溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。單元質(zhì)量評估(二)第十二章(90分鐘100分)一、選擇題(本大題共10小題,每小題4分,共40分。多選題已在題號后標(biāo)出)1.(多選)(2022·眉山高二檢測)一列波由波源向四周擴(kuò)開放去,下列說法正確的是()A.介質(zhì)中各質(zhì)點由近及遠(yuǎn)地傳播開去B.介質(zhì)中的振動形式由近及遠(yuǎn)傳播開去C.介質(zhì)中振動的能量由近及遠(yuǎn)傳播開去D.介質(zhì)中質(zhì)點只是振動而沒有遷移【解析】選B、C、D。波在傳播時,介質(zhì)中的質(zhì)點在其平衡位置四周做往復(fù)運動,它們并沒有隨波的傳播而發(fā)生遷移,A錯,D對。波傳播的是振動形式,而振動由能量引起,也傳播了能量,B、C對。2.關(guān)于機(jī)械波的說法正確的是()A.當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),保持不變的是波長B.兩個振動狀況完全相同的質(zhì)點間的距離是一個波長C.振源振動一個周期,波就向前傳播一個波長的距離D.當(dāng)兩列波相遇時總是能夠發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象【解析】選C。當(dāng)波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時不變的只有頻率,A錯。兩個振動狀況完全相同的質(zhì)點間的距離是波長的整數(shù)倍,B錯。振源振動一個周期,波剛好向前傳播一個波長的距離,C對。只有頻率相同的兩列波相遇時才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,D錯。3.(多選)站在火車站臺上的旅客聽到火車鳴笛聲的音調(diào)變化狀況是()A.當(dāng)火車減速進(jìn)站時,鳴笛聲的音調(diào)變低B.當(dāng)火車減速進(jìn)站時,鳴笛聲的音調(diào)變高C.當(dāng)火車加速離站時,鳴笛聲的音調(diào)變低D.當(dāng)火車加速離站時,鳴笛聲的音調(diào)變高【解析】選A、C。當(dāng)火車減速進(jìn)站時,觀看者接收的頻率f′=QUOTEf。由于v源漸漸減小,所以f′漸漸減小,音調(diào)變低。當(dāng)加速離站時,f′=QUOTEf,由于v源變大,所以f′變小,音調(diào)變低。4.在水波槽里放兩塊擋板,當(dāng)中留一窄縫,已知窄縫的寬度為0.5cm,所用水波的波長為5cm,則如圖所示的衍射圖樣中正確的是()【解析】選C。窄縫寬度0.5cm明顯小于水波波長5cm,符合發(fā)生明顯衍射的條件,且水波是以水中“某點”為中心的弧線,故只有選項C正確。5.(2022·衡水高二檢測)如圖所示,甲、乙兩平面波是振幅相同的相干波,甲波沿x軸正方向傳播,乙波沿y軸正方向傳播,圖中實線表示某一時刻的波峰位置,虛線表示波谷位置,對圖中正方形中心的a、b、c、d四點的振動狀況,正確的推斷是()A.a、b點振動加強(qiáng),c、d點振動減弱B.a、c點振動加強(qiáng),b、d點振動減弱C.a、d點振動加強(qiáng),b、c點振動減弱D.a、b、c、d點的振動都加強(qiáng)【解析】選B。當(dāng)兩列波毀滅干涉現(xiàn)象時,要產(chǎn)生干涉圖樣,形成一條加強(qiáng)線、一條減弱線……即加強(qiáng)線、減弱線彼此相間隔的穩(wěn)定的干涉圖樣,在圖中設(shè)定A、B、C、D四點,實線相交點,即波峰與波峰相遇,都是振動加強(qiáng)點,可知B、D打算的直線為加強(qiáng)線,過A、C平行于BD直線的兩條直線也應(yīng)是加強(qiáng)線,a、c兩點在BD直線上,故a、c點是振動加強(qiáng)點,分別過b、d點且平行于BD直線的兩條直線均在兩加強(qiáng)線之間,應(yīng)為減弱線,故b、d兩點的振動是減弱的。6.(多選)如圖所示,S1、S2是振動狀況完全相同的兩個機(jī)械波波源,振幅為A。a、b、c三點分別位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc。