高中物理第2章机械波章末综合测评沪科版选修3-4.pdf

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1、精品教案可编辑章末综合测评(二)(时间：60 分钟满分：100 分)一、选择题(本题包括8 小题，每小题6 分，共 48 分.在每小题给出的5 个选项中，有3 项符合题目要求.选对 1 个得 2 分，选对2 个得 4 分，选对3 个得 6 分.每选错 1 个扣 3分，最低得分为0 分)1.一列声波从空气传入水中，则()A.声波频率不变B.声波波长变大C.声波频率变小D.声波波长不变E.声波波速变大【解析】由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变；又因波在水中速度较大，由公式vf可得，波在水中的波长变大，故A、B、E 正确.【答案】ABE2.平静湖面传播着一列水面波(横波)

2、，在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动.测得两小木块每分钟都上下30 次.甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波()A.频率是 0.5 Hz B.波长是 3 mC.波速是 1 m/s D.周期是 0.1 sE.周期是 2 s【解析】由题意知甲、乙两小木块间的距离x 3 m 32，故波长2 m.又知两小木块都是每分钟振动30 次，故周期T2 s，频率f0.5 Hz，则波速vT1 m/s.故选项A、C、E正确.【答案】ACE3.如图 1 所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t0 时刻的波形图，虚线是这列精品教案可编辑波在t0.2 s 时刻的波形图.该波的波

3、速为0.8 m/s，则下列说法正确的是()【导学号：38910034】图 1A.这列波的波长是12 cmB.这列波的周期是0.5 sC.这列波是沿x轴正方向传播的D.t0 时，x4 cm 处的质点振动方向为沿y轴负方向E.这列波是沿x轴负方向传播的【解析】由波形图读出波长，利用波速求解周期，根据传播时间求出可能的传播距离或者将时间与周期相比较，就可以判断传播方向.由题图知该波的波长12 cm，故 A 项正确.由vT，得T12 1020.8s0.15 s，故 B 项错误.因tT0.20.1543，故该波沿x轴负方向传播，故C 项错误，E 项正确.由波沿x轴负方向传播可判定t0 时刻，x4 cm

4、处质点的振动方向沿y轴负方向，故D 项正确.【答案】ADE4.(2015 海南高考)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0 时刻的波形如图2 所示，质点P的x坐标为 3 m.已知任意振动质点连续2 次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s.下列说法正确的是()图 2A.波速为 4 m/sB.波的频率为1.25 HzC.x坐标为 15 m 的质点在t0.6 s 时恰好位于波谷精品教案可编辑D.x坐标为 22 m 的质点在t0.2 s 时恰好位于波峰E.当质点P位于波峰时，x坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷【解析】任意振动质点连续2 次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s，可知振动周期T0.8 s，频

5、率f1T1.25 Hz，B 正确.从题图中可以看出波长4 m，根据vf得v5 m/s，A 错误.由于波在传播过程中具有空间周期性，x坐标为 15 m处的质点运动规律与x3 m 处相同，从t0 时刻经过0.6 s，即经历34周期，质点应位于平衡位置，C 错误.用同样的方法可判断出D、E 正确.【答案】BDE5.(2016海南高考)下列说法正确的是()A.在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B.弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C.在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E.

6、已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向【解析】在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式：T 2Lg可知，周期的平方与其摆长成正比，故选项A 正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B 正确；根据单摆周期公式：T 2Lg可知，单摆的周期与质量无关，故选项C 错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D 正确；若弹簧振子初始时刻的位置在平衡位置，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻的位置不在平衡位置，则无法确定，故选项E

7、错误.【答案】ABD6.一列简谐波在t0 时刻的波形如图3 所示，经过0.1 s，平衡位置位于x2 m 的点精品教案可编辑M第一次到达波峰，关于该波的下列说法正确的是()图 3A.波速可能为20 m/sB.波的传播方向一定沿x正方向C.波的频率可能为1.25 HzD.波的周期可能为435sE.N点的速度不可能正在增大【解析】若波向右传，由波动图像经过t0.1 s，平衡位置位于x2 m 的点M第一次到达波峰，则 tT8nT，由图中知波长16 m，故波的传速vT168t/18n20(1 8n)m/s，n 0,1,2,3，当n0 时，v20 m/s，同理波也可能向左传，得vT168t/78n20(7

