高中物理波的干涉和衍射同步测试题

这是一份高中物理波的干涉和衍射同步测试题，共5页。试卷主要包含了5 mB等内容，欢迎下载使用。

2.(多选)取向上为质点振动的正方向,得到如图所示的两个图像,则图线上A、B两点的运动方向是( )
A.A点向下B.A点向上
C.B点向下D.B点向上
3.一列横波某时刻的图像如图甲所示,图乙表示介质中某质点从该时刻开始一段时间内的振动图像。则有( )
A.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为K质点的振动图像
B.若波沿x轴的正方向传播,则图乙可能为M质点的振动图像
C.若图乙为L质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
D.若图乙为N质点的振动图像,则波沿x轴的正方向传播
4.(多选)如图所示为一弹性绳t=3 s 时的波形,有关这列波的说法正确的是( )
A.若波向右传播,则t=3 s时质点P的振动方向向下
B.若波向左传播,则t=3 s时质点P的振动方向向下
C.若波向右传播,则质点Q的起振方向向下
D.若波向左传播,则质点Q的起振方向向上
5.一简谐横波沿x轴正向传播,图甲是t=0时刻的波形图,图乙是介质中某质点的振动图像,则该质点的x坐标值合理的是( )
A.0.5 mB.1.5 mC.2.5 mD.3.5 m
6.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示,a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置,若从该时刻开始计时,则振动图像如图乙所示的质点是( )
A.a处质点B.b处质点
C.c处质点D.d处质点
7.(多选)一列简谐横波在介质中沿x轴传播,波速为2 m/s,t=0时的波形图如图所示,P为该介质中的一质点。则( )
A.该波的波长为14 m
B.该波的周期为8 s
C.t=0时质点P的加速度方向沿y轴负方向
D.0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1 m
8.(2025年1月·八省联考四川卷)(多选)甲、乙两列简谐横波在t=0时刻波形分别如图1、图2所示,传播速度均为1 cm/s。下列说法正确的是( )
A.甲的周期为2 s
B.甲与乙的频率之比为3∶2
C.t=0时刻,质点P的位移为零
D.t=0时刻,质点Q的速度沿y轴正方向
9.(多选)位于坐标原点的波源从t=0时刻开始振动,t=0.5 s时形成的机械波波形图如图所示,则下列说法正确的是( )
A.机械波的波速v=4 m/s
B.x=1 m处的质点在t=0.3 s时位于波谷
C.波源的振动方程为y=0.02sin(5πt+π)m
D.x=-1 m处的质点半个周期内向左移动半个波长
10.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为0.2 s,t=0时的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A.平衡位置在x=1 m处的质点的振幅为0.03 m
B.该波的波速为10 m/s
C.t=0.3 s时,平衡位置在x=0.5 m处的质点向y轴正向运动
D.t=0.4 s时,平衡位置在x=0.5 m处的质点处于波谷位置
11.(10分)如图所示,图甲为某一简谐横波在t=1.0 s时的图像,图乙为该波中质点P的振动图像。
(1)求该波波速;(4分)
(2)求再经过3.5 s时P质点经过的路程;(3分)
(3)判断波的传播方向。(3分)
12.(15分)如图所示,甲为某一列波在t=1.0 s时的图像,乙为参与该波动的P质点的振动图像。
(1)说出两图中AA'的意义?(4分)
(2)求该波波速v。(3分)
(3)画出再经过3.5 s时的波形图。(4分)
(4)求再经过3.5 s时P质点的路程s和位移。(4分)