某時刻a是兩列波的波峰相遇點,c點是兩列波的波谷相遇點。則()A.a處質(zhì)點的位移始終為2AB.c處質(zhì)點的位移始終為-2AC.b處質(zhì)點的振幅為2AD.c處質(zhì)點的振幅為2A【解析】選C、D。由于a、b、c三點均在S1S2的中垂線上,則各點到S1S2的距離相等。則S1與S2到各點的波程差為零,S1與S2是相同的,在a、b、c各點都是同向相遇,振動加強(qiáng),振動加強(qiáng)并不是位移不變,始終為2A,而是振幅為2A,則選項C、D正確。7.(多選)如圖所示,一列簡諧橫波在x軸上傳播。圖甲和圖乙分別為x軸上a、b兩質(zhì)點的振動圖像,且xab=6m。下列推斷正確的是()A.波確定沿x軸正方向傳播B.波長可能是8mC.波速確定是6m/sD.波速可能是2m/s【解析】選B、D。波的傳播方向可能向+x或-x方向傳播,A錯。ab之間的距離可能是(n+QUOTE)λ或(n+QUOTE)λ,周期為4s,波長可能為8m,波速可能為2m/s,C錯,B、D正確?！咀兪接?xùn)練】(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,已知x軸上x1=0處a質(zhì)點的位移—時間圖像如圖甲所示,x2=6m處b質(zhì)點的位移—時間圖像如圖乙所示,已知x1和x2間距離小于一個波長,則此列波的傳播速度可能是()A.3m/s B.5m/sC.1m/s D.10m/s【解析】選A、C。由a、b兩點的振動圖像可知,當(dāng)波沿x軸正方向傳播時,a、b之間的距離為QUOTEλ,即λ=24m,v=QUOTE=QUOTEm/s=3m/s;當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時,a、b之間的距離為QUOTEλ,即λ=8m,v=QUOTE=QUOTEm/s=1m/s。故A、C選項正確。8.(多選)在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同始終線上的9個質(zhì)點,相鄰兩質(zhì)點的距離均為L,如圖甲所示。一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時到達(dá)質(zhì)點1,質(zhì)點1開頭向下運動,經(jīng)過時間Δt,第一次毀滅如圖乙所示的波形,則該波的()A.周期為Δt,波長為8LB.周期為QUOTEΔt,波長為8LC.周期為QUOTEΔt,波速為QUOTED.周期為Δt,波速為QUOTE【解析】選B、C。由題圖乙可推斷波長為8L,質(zhì)點9振動方向向上,而質(zhì)點1開頭時向下振動,說明質(zhì)點9右邊還有半個波長未畫出,即在Δt時間內(nèi)傳播了1.5個波長,Δt為1.5個周期,所以其周期為QUOTEΔt,由波長、周期、波速之間的關(guān)系v=QUOTE得v=QUOTE,所以B、C正確。【變式訓(xùn)練】一列簡諧波沿x軸正方向傳播,某時刻波形圖如圖甲所示,a、b、c、d是波傳播方向上的四個振動質(zhì)點的平衡位置。再過QUOTE個周期,其中某質(zhì)點連續(xù)振動的圖像如圖乙所示,則該質(zhì)點是()A.a處質(zhì)點 B.b處質(zhì)點C.c處質(zhì)點 D.d處質(zhì)點【解析】選D。依據(jù)質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的關(guān)系,再過QUOTE個周期,質(zhì)點a應(yīng)當(dāng)處在負(fù)的最大位移處,質(zhì)點b應(yīng)當(dāng)處在平衡位置且正在向下振動,c處質(zhì)點應(yīng)當(dāng)處在正的最大位移處,d處質(zhì)點處在平衡位置且正在向上振動,D對。9.(多選)(2022·鄭州高二檢測)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在t1=0時波傳播到x軸上的質(zhì)點B,在它左邊的質(zhì)點A恰好位于負(fù)最大位移處,如圖所示。此后,在t2=0.6s時,質(zhì)點A其次次毀滅在正向最大位移處,則()A.該簡諧波的波速等于5m/sB.t2=0.6s時,質(zhì)點C在平衡位置處且向下運動C.t2=0.6s時,質(zhì)點C在平衡位置處且向上運動D.