新課標(biāo)人教版3-4第12章機(jī)械波 單元檢測5 一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分．在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分) 1．關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是(　　) A．在傳播過程中能傳遞能量 B．頻率由波源決定 C．能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象 D．能在真空中傳播 解析：選ABC.機(jī)械波的頻率就是質(zhì)點(diǎn)振動的頻率，而各介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)都是在波源驅(qū)動力作用下做受迫振動，故波的頻率由波源決定，因而B選項正確．波的傳播過程，傳播的不僅是波源的振動形式，也傳播能量．將波源的能量沿波的傳播方向傳遞出去，因而A選項也正確．干涉和衍射現(xiàn)象是一切波都具有的性質(zhì)，因而C選項也正確．由機(jī)械波的形成條件可知，要有機(jī)械波必須具有彈性介質(zhì)，因而D選項錯誤． 2．關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　) A．對于橫波和縱波質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反 B．對于縱波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向與波的傳播方向一定相同 C．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)，隨波一起遷移 D．空氣介質(zhì)只能傳播縱波 答案：D 3．下列關(guān)于聲波的判斷中，錯誤的是(　　) A．夏日雷聲轟鳴不絕，這是聲波的干涉現(xiàn)象 B．聞其聲而不見其人，是聲波的衍射現(xiàn)象 C．圍繞正在發(fā)聲的音叉走一圈，就會聽到聲音忽強(qiáng)忽弱，是聲波的干涉現(xiàn)象 D．鳴著笛的汽車從身邊急駛而過時，喇叭的聲調(diào)發(fā)生變化，這是多普勒效應(yīng) 答案：A 4．有一測速雷達(dá)，發(fā)射電磁波的頻率為f1，用它來測量一迎面開來的汽車的車速，設(shè)該雷達(dá)接收到的從汽車反射回來的反射波的頻率為f2，則(　　) A．f1>f2　　　　　　　B．f1＝f2 C．f1<f2 D．無法確定 答案：C 5．同一波源分別在甲、乙兩種不同介質(zhì)中產(chǎn)生的甲、乙兩列波，它們的頻率分別為f1、f2，波速分別為v1、v2，波長分別為λ1、λ2，在下列關(guān)系式中正確的是(　　) A.＝ B.＝ C.＝ D.＝ 答案：A 6.一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻波形如圖12－4所示，關(guān)于波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e的運(yùn)動情況，下列敘述正確的是(　　) 圖12－4 A．若波沿x軸正方向傳播，a運(yùn)動的速度將減小 B．若波沿x軸負(fù)方向傳播，c將向下運(yùn)動 C．若e比d先回到平衡位置，則波沿x軸正方向傳播 D．若波沿x軸正方向傳播，再經(jīng)過半個周期b將移到d現(xiàn)在的位置 解析：選B.若波沿x軸正方向傳播，則a向下運(yùn)動，速度增大；e比d遲回到平衡位置；b不隨波遷移到d，而是在平衡位置附近上下振動． 7.一列沿x方向傳播的橫波，其振幅為A，波長為λ，某一時刻波的圖象如圖12－5所示，在該時刻某質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為(λ，0)，經(jīng)過四分之一周期后，該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為(　　) 圖12－5 A. B．(λ，－A) C．(λ，A) D. 解析：選B.經(jīng)過T后，質(zhì)點(diǎn)向下振動，到達(dá)波谷處，此時坐標(biāo)為(λ，－A)． 8．一列橫波在T＝0時刻的波形如圖12－6中實(shí)線所示，在T＝1 s時刻波形如圖中虛線所示．由此可以判定此波的(　　) 圖12－6 A．波長一定是4 cm B．周期一定是4 s C．振幅一定是4 cm D．傳播速度一定是1 cm/s 解析：選A.由題圖知，波長是4 cm ，振幅是2 cm，周期及波速無法確定． 9.如圖12－7所示表示兩列同頻率相干水波在t＝0時刻的疊加情況，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，已知兩列波的振幅均為2 cm，波速為2 m/s，波長為0.4 m ，E點(diǎn)是BD連線和AC連線的交點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) 圖12－7 A．A、C兩點(diǎn)是振動減弱點(diǎn) B．E點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn) C．B、D兩點(diǎn)在該時刻的豎直高度差為4 cm D．t＝0.05 s，E點(diǎn)離開平衡位置2 cm 解析：選AB.由圖可知A、C兩點(diǎn)在該時刻是波峰和波谷相遇，所以是減弱的，A選項正確．同理可知，B、D兩點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn)，且高度差為4A＝8 cm，C選項錯誤． T＝＝ s＝0.2 s，當(dāng)t＝0.05 s＝T時，兩波的波峰傳過來，E處于波峰，x＝2A＝4 cm，所以E是加強(qiáng)點(diǎn)，B選項正確，D選項錯誤． 10．(2011年江西南昌高二檢測)在一均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1 m，如圖12－8甲所示，一列橫波沿該直線向右傳播，t＝0時到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動，振幅為0.2 m ，經(jīng)過時間0.3 s第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形．則(　　) 圖12－8 A．第9個質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上 B．該波的周期為0.2 s C．該波的波速為4 m/s D．在介質(zhì)中還有一質(zhì)點(diǎn)P，距質(zhì)點(diǎn)1的距離為10 m，則再經(jīng)2.35 s P點(diǎn)處于波峰． 解析：選BCD.