2020高中物理 第二章 机械波章末习题检测（提高篇）教科版选修3-4

2020高中物理 第二章 机械波章末习题检测（提高篇）教科版选修3-4

‎《机械波》章末习题检测(提高篇)‎ 一、选择题 ‎ ‎1．关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）．‎ ‎ A．相隔一个周期的两个时刻，简谐波的图像相同 ‎ B．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 ‎ C．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长 ‎ D．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等 ‎2．一列简谐横波在x轴上传播，某时刻波形如图所示。关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况，下列叙述正确的是（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将减小 ‎ B．若波沿x轴负方向传播，c将向下运动 ‎ C．若e比d先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播 ‎ D．若波沿x轴正方向传播，再经过半个周期B将移到d现在的位置 ‎3．蝉（知了）是利用蝉的a发出声音；某同学绕蝉歇息的树干走了一圈，听到忽高忽低的蝉鸣声，这是由于声波的b现象．a、b组合正确的是（ ）．‎ ‎ A．蝉的嘴，衍射 B．蝉的腹部，干涉 C．蝉的翅膀，共振 D．蝉的翅膀，叠加 ‎4．下面关于多普勒效应的说法中正确的是（ ）．‎ ‎ A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了 ‎ B．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化 ‎ C．向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳，这就是多普勒效应 ‎ D．不仅机械波有多普勒效应，其他的波也都有此效应 ‎5．如图所示表示一列沿x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形．已知波速v=‎2.4 m／s，横坐标为x=‎0.9 m的质点，从t=0到t=1 s，通过的路程为（ ）．‎ ‎ ‎ A．‎2.56 m B．‎2.4 m C．‎0.6 m D．‎‎0.02 m ‎6．a、b是一条水平绳上相距为的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长等于 6‎ ‎，当a点经过平衡位置向上运动时，b点（ ）．‎ ‎ A．经过平衡位置向上运动 B．处于平衡位置上方位移最大处 ‎ C．经过平衡位置向下运动 D．处于平衡位置下方位移最大处 ‎7．已知一列波某时刻的波动图像和其上一点的振动图像，如图所示，则有（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．甲图是振动图像，波速为2×‎104 m／s ‎ B．甲图是波动图像，波速为2×‎102 m／s ‎ C．乙图是波动图像，波速为5×‎102 m／s．‎ ‎ D．乙图是振动图像，波速为5×‎103 m／s ‎8．水池分深水区和浅水区，一列在深水区以‎34 cm／s速度传播的波以60°的入射角进入浅水区，在浅水区折射角为r，波长为，则关于折射角r及波长，下列判断正确的是（ ）．‎ ‎ A．变大，r＜60° B．变小，r＜60°‎ ‎ C．变大，r＞60° D．变小，r＞60°‎ ‎9．如图所示，S为上下振动的波源，振动频率为100 Hz，所产生的横波向左、右两方向传播，波速为‎80 m／s，已知P、Q两质点距波源S的距离为SP=‎17.4 m，SQ=‎16.2 m．当S通过平衡位置向上振动时，P、Q两质点的位置是（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．P在波峰，Q在波谷 B．都在波峰 C．都在波谷 D．P在波谷，Q在波峰 ‎10．如图，A是波源，各点之间的距离均为l m，当t=0时A开始向上振动，经过0.1 s第一次到达最大位移，此时波传播到C点，则下列说法正确的是（ ）．‎ ‎ ‎ ‎ A．波的传播速度是‎10 m／s，周期是0.4 s ‎ B．波的频率是2.5 Hz，波长是‎8 m ‎ C．再经0.2 s，波传到G点，F点达到最大位移 ‎ D．波传播到J点共历时0.45 s，这时H点达到最大位移 二、填空题 ‎11．有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型，装有两冲程的活塞式发动机作为动力．