當(dāng)質(zhì)點D第一次毀滅在正向最大位移處時,質(zhì)點B恰好在平衡位置且向下運動【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點:(1)在波傳播過程中,前面的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點,后面的質(zhì)點重復(fù)前面質(zhì)點的振動形式;(2)質(zhì)點在平衡位置四周做簡諧運動?！窘馕觥窟xA、C。在t2=0.6s的時間內(nèi),質(zhì)點A其次次毀滅在正向最大位移處,則QUOTET=0.6s,所以T=0.4s,由圖知波長λ=2m,依據(jù)v=QUOTE得v=QUOTEm/s=5m/s,A正確;波由B傳到C所需要的時間是t′1=QUOTEs=0.2s,則在t2-t′1=0.6s-0.2s=0.4s的時間內(nèi)C質(zhì)點剛好完成一次全振動且向上振動,故C正確,B錯誤;波由B傳到D所需要的時間是t′2=QUOTEs=0.6s,當(dāng)質(zhì)點D第一次毀滅在正向最大位移處時的時間為0.6s+QUOTE=0.6s+0.1s=0.7s,則質(zhì)點B在0.7s=1QUOTET內(nèi),運動到負(fù)向最大位移處,D錯誤。10.(多選)(2022·新課標(biāo)全國卷Ⅰ)圖甲為一列簡諧橫波在t=2s時的波形圖,圖乙為媒質(zhì)中平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點的振動圖像,P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點。下列說法正確的是()A.波速為0.5m/sB.波的傳播方向向右C.0～2s時間內(nèi),P運動的路程為8cmD.0～2s時間內(nèi),P向y軸正方向運動E.當(dāng)t=7s時,P恰好回到平衡位置【解析】選A、C、E。本題考查了機(jī)械振動與機(jī)械波。v=QUOTE=QUOTEm/s=0.5m/s,A正確。x=1.5m處的質(zhì)點t=2s時正在向下振動,依據(jù)“上坡下”可推斷機(jī)械波向左傳播,B錯誤;0～2s是半個周期,P點由波峰運動到波谷,C正確、D錯誤;7s是此時刻再經(jīng)過5s,即1QUOTET,這時P點剛好回到平衡位置,E正確?！究偨Y(jié)提升】振動圖像與波動圖像的分析技巧分析這類題目的關(guān)鍵是搞清振動圖像和波動圖像的區(qū)分和聯(lián)系,以及波在傳播過程中各物理量變化的規(guī)律和特點。在波的傳播過程中,質(zhì)點的振動向前傳播但是質(zhì)點并不向前傳播,質(zhì)點總是在自己的平衡位置四周振動。所以:(1)質(zhì)點的運動速度不等于波速,質(zhì)點的速度時刻變化,當(dāng)質(zhì)點在平衡位置時速度最大,在最大位移處時速度最小,而波在某一介質(zhì)中傳播時波速是確定的。(2)波在時間t內(nèi)傳播的距離s=vt,但是在這段時間內(nèi)質(zhì)點走過的路程卻不是s=vt,只能依據(jù)質(zhì)點的振動狀況推斷:若t等于半周期的整數(shù)倍,則質(zhì)點走過的路程為2A的整數(shù)倍,若t=QUOTE,則質(zhì)點走過的路程可能等于A,也可能小于A,也可能大于A,取決于質(zhì)點的初始狀態(tài)(其中A為振幅)。二、填空題(本大題共2小題,共16分)11.(6分)聲波從甲介質(zhì)進(jìn)入乙介質(zhì)中,已知入射角為30°,折射角為37°,聲波在甲介質(zhì)中速度為300m/s,聲波在乙介質(zhì)中速度為m/s?！窘馕觥坑烧凵涠煽芍猀UOTE=QUOTE,所以v2=QUOTE=300×QUOTEm/s=360m/s。答案:36012.(10分)某波源S發(fā)出一列簡諧橫波,波源S的振動圖像如圖所示。在波的傳播方向上有A、B兩點,它們到S的距離分別為45m和55m。測得A、B兩點開頭振動的時間間隔為1.0s。由此可知(1)波長λ=m;(2)當(dāng)B點離開平衡位置的位移為+6cm時,A點離開平衡位置的位移是cm。【解析】(1)由波源S的振動圖像可知波的周期T=2.0s,振幅為A′=6cm,由A、B兩點開頭振動的時間間隔為Δt=1.0s,兩點間的距離xAB=55m-45m=10m,可求出波速為v=QUOTE=10m/s,由v=QUOTE可得λ=vT=10×2.0m=20m。