1、第十二章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15小题只有一个选项正确,第68小题有多个选项正确)1.关于机械波,下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的解析:自然界所刮的风,实质上是由于压强差等因素引起的空气流动,不是机械波,所以A错;波是传递能量的一种方式, 但各质点均在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,因此B错误;波不仅能传播运动形式,它也是信息传递的载体,故C正确;
2、固体也能传播机械波,故D错误。答案:C2.频率一定的声源在空气中沿背离静止的接收器的方向匀速运动,设声源的速度为u,声波的速度为v,且u1 s,n只能取0,T= s,选项A错误;波传播速度不是各质点移动速度,质点也不随波迁移,选项B、C错误;质点M在竖直方向做简谐振动,从t= s到t= s正好处于间,质点M从最高处向平衡位置运动,速度越来越大,选项D正确。答案:D6.蝉的家族中的高音歌手是一种被称作“双鼓手”的蝉,它的身体两侧有大大的环形发声器官,身体的中部是可以内外开合的圆盘。圆盘开合的速度很快,抖动的蝉鸣就是由此发出的。某同学围绕蝉歇息的树干走了一圈,听到忽高忽低的蝉鸣声,下列说法中正确的
3、是()A.这种现象属于声波的衍射现象B.这种现象属于声波的干涉现象C.蝉的身体两侧的大大的环形发声器官可以看作相干波源D.蝉发出的两列声波的传播速度一定相同解析:“听到忽高忽低的蝉鸣声”说明这是声波的干涉现象,选项A错误,B正确;蝉的身体两侧的发声器官可以看作相干波源,选项C正确;因为波速是由介质决定的,所以选项D正确。答案:BCD7.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5t) cm。关于这列简谐波,下列说法正确的是()A.周期为4.0 sB.振幅为20 cmC.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10 m/s解析:质点做
4、简谐运动的周期等于波的传播周期,由y=10sin(5t) cm可知=5 rad/s,则周期T=0.4 s,选项A错误。振幅为10 cm,选项B错误。波长=4 m,传播速度v=10 m/s,选项D正确。该时刻质点P的振动方向向上,波的传播方向沿x轴正方向,选项C正确。答案:CD8.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为 40 m/s,则t= s时()A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反解析:根据波的图象可知波
5、长为=4 m,根据波速可得该波周期为T=0.1 s,则由图示状态再经过 s即T后质点M相对平衡位置的位移仍为正值,但正在向下振动,可知其在t= s时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反,而与加速度方向相同,选项A、B错误,C、D正确。答案:CD二、填空题(每小题10分,共20分。把答案填在相应的横线上)9.一列波以60的入射角入射到两种介质的交界面上,反射波刚好跟折射波垂直,若入射波的波长为0.6 m,那么折射波的波长为m,反射波的波长为 m。解析:由题意知,入射角i=60,则反射角i=60,折射角r=30。因为所以2=1=0.6 m0.35 m反射波的波长1=1=0.6 m。答案:0.35
6、0.610.一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.30 m 处的质点的振动图线如图(b)所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴(选填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30 m,则该波的波长为 m。解析:根据图(b)可知,图线在t=0时的切线斜率为正,表示此时质点沿y轴正向运动;质点在图(a)中的位置如图所示,设质点的振动方程为y=2sin (+) cm,当t=0时,y= cm,可得=。当t=时,y=2 cm达到最大,结合图(a)和题意可得=0.3 m,解得=0.8 m。答案:正向0.8三、计算题(每小题16分,共32分)11.渔船常利用超声波来探测远处鱼
7、群的方位,已知某超声波的频率为1.0105 Hz,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=7.510-3 m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的时间为4 s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。解析:(1)如图所示。(2)因为超声波的频率为f=1.0105 Hz,由波的图象可知超声波的波长=1510-3 m,由v=f可得超声波的速度v=f=1510-31.0105 m/s=1 500 m/s,所以鱼群与渔船间的距离x= m=3 000 m。答案:(1)见解析(2)3 000 m12.如图所示,一
8、列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s,P质点的横坐标x=0.96 m。从图中状态开始计时,求:(1)P点刚开始振动时,振动方向如何?(2)经过多长时间,P点第一次达到波谷?(3)经过多长时间,P点第二次达到波峰?解析:(1)P质点刚开始振动的振动方向就是初始时x坐标为0.24 m处质点的振动方向。因为横波沿x轴正方向传播,所以初始时x坐标为0.24 m处质点起振方向沿y轴负方向,故P质点刚开始振动的方向也沿y轴负方向。(2)P点第一次达到波谷的时间,就是初始时刻x坐标为0.18 m处的质点的振动状态传到P点所需要的时间,则t1=,又x1=(0.96-0.18) m=0.78 m所以t1= s=1.3 s。(3)P点第二次达到波峰的时间等于初始时x坐标为0.06 m处质点的振动状态传到P质点所需要的时间与一个周期的和,则t2=+T=,又x2=(0.96 -0.06) m=0.9 m,=0.24 m所以t2= s=1.9 s。答案:(1)沿y轴负方向(2)1.3 s(3)1.9 s