)刻的波形圖線．答案A7．如圖2所示是一列向右傳播的機(jī)械波在某個(gè)時(shí)刻的波形，由圖象可知 ()．A．質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)位移為零圖2B．質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向－y方向運(yùn)動(dòng)圖2C．質(zhì)點(diǎn)d的振幅是2cmD．質(zhì)點(diǎn)a再經(jīng)過eq\f(T,2)通過的路程是4cm，偏離平衡位置的位移是4cm解析由波形知，質(zhì)點(diǎn)b在平衡位置，所以其位移此時(shí)為0，選項(xiàng)A正確；因波向右傳播，波源在左側(cè)，在質(zhì)點(diǎn)b的左側(cè)選一參考點(diǎn)b′，由圖知b′在b上方，所以質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向＋y方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧波傳播過程中，介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)振幅相同，所以質(zhì)點(diǎn)d的振幅是2cm，選項(xiàng)C正確；再過eq\f(T,2)的時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)a將運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案AC8.如圖3所示是某一時(shí)刻的橫波的波動(dòng)圖象，已知這列波的頻率是4Hz，則 ()．圖3A．若波是向右傳播的，則質(zhì)點(diǎn)A在這一時(shí)刻的速度方向是沿y軸負(fù)方向的圖3B．波的傳播速度大小是0.64m/sC．從圖示時(shí)刻起，再經(jīng)過0.5s質(zhì)點(diǎn)A回到原位置D．介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)B在圖示時(shí)刻的速度為零解析若波沿x軸正向傳播，則質(zhì)點(diǎn)A該時(shí)刻的速度方向沿y軸正方向，所以A錯(cuò)誤．波速v＝λf＝16×0.01×4m/s＝0.64m/s，所以B正確．經(jīng)過0.5s，質(zhì)點(diǎn)A完成兩次全振動(dòng)，所以C正確．答案BCD9.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖4中a、b所示，則()．A．該波的振幅可能是20cmB．該波的波長(zhǎng)可能是8.4m圖4C．該波的波速可能是10.5m/s圖4D．該波由a傳播到b可能歷時(shí)7s解析由圖知振幅A＝10cm；eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(3,4)))λ＝10.5，則不論n取任何非負(fù)整數(shù)都不可能得到波長(zhǎng)等于8.4m；由圖可以看出T＝4s，v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(42,44n＋3)m/s＝eq\f(10.5,4n＋3)m/s，顯然波速不可能是10.5m/s；由圖象分析可知，經(jīng)歷時(shí)間可能為t＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋\f(3,4)))T，所以可能為7s．綜上所述，選項(xiàng)D正確．答案D圖510.(·廣東高考)如圖5所示是一列沿x軸傳播的橫波，t＝0時(shí)刻的圖象用實(shí)線表示，經(jīng)0.2s其圖象用虛線表示，下列說法正確的是()．圖5A．若波向右傳播，則最大周期是2sB．若波向左傳播，則最小頻率是4.5HzC．若波向右傳播，則最小波速是9m/sD．若波速是19m/s，則波向右傳播解析若波向右傳播，Δx＝0.2＋nλ＝2n＋0.2＝2n＋eq\f(1,10)λ，則Δt＝eq\f(T,10)＋nT＝0.2s，則Tmax＝2s，vmin＝1m/s，A正確、C錯(cuò)誤．若波向左傳播，Δt＝eq\f(9T,10)＋nT，Tmax＝eq\f(1,4.5)，fmin＝4.5Hz，B正確．若波速v＝19m/s，Δx＝vΔt＝19×0.2m＝3.8m＝λ＋eq\f(9,10)λ，波向左傳播，D錯(cuò)誤．答案AB二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．(14分)機(jī)械波按質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系可分為橫波和縱波．(1)關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向，下列說法正確的是________．A．在橫波中二者方向有時(shí)相同B．在橫波中二者方向一定不同C．在縱波中二者方向有時(shí)相同D．在縱波中二者方向一定不同圖6(2)如圖6所示，若一列橫波在x軸上傳播，a點(diǎn)是波傳播方向上的某一質(zhì)點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向一定圖6上下振動(dòng)嗎？解析(1)在橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A錯(cuò)、B對(duì)，在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同，也可以相反，故C對(duì)、D錯(cuò)，選B、C.(2)不一定．因?yàn)榇瞬闄M波，可知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直，此波在x軸上傳播，可知質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向應(yīng)在過a點(diǎn)且垂直于x軸的平面內(nèi)，即質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振動(dòng)．答案(1)BC(2)不一定12．(16分)一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波傳到R點(diǎn)時(shí)的波形如圖7所示，波速為v＝0.06m/s，質(zhì)點(diǎn)P、Q的坐標(biāo)分別為xP＝0.96m，xQ＝0.36m，求：圖7(1)質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)方向如何；(2)從圖示時(shí)刻經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷；(3)質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q在何處．解析(1)在波的傳播方向上，各質(zhì)點(diǎn)起振方向都相同，與此時(shí)刻x＝0.30m處質(zhì)點(diǎn)R的振動(dòng)方向相同，沿y軸負(fù)方向．(2)法一由波的圖象可得波長(zhǎng)λ＝0.24m，P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷的時(shí)間即為P點(diǎn)前方距P點(diǎn)最近的波谷傳播到P點(diǎn)所用的時(shí)間Δt＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(0.96－0.24,0.06)s＝12s.法二可從“振動(dòng)形式傳播”的角度分析，由圖象知，波長(zhǎng)λ＝0.24m，故波的周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.24,0.06)s＝4s，R的振動(dòng)形式傳到P點(diǎn)所用的時(shí)間