8、 8n)m/s，故 A、C、D 选项正确，B 选项错误；若波向左传，此时N点向上振动，速度增大，故E选项错误.【答案】ACD7.如图 4 所示，一列简谐横波在x轴上传播.图 5 甲和乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图像，且xab6 m.下列判断正确的是()图 4精品教案可编辑甲乙图 5A.波一定沿x轴正方向传播B.波可能沿x轴负方向传播C.波长可能是8 mD.波速一定是6 m/sE.波速可能是2 m/s【解析】波的传播方向可能向x或x方向传播，A 错，B 对.ab之间的距离可能是n14或n34，周期为4 s，波长可能为8 m，波速可能为2 m/s，D 错，C、E 对.【答案】BCE8.一列简

9、谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a、b两质点的振动图像如图 6 所示，下列描述该波的图像可能正确的是()图 6【解析】根据振动图像、波动规律解决问题.根据y-t图像可知，a、b两质点的距离为n14或n34，即n14 9 m 或n精品教案可编辑349 m(n0,1,2,3，)解得波长364n1m 或364n3m.即该波的波长 36 m、7.2 m、4 m 或12 m、367m、3611m选项A、B、C、D、E 的波长分别为4 m、8 m、12 m、36 m、16 m，故选项A、C、D 正确，选项B、E错误.【答案】ACD二、非选择题(共 5 小题，共52 分，按题目要求作答)9.

10、(6 分)如图7 所示，实线为一列横波某时刻的波形图像，这列波的传播速度为0.25 m/s，经过时间1 s 后的波形为虚线所示.那么这列波的传播方向是_，这段时间内质点P(x 0.1 m 处)所通过的路程是_.图 7【解析】波的传播距离xvt0.25 m 54，故波向左传播，P所通过的路程为5 倍振幅，即 50 cm.【答案】向左50 cm10.(6 分)如图 8 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SP17.4 m，SQ16.2 m.当S通过平衡位置向上振动时，P、Q两质点的位置是P在_，Q在_

11、.【导学号：38910035】图 8精品教案可编辑【解析】由vf得0.8 m，即依题意可得SP2134，SQ2014，当S在平衡位置向上振动时，Q、P都应在最大位移处，结合题图波形可知，P在波峰，Q在波谷.【答案】波峰波谷11.(12 分)一列声波在空气中的波长为34 cm，传播速度为340 m/s，这列声波传入另一介质中时，波长变为68 cm，它在这种介质中的传播速度是多少？该声波在空气中与介质中的频率各是多少？【解析】在空气中f v，fv34034 102Hz 1 000 Hz，声波在介质中与在空气中频率保持不变.在介质中f v，v1 000 68 102m/s 680 m/s.【答案】6

12、80 m/s 1 000 Hz12.(14 分)一列简谐波沿x轴方向传播，已知x轴上x10 和x21 m 两处质点的振动图像分别如图9 甲、乙所示，求此波的传播速度.图 9【解析】由所给出的振动图像可知周期T 4 103 s.由题图可知，t0 时刻，x10 的质点在正向最大位移处，x21 m 的质点在平衡位置向y轴负方向运动，所以当简谐波沿x轴正向传播时，两质点间距离为(n34)1，当波沿x轴负方向传播时，两质点间距离为(n14)2，其中n0,1,2，因为(n34)11 m，所以1434nm因为(n14)21 m，所以2414nm精品教案可编辑波沿x轴正方向传播时的波速v11T10334nm/

13、s(n0,1,2，)波沿x轴负方向传播时的波速v22T10314nm/s(n0,1,2，).【答案】若沿x轴正方向传播，v110314nm/s(n 0,1,2，)若沿x轴负方向传播，v210314nm/s(n0,1,2，)13.(14 分)一列简谐横波在x轴上传播，在t10 和t2 0.05 s 时，其波形分别用如图10 所示的实线和虚线表示，求：图 10(1)这列波可能具有的波速.(2)当波速为280 m/s 时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x8 m 处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？【解析】(1)若波沿x轴正向传播，则：sx1n(28n)m，n 0,1,2，vst28n0.05m/s(40 160n)m/s若波沿x轴负向传播，则：sx2n(68n)m，n0,1,2，vst68n0.05m/s(120 160n)m/s.(2)当波速为280 m/s时，有 280 (120 160n)n1，所以波向x轴负方向传播精品教案可编辑Tv135s所以P质点第一次到达波谷所需最短时间为：t3T43140s 2.1 102 s.【答案】见解析