(2)由波的圖像知A點離開平衡位置的位移是-6cm。答案:(1)20(2)-6三、計算題(本大題共4小題,共44分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)13.(8分)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時刻的波形如圖所示,介質(zhì)中質(zhì)點P、Q分別位于x=2m、x=4m處。從t=0時刻開頭計時,當(dāng)t=15s時質(zhì)點Q剛好第4次到達(dá)波峰。(1)求波速。(2)寫出質(zhì)點P做簡諧運動的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過程)?！窘馕觥?1)設(shè)簡諧橫波的波速為v,波長為λ,周期為T,由圖像知,λ=4m。由題意知t=3T+QUOTET ①(2分)v=QUOTE ②(2分)聯(lián)立①②式,代入數(shù)據(jù)得v=1m/s (2分)(2)質(zhì)點P做簡諧運動的表達(dá)式為y=0.2sin(0.5πt)m (2分)答案:(1)1m/s(2)y=0.2sin(0.5πt)m14.(12分)(2022·日照高二檢測)甲、乙兩列完全相同的橫波分別從波源A、B兩點沿x軸相向傳播,t=0時的波形圖像如圖所示,假如兩列波的波速都是10m/s,求:(1)甲、乙兩列波的頻率各是多少?(2)第幾秒末兩列波相遇?相遇時C、D兩點間有哪些點位移最大?【解析】(1)由圖知:λ=4m,又因v=10m/s, (2分)所以由f=QUOTE得 (2分)f=QUOTEHz=2.5Hz,故甲、乙兩列波的頻率均為2.5Hz。 (2分)(2)設(shè)經(jīng)t時間兩波相遇,則2vt=4m,所以t=QUOTEs=0.2s, (2分)又因T=QUOTE=QUOTEs=0.4s, (2分)故波分別向前傳播QUOTE相遇。此時兩列波的圖像如圖中的虛線所示。故C、D間有x=5m和x=7m處的點位移最大。(2分)答案:(1)2.5Hz2.5Hz(2)0.2sx=5m與x=7m15.(12分)如圖所示,一列向右傳播的簡諧橫波,速度大小為0.6m/s,P質(zhì)點橫坐標(biāo)x=0.96m,從圖中狀態(tài)開頭計時,求:(1)經(jīng)過多長時間,P質(zhì)點第一次到達(dá)波谷?(2)經(jīng)過多長時間,P質(zhì)點其次次到達(dá)波峰?(3)P質(zhì)點剛開頭振動時,運動方向如何?【解題指南】解答本題時可把握以下兩點:(1)依據(jù)波的傳播過程,波應(yīng)當(dāng)先傳播到P點,然后開頭振動,毀滅波峰或波谷。(2)由于波勻速傳播,也可以認(rèn)為原有波形勻速平移,把最近的波峰或波谷平移到P點。【解析】(1)P質(zhì)點第一次到達(dá)波谷的時間,就是初始時刻x坐標(biāo)為0.18m處質(zhì)點的振動狀態(tài)傳到P質(zhì)點所需要的時間,則t1=QUOTE,又Δx1=(0.96-0.18)m=0.78m,所以t1=QUOTEs=1.3s。 (4分)(2)P質(zhì)點其次次到達(dá)波峰的時間等于初始時刻x坐標(biāo)為0.06m處質(zhì)點的振動狀態(tài)傳到P質(zhì)點所需要的時間與一個周期的和,則t2=QUOTE+T=QUOTE,又Δx2=(0.96-0.06)m=0.9m,λ=0.24m,所以t2=QUOTEs=1.9s。 (4分)(3)P質(zhì)點剛開頭的振動方向就是初始時刻x坐標(biāo)為0.24m處質(zhì)點的振動方向。由于橫波沿x軸正向傳播,所以x坐標(biāo)為0.24m處質(zhì)點初始時刻振動方向沿y軸負(fù)方向,故P質(zhì)點剛開頭振動的方向也沿y軸負(fù)方向。 (4分)答案:(1)1.3s(2)1.9s(3)沿y軸負(fù)方向16.(12分)如圖所示,實線表示一列橫波在某時刻的波形圖線,虛線是經(jīng)過0.2s時的波形圖線。(1)若波向左傳播,求它在這段時間內(nèi)傳播的距離。(2)若波向右傳播,求它的最大周期。(3)若波的傳播速度為115m/s,試推斷波的傳播方向?！窘馕觥坑刹ǖ膱D像可知,波長λ=4m。 (1分)(1)波在空間上具有周期性,向左傳播的可能距離:Δx=3+nλ=(4n+3)m (2分)(2)