高中物理人教版 (新课标)选修32 分子的热运动同步测试题

 www.ks5u.com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(　　) 【导学号：23570077】

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v＝λf可得，波在水中的波长变大，故A、B、E正确．

【答案】　ABE

2．平静湖面传播着一列水面波(横波)，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 m

C．波速是1 m/s  D．周期是0.1 s

E．周期是2 s

【解析】　由题意知甲、乙两小木块间的距离x＝3 m＝λ，故波长λ＝2 m．又知两小木块都是每分钟振动30次，故周期T＝2 s，频率f＝0.5 Hz，则波速v＝＝1 m/s.故选项A、C、E正确．

【答案】　ACE

3．如图1所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2 s时刻的波形图．该波的波速为0.8 m/s，则下列说法正确的是(　　)

【导学号：23570078】

图1

A．这列波的波长是12 cm

B．这列波的周期是0.5 s

C．这列波是沿x轴正方向传播的

D．t＝0时，x＝4 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λ＝12 cm，故A项正确．由v＝，得T＝ s＝0.15 s，故B项错误．因＝＝，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t＝0时刻，x＝4 cm处质点的振动方向沿y轴负方向，故D项正确．

【答案】　ADE

4．一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是(　　)

A．振幅一定为A

B．周期一定为T

C．速度的最大值一定为v

D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离

E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同

【解析】　由于没有能量损失，故P与波源的振幅相同，A正确；波在传播过程中周期不变，故B正确；质点的振动速度与波传播的速度是两个概念，故C错误；介质中所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同，故D错误；若P点与波源距离s＝vT，则P与波源之间的距离为一个波长，故质点P与波源的位移总是相同的，E正确．

【答案】　ABE

5．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法正确的是(　　) 【导学号：23570079】

A．介质中各质点由近及远地传播开去

B．介质中的振动形式由近及远传播开去

C．介质中振动的能量由近及远传播开去

D．介质中质点只是振动而没有迁移

E．在扩展过程中频率逐渐减小

【解析】　波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，A错，D对．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也传播了能量，而频率不变．B、C对．

【答案】　BCD

6．(2015·天津高考改编)图2甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2 m和xb＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　　　乙

图2

A．该波沿－x方向传播

B．波速为1 m/s

C．质点a经4 s振动的路程为4 m

D．此时刻质点a的速度沿＋y方向

E．质点a在t＝2 s时速度为零

【解析】　由题图乙可知，简谐横波的周期T＝8 s，且t＝0时质点b沿＋y方向运动，根据振动和波动的关系，波沿－x方向传播，v＝＝1 m/s.质点a沿－y方向运动，选项A、B正确，D错误；质点a经过4 s振动的路程s＝·4A＝1 m，选项C错误；质点a在t＝2 s时，处于负向最大位移处，速度为零，选项E正确．

【答案】　ABE

7.如图3所示，一列简谐横波在x轴上传播．图4甲和乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6 m．下列判断正确的是(　　)

图3

甲　　　　　　　　　　　乙

图4

A．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 m

D．波速一定是6 m/s

E．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λ或λ，周期为4 s，波长可能为8 m，波速可能为2 m/s，D错，C、E正确．

【答案】　BCE

8.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图5所示，下列描述该波的图象可能正确的是(　　) 【导学号：23570080】

图5

【解析】　根据振动图象、波动规律解决问题．

根据y­t图象可知，a、b两质点的距离为或，即nλ＋λ＝9 m或nλ＋λ＝9 m(n＝0,1,2,3，…)

解得波长λ＝ m或λ＝ m.

即该波的波长λ＝36 m、7.2 m、4 m…或λ＝12 m、 m、 m…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．(6分)如图6所示，实线为一列横波某时刻的波形图象，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6

【解析】　波的传播距离x＝vt＝0.25 m＝λ，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 cm

10．(6分)如图7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P在________，Q在________.

 【导学号：23570081】

图7

【解析】　由λ＝得λ＝0.8 m，即依题意可得SP＝21λ，SQ＝20λ，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．

【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fλ＝v，f＝＝Hz＝1 000 Hz，声波在介质中与在空气中频率保持不变．在介质中fλ′＝v′，v′＝1 000×68×10－2m/s＝680 m/s.

【答案】　680 m/s　1 000 Hz

12.(12分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图8所示，已知t＝0.6 s时，B点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少？x＝50 cm处的质点A回到平衡位置的最短时间为多少？

图8

【解析】　由题意得t＝2.5 T，解得T＝0.24 s，由图象可知λ＝120 cm＝1.2 m，v＝＝5 m/s，x＝50 cm处的质点A回到平衡位置的最短时间为t′＝＝0.1 s.

【答案】　0.24 s　0.1 s

13．(16分)一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图9所示的实线和虚线表示，求： 【导学号：23570082】

图9

(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，x＝8 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：

Δs＝Δx1＋nλ＝(2＋8n)m，n＝0,1,2，…

v＝＝ m/s＝(40＋160n) m/s

若波沿x轴负向传播，则：

Δs′＝Δx2＋nλ＝(6＋8n)m，n＝0,1,2，…

v′＝＝ m/s＝(120＋160n) m/s.

(2)当波速为280 m/s时，有280＝(120＋160n)

n＝1，所以波向x轴负方向传播

T＝＝ s

所以P质点第一次到达波谷所需最短时间为：

t＝＝ s＝2.1×10－2 s.

【答案】　见解析