操纵者站在圆心，在他听来发动机工作时发出的声音是平稳不变的．场边的观察者听到的声音忽高忽低地做周期性变化，这是由于________，这种现象叫________。‎ 6‎ ‎12．一列简谐波向右传播，波速为v，沿波传播方向上有相距为L的A、B两质点，如某时刻A、B均处于平衡位置，且A、B间仅有一个波谷，则该波的波长可能值是________．若经过时间t，b质点第一次运动到波峰，则T的可能值有________个．‎ 三、解答题 ‎13．如图所示是干涉消声器的工作原理图，在A点发出频率为680 Hz的声音，沿圆弧和直线型管道传到b点，已知，，则在B点能否听到声音．（v=‎340 m／s）‎ ‎ ‎ ‎14．甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿直线仇相向传播，t=0时的波形图像如图所示，如果两列波的波速都是‎10 m／s，求：‎ ‎ ‎ ‎ （1）甲、乙两列波的频率各是多少？‎ ‎ （2）第几秒末两列波相遇，相遇时C、D两点间有哪些点位移最大？‎ ‎ （3）t=0.3 s末，C、D间（包括C、D两点）有几个点的位移最大？‎ ‎15．一列简谐横波沿直线传播，在这条直线上相距d=‎1.8 m的A、B两点，其振动图像分别如图中的甲、乙所示．已知波长符合‎0.5 m＜＜‎1.0 m，求这列波的波速v。‎ ‎ ‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择题 ‎1．【答案】A、D ‎ ‎【解析】质点的振动状态经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长，而不是质点本身沿波的传播方向移动一个波长．绳上相距半个波长的两质点位移总是大小相等，方向相反．对于横波，质点的振动方向和波的传播方向垂直．而纵波中质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上，B、C两项错误，A、D两项正确．‎ ‎2．【答案】B ‎ ‎【解析】‎ 6‎ 若波沿x轴正方向传播，则a向下运动，速度增大；e比d迟回到平衡位置；b不随波迁移到d，而是在平衡位置附近上下振动．‎ ‎3．【答案】B ‎4．【答案】B、C、D ‎ ‎【解析】波源的频率并不改变．‎ ‎5．【答案】C ‎ ‎【解析】由题中图像可知：=‎1.2 m，由于，得．从t=0到t=1 s，质点完成两次全振动，则通过的路程为：s=2×4×A=2×4×‎2 cm=‎0.16 m．‎ ‎6．【答案】C ‎ ‎【解析】由题意可知，，所以a、b振动状况相反，当a点经过平衡位置向上运动时，b点经过平衡位置向下运动．‎ ‎7．【答案】D ‎ ‎【解析】由题中图像特点可知：甲图为波动图像，波长=‎10 m，乙图为振动图像，周期T=2×10－3 s，则波速．D项正确．‎ ‎8．【答案】B ‎ ‎【解析】波在浅水区传播比在深水区传播的速度小．而频率不变，所以波长变小．而折射率，所以r＜60°．B项正确．‎ ‎9．【答案】A ‎ ‎【解析】由得=‎0.8 m，即依题意可得，，当S在平衡位置向上振动时，Q、P都应在最大位移处，画出最简波形图如图所示．‎ ‎ ‎ ‎ 故P在波峰，Q在波谷，A正确，B、C、D错．‎ ‎10．【答案】B、D ‎ ‎【解析】由题意可知：T=0.4 s，=‎8 m，所以f=2.5 Hz，v=‎20 m／s，B项正确，A项错误．‎ ‎ 再经0.2 s，波又向前传播的距离x=vt=‎4 m，到达G点，E达到最大位移处，C项不正确．‎ ‎ 当波传到J点时，所用时间，此时H点达到最大位移处，D项正确．‎ 二、填空题 ‎11．【答案】声波与观察者相对运动 多普勒效应 ‎12．【答案】‎2L、L、 2‎ 三、解答题 ‎13．【答案】见解析 6‎ ‎【解析】波长，‎ ‎ 而，‎ ‎ 所以B点是振动减弱点，因此听不到声音．‎ ‎14．【答案】见解析 ‎【解析】（1）由图知：两列波的波长相等，即=‎4 m．又因V=‎10 m／s，所以由得，故甲、乙两列波的频率均为2.5 Hz．‎ ‎ （2）设经t两波相遇，则：2vt=‎4 m，所以。又因，故波分别向前传播个波长相遇．此时两列波的图像如图（a）中的虚线所示．故在t=0.2 s末．CD间有x=‎5 m和x=‎7 m处的点位移最大．‎ ‎ （3）两波经0.3 s传播的距离为：v·t=10×‎0.3 m=‎3 m，其波的图像如图（b）中的虚线所示：‎ ‎ 由图像可知，位移最大的点为x=‎6 m处的点，即只有一个点的位移最大．‎ ‎ ‎ ‎15．【答案】见解析 ‎【解析】由题中振动图像知A、B两质点的振动情况正好相反，即它们之间的距离与波长的关系符合 ‎ （n=0，1，2，3，…）． ①‎ ‎ 又‎0.5 m＜＜‎1.0 m． ②‎ ‎ 联立①②两式解得n=2，n=3．‎ ‎ 所以，．‎ ‎ 再由振动图像知周期T=1.0 s，‎ 6‎ ‎ 根据得v1=‎0.72 m／s，v2=‎0.51 m／s．‎ 6‎