高二物理选修3-4第12章限时检测

第十二章限时检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．关于机械波，紫珠、蓝仔、白胖、黄娃四位同学发表自己的观点，你认为他们谁说的对()紫珠说：树叶在水面上下振动，说明机械波并不向外传递介质蓝仔说：只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象白胖说：只有横波才能发生干涉现象，纵波不能发生干涉现象黄娃说：机械波的频率由波源决定A．紫珠说的对B．蓝仔说的对C．白胖说的对D．黄娃说的对答案：AD解析：机械波是机械振动形式向外传播，是能量向外传递，介质只在各自平衡位置附近振动，不向外传递，故A正确；衍射、干涉是波特有的现象，一切波都能发生衍射、干涉现象，故B、C错误；由机械波的性质可知，机械波的频率由波源决定，故D正确。2．在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为()A．室内空气不流动B．室内声音多次反射C．室内声音发生折射D．室内物体会吸附声音答案：B解析：在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。3．(2012·潍坊模拟)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t＝0时的波形如图所示，则()A．波的周期为1sB．x＝0处的质点在t＝0时向y轴负向运动C．x＝0处的质点在t＝14s时速度为0D．x＝0处的质点在t＝14s时速度值最大答案：AB解析：由图知，波长λ＝4m，周期T＝λv＝1s，故选项A正确；由同侧法可判断x＝0处的质点在t＝0时的振动方向沿y轴负方向，故选项B正确；Δt＝14s＝T4，x＝0处的质点经过T4后位于平衡位置和负向最大位移之间，所以该质点在14s时速度既不为0，也不是最大值，故选项C、D错误。4．如图所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象，从图中可以直接观察到发生变化的物理量是()A．波速B．频率C．周期D．波长答案：D解析：同一机械波在不同介质中传播的频率、周期相同，从图上能观察到波长发生了变化，由v＝λf知波速同时也变化了，故只有D项正确。5．(物理与日常生活)老师为演示简谐横波的形成过程，挑了30个身高差不多的同学在操场上排成一排，相邻同学间隔0.5m，然后从排头的同学开始，周期性地做蹲下、站起的动作，后面的同学比前面的同学迟0.5s开始运动，并一个一个依次向后传，每位同学完成一次蹲下、站起的动作用时4s，则()A．为使模拟较为成功，同学们应尽量匀速地蹲下、站起B．从第一位同学开始到“波”传到最后一位用时15sC．第一位同学和第五位同学的动作总是相反D．第一位同学和第四位同学的动作总是相反答案：C解析：每位同学在蹲下、站起过程中应是做简谐运动，A错误；从第一位传到最后一位用时29个0.5s，即14.5s，B错误；第一位同学和第五位同学的动作总是相反，D错误，C正确．6．(2012·昌乐二中期末)如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()A．f1＝2f2，v1＝v2B．f1＝f2，v1＝0.5v2C．f1＝f2，v1＝2v2D．f1＝0.5f2，v1＝v2答案：C解析：波的频率与波源的振动频率相同，与介质无关，所以f1＝f2，由图知32λ1＝L,3λ2＝L，得λ1＝2λ2，由v＝λf，得v1＝2v2，故选项C正确。7．(2010·浙江温州高二联考)一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v＝4m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图象如图(a)所示，在下列4幅图中能够正确表示t＝0.15s时的波形的图是()答案：A解析：λ＝vT＝1.6m由振动图象知在t＝0.15s时刻，质点处于平衡位置上方且正在向下运动，结合机械波沿x负方向传播可得A选项正确。8．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图甲所示。一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图乙所示的波形，则该波的()A．周期为Δt，波长为8LB．周期为23Δt，波长为8LC．周期为23Δt，波速为12LΔtD．周期为Δt，波速为8LΔt答案：BC解析：因质点开始振动方向向下，故经Δt时间第一次出现图示波形时，质点1和质点9之间恰好是一个波长，说明波由质点1传播到质点9需要一个周期的时间，但质点9刚开始振动的方向是向下振动，而波形图中质点9是向上振动的，说明波传播到质点9后又振动了半个周期，故有32T＝Δt，T＝23Δt，由图知，λ＝8L，由v＝λT得，v＝12LΔt，故BC正确。9．如下图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是()A．从图示时刻开始质点a的加速度将减小B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.4mC．若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50HzD．若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，则会发生明显的衍射现象答案：ABCD解析：a点在最大位移处，下个时刻向平衡位置运动，位移减小，所以加速度将减小，A正确；由波的图象可知波长λ＝4m，T＝λv＝4200s＝0.02s,0.01s为半个周期，所以经过0.01s，a点经过的路程为2A＝0.4m，B正确；发生稳定干涉，所以另一列波的频率与该波频率相同，为50Hz，C正确；障碍物的尺寸与该波波长相同，能发生明显衍射，D也正确。10．(2012·德州市期末联考)一列简谐横波以1m/s的速率沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3m，如图甲所示。若t＝0时，质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图乙所示。