由于質(zhì)點(diǎn)1起振方向向下，故最前面質(zhì)點(diǎn)的起振方向也向下．根據(jù)t＝0.3 s時的波形圖可知，0.3 s內(nèi)傳播了Δx＝1.5 λ＝1.2 m， 故波速v＝＝m/s＝4 m/s. 質(zhì)點(diǎn)的振動周期等于波傳播的周期T＝0.2 s. t＝0.3 s時，最前面的波峰為質(zhì)點(diǎn)7，故波峰傳到P點(diǎn)的時間Δt＝s＝2.35 s. 11．(2011年安徽合肥高二檢測)一簡諧橫波沿x軸方向傳播，已知t＝0.1 s時的波形如圖12－9甲所示，圖乙是x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，則下列說法不正確的是(　　) 圖12－9 A．簡諧橫波是沿x軸負(fù)方向傳播 B．簡諧橫波的波速為10 m/s C．在t＝0.5 s時，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置，沿y軸負(fù)方向運(yùn)動 D．經(jīng)過0.4 s，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為20 m 解析：選D.t＝0.1 s時x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動方向沿y軸正方向，所以簡諧橫波是沿x軸負(fù)方向傳播，A項正確；根據(jù)圖象可知波長λ＝4 m，周期T＝0.4 s，所以波速為10 m/s，B項正確；在t＝0.1 s時，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，所以再過一個周期又回到原位置，C項正確；經(jīng)過0.4 s，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為4A＝20 cm，D項錯誤． 12．(2011年高考海南卷)一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖如圖12－10所示．介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y＝10sin(5πt)cm.關(guān)于這列簡諧波，下列說法正確的是(　　) 圖12－10 A．周期為4.0 s B．振幅為20 cm C．傳播方向沿x軸正向 D．傳播速度為10 m/s 解析：選CD.由y＝10sin(5πt)cm可知振幅A＝10 cm，角頻率ω＝5π，則振動周期也即波的周期T＝＝0.4 s，A、B皆錯誤．仍從上式可知t＝0時質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過平衡位置向y軸正方向振動，結(jié)合該時刻波形圖可知波沿x軸正方向傳播．波長λ＝4 m，則波速v＝＝10 m/s，C、D 正確． 二、計算題(本題共4小題，共40分．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(8分)(2010年高考山東卷)漁船常利用超聲波來探測遠(yuǎn)處魚群的方位．已知某超聲波頻率為1.0×105Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖象如圖12－11所示． 圖12－11 (1)從該時刻開始計時，畫出x＝7.5×10－3m處質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的振動圖象(至少一個周期)． (2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為4 s，求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運(yùn)動)． 解析：(1)質(zhì)點(diǎn)振動的周期T＝＝1.0×10－5s，所以x＝7.5×10－3 m處質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖所示： (2)從題圖讀出λ＝15×10－3 m，求出v＝λf＝1500 m/s s＝＝3000 m 答案：(1)見解析圖　(2)3000 m 14．(8分)圖12－12所示為t＝0時刻的一列簡諧橫波的部分波形圖象，波的傳播速度是4.0 m/s，在該時刻質(zhì)點(diǎn)a的速度方向是向下的．求： 圖12－12 (1)質(zhì)點(diǎn)a的振動周期； (2)質(zhì)點(diǎn)a再一次回到t＝0時刻所處位置所需的時間． 解析：(1)質(zhì)點(diǎn)振動的周期和波的傳播周期相等， T＝＝ s＝0.4 s. (2)將波的平移和質(zhì)點(diǎn)的振動相聯(lián)系，可求出質(zhì)點(diǎn)a再一次回到t＝0時刻所處位置所需的時間 t＝＋2×＝0.2 s＋2× s＝0.3 s. 答案：(1)0.4 s　(2)0.3 s 15．(12分)(思維拓展題)如圖12－13所示，甲圖為某波源的振動圖象，乙圖是該波源產(chǎn)生的橫波在某時刻的波形圖，波動圖的O點(diǎn)表示波源．問： 圖12－13 (1)這列波的波速多大？ (2)若波向右傳播，當(dāng)波動圖中質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)平衡位置且向上運(yùn)動時，質(zhì)點(diǎn)P已經(jīng)經(jīng)過了多少路程？ 解析：(1)由振動圖象可知周期T＝0.2 s，由波動圖象可知波長λ＝0.2 m 則由波速公式可得 v＝＝ m/s＝1 m/s. (2)t1＝＝ s＝0.4 s 在此之前P點(diǎn)已經(jīng)振動了＝0.1 s， 所以P點(diǎn)一共振動了0.4 s＋0.1 s＝0.5 s＝5×＝ 可得P點(diǎn)經(jīng)過的路程為 5×2A＝5×2×0.05 m＝0.5 m. 答案：(1)1 m/s　(2)0.5 m 16．(12分)如圖12－14中實(shí)線是一列簡諧橫波在t1＝0時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.5 s時刻的波形，這列波的周期T符合：3T＜t2－t1＜4T.問： 圖12－14 (1)若波速向右，波速多大？ (2)若波速向左，波速多大？ (3)若波速大小為74 m/s，波速方向如何？ 解析：由圖象可知：λ＝8 m 由3T＜t2－t1＜4T知波傳播距離 3λ＜Δx＜4λ，即n＝3 (1)當(dāng)波向右傳播時，波傳播距離 s＝(3λ＋3)m＝(3×8＋3) m＝27 m， v＝＝ m/s＝54 m/s. (2)當(dāng)波向左傳播時，波傳播距離 s＝(3λ＋5) m＝(3×8＋5) m＝29 m， v＝＝ m/s＝58 m/s. (3)s＝vt＝74×0.5 m＝37 m. 因為s＝37 m＝(4λ＋5)m，所以波向左傳播． 答案：(1)54 m/s　(2)58 m/s　(3)向左 第6頁