课时跟踪检测(十二)
1.选A 由振动图像可知,x=0处的质点在t=T2时刻处在平衡位置,且正在向下运动;该简谐横波沿x轴正方向传播,根据“上坡下,下坡上”的规律可知,只有A图中x=0处的质点正通过平衡位置向下运动,符合要求。
2.选AC 题图甲表示的是波的图像,由于波沿x轴负方向传播,所以图中质点A的振动方向向下,A正确,B错误;题图乙表示的是振动图像,在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值),C正确,D错误。
3.选C 由题图乙可知质点在t=0时由平衡位置向上振动,A、B错误;由题图甲可得,若波向x轴负方向传播,题图乙和质点N振动一致;若波向x轴正方向传播,题图乙和质点L振动一致,C正确,D错误。
4.选BD 若波向右传播,根据“上下坡法”,P点在t=3 s时处于下坡段,故向上振动,A错误;若波向左传播,P点处于上坡段,要向下振动,B正确;质点的起振方向跟波的最前沿质点的振动方向相同,当波向右传播时,P点是最前沿,故Q点的起振方向向上,C错误;若波向左传播,M点是最前沿,故Q点的起振方向向上,D正确。
5.选C 由振动图像可知,t=0时刻质点位移在-0.2 m~-0.1 m之间,振动方向向下;由波的图像可知,质点在x=2 m与x=3 m之间,C正确。
6.选C 由题图乙可知,开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动,再结合题图甲给出的四个质点的位置及传播方向,可知题图乙所描述的是c处质点的运动,C正确。
7.选BD 由题图可知34λ=12 m,解得λ=16 m,A错误;由v=λT得T=λv=162 s=8 s,B正确;简谐运动的加速度总指向平衡位置,P点位于y轴负半轴,加速度方向沿y轴正方向,C错误;P点位于y轴的负半轴,经过2 s=T4,若波向x轴负方向传播,P向远离平衡位置方向振动,在0~2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1 m,D正确;故选B、D。
8.选BC 根据题图1可得32λ甲=2 cm,又λ甲=vT甲,其中v=1 cm/s,解得T甲=43 s,故A错误;根据题图2可得λ乙=2 cm,又λ乙=vT乙,可得T乙=2 s,根据f=1T可得f甲f乙=T乙T甲=32,故B正确;由题图1可知,t=0时刻,质点P在平衡位置,位移为零,故C正确;根据同侧法可知t=0时刻,质点Q的速度沿y轴负方向,故D错误。
9.选BC 波源位于坐标原点,则由题图可知,该波源形成两列波,且在Δt=0.5 s的时间内波传播的距离为Δx=2.5 m,则机械波的波速为v=ΔxΔt=2.50.5 m/s=5 m/s,A错误;由题图可知波的波长为λ=2 m,则波的周期为T=λv=25 s=0.4 s,波从原点传到x=1 m处需要的时间t1=xv=15 s=0.2 s,由于t=0.5 s时波恰好向右传播到x=2.5 m处,结合同侧法可知波源的起振方向沿y轴的负方向,所以t=0.2 s时x=1 m处的质点沿y轴的负方向振动,再经过0.1 s的时间,即14T的时间后,x=1 m处的质点刚好位于波谷处,B正确;设波源的振动方程为y=Asin(ωt+φ),由以上分析可知ω=2πT=5π rad/s,由题图可知波的振幅为A=2 cm,又波源的起振方向沿y轴的负方向且t=0时刻位于坐标原点,则波源的振动方程为y=-0.02sin(5πt)m=0.02sin(5πt+π)m,C正确;质点起振后只在平衡位置附近上下振动,不会随波左右迁移,D错误。
10.选ABC 由题波形图可知,平衡位置在x=1 m处的质点的振幅为0.03 m,选项A正确;由题图可知波长λ=2 m,因T=0.2 s,则该波的波速为v=λT=20.2 m/s=10 m/s,选项B正确;因t=0时刻平衡位置在x=0.5 m处的质点沿y轴负向振动,则t=0.3 s=112T时,平衡位置在x=0.5 m处的质点向y轴正向运动,选项C正确;因t=0时刻平衡位置在x=0.5 m处的质点沿y轴负向振动,则t=0.4 s=2T时,平衡位置在x=0.5 m处的质点仍在平衡位置向y轴负向运动,选项D错误。
11.解析:(1)由题中甲、乙两图像得
A=0.2 m,λ=4 m,T=1 s,
所以波速v=λT=41 m/s=4 m/s。
(2)3.5 s内P点经过的路程为
s=tT×4A=3.51×4×0.2 m=2.8 m。
(3)由题中乙图知t=1.0 s时质点P向y轴负方向运动,结合题中甲图可以确定波沿x轴向左传播。
答案:(1)4 m/s (2)2.8 m (3)沿x轴向左传播
12.解析:(1)甲图中AA'表示A质点的振幅或1.0 s时A质点的位移大小为0.2 m,方向为负。乙图中AA'表示P质点的振幅,也是P质点在0.25 s时位移大小为0.2 m,方向为负。
(2)由甲图得波长λ=4 m,由乙图得周期T=1.0 s,波速v=λT=4 m/s。
(3)经过3.5 s波的传播距离:Δx=vΔt=3.5×4 m=14 m=3+12λ,只需将波形向x轴负向平移12λ=2 m即可,如图所示。
(4)因为n=ΔtT=3.5,路程s=4An=4×0.2×3.5 m=2.8 m。由波的重复性可知,经历时间为周期的整数倍时,位移不变,质点P从题图示时刻经T2的位移为零,所以再经过3.5 s时质点P的位移仍为0。
答案:(1)见解析 (2)4 m/s (3)见解析图
(4)2.8 m 0