则B点的振动图象为下面四个图中的()答案：B解析：该波由A传到B所需时间为t＝xv＝3s，所以质点B在t＝3s时才开始振动，且振动情况重复质点A的振动，即振动方向为由平衡位置向上振动。故选B。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11．下列现象属于声波的什么现象或利用了声波的什么性质，请填在横线上。A．夏日雷声，有时轰鸣不绝________。B．闻其声而不见其人________。C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱________。D．在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕________。E．有经验的战士可以从炮弹飞行的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去，这是利用了声波的________。F．用超声波探伤仪探查金属内部的缺陷，是利用了它的________。G．用声呐可以确定潜艇、鱼群的位置或海水深度________。答案：A.反射；B.衍射；C.干涉；D.反射；E.多普勒效应；F.穿透本领；G.超声波波长短，直线传播，反射性好。12．两列相干波在同一水平面上传播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示。图中M是波峰与波峰相遇点，是凸起最高的位置之一。回答下列问题：(1)由图中时刻经T/4，质点M相对平衡位置的位移是________；(2)在图中标出的M、N、O、P、Q几点中，振动增强的点是________；振动减弱的点是________。答案：(1)0(2)M、O、P、QN解析：(1)相干波叠加后，会形成振动加强和振动减弱相间的稳定区域，M、P、Q所在的直线区域是振动加强区域，振动周期与每列波的周期相同，因此经过T/4，M回到平衡位置，因此相对平衡位置的位移为0。(2)从图上可以看出，M、P、Q在振动加强区域，O点是波谷与波谷相遇，是振动增强点，N点是波峰与波谷相遇点，是振动减弱点。13．一列间谐横波，沿x轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图甲所示。①该振动的振幅是________cm；②振动的周期是________s；③在t等于14周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是________cm。图乙为该波的某一时刻的波形图，A点位于x＝0.5m处。④该波的传播速度为________m/s；⑤经过12周期后，A点离开平衡位置的位移是________cm。答案：①8②0.2③0④10⑤－8三、论述·计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)甲乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？答案：83m/s会发生解析：由题意可知T＝6010s＝6s。设此波的波长为λ，则有24＝λ＋λ2，λ＝16(m)∴v＝λT＝166m/s＝83m/s。由于λ＝16m大于竖立电线杆的尺寸，所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。15．(10分)(辽师大附中高二检测)图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经0.2s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.2s，求：(1)由图中读出波的振幅和波长；(2)如果波向右传播，波速是多大？波的周期是多大？(3)如果波向左传播，波速是多大、波的周期是多大？答案：(1)10cm；0.24m(2)0.9m/s；0.27s(3)0.3m/s；0.8s解析：(1)振幅A＝10cm；波长λ＝0.24m(2)波向右传播：波速v1＝Δx1t＝0.180.2m/s＝0.9m/s34T1＝t，周期T1＝43t＝43×0.2s≈0.27s(3)波向左传播：速度v2＝Δx2t＝0.060.2m/s＝0.3m/s14T2＝t，周期T2＝4t＝4×0.2s＝0.8s16．(11分)(2012·济南模拟)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1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3m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4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。答案：(1)见解析(2)3000m解析：(1)因为超声波的频率为f＝1.0×105Hz，所以质点振动周期T＝1f＝10－5sx＝7.5×10－3m处质点图示时刻处于波谷，所以可画出该质点做简谐运动的图象如下图所示。(2)因为超声波的频率为f＝1.0×105Hz，由波的图象可知超声波的波长λ＝15×10－3m，v＝λf可得超声波的速度v＝λf＝15×10－3×1.0×105m/s＝1500m/s所以鱼群与渔船间的距离x＝vt2＝1500×42m＝3000m17．(11分)(2012·福州模拟)波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA＝2m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同。求：(1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置。答案：(1)1m(2)0.25m,0.75m,1.25m,1.75m解析：(1)设简谐波波长为λ，频率为f，波速为v，则λ＝vf代入数据得λ＝1m(2)以O为坐标原点，设P为OA间任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差ΔL＝x－(2－x)，0≤x≤2①其中x、ΔL以m为单位合振动振幅最小的点的位置满足ΔL＝(k＋12)λ，k为整数②联立①②式，得x＝0.25m,0.75m,1.25m,1.75m