1、第第 3 章机械波单元测试卷章机械波单元测试卷 一、单选题一、单选题(共共 15 小题小题) 1.一列声波从空气传入水中，已知水中波长较大，则() A 声波频率不变，波速变小 B 声波频率不变，波速变大 C 声波频率变小，波速变大 D 声波频率变大，波速不变 2.如图甲为某简谐机械横波在 t0 时刻波的图象，乙图为波的传播方向上某质点的振动图象下 列说法正确的是() A 该波的波速是 15 m/s B 该波一定沿 x 轴正方向传播 C 若乙是质点 P 的振动图象，则 t0.15 s时刻，质点 Q 的坐标为(0.5 m,0 cm) D 若乙是质点 Q 的振动图象，则 t0.15 s时刻，质点 P
2、 的坐标为(1 m，4 cm) 3.如图所示，实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波(各只有半个波形)，两波在同一根 弹性绳上分别向左、向右传播，某一时刻两列波的位置如图所示P、Q、S 表示弹性绳上的三个质 点的平衡位置，下列说法中正确的是() A 该时刻，P 的速度向上，Q 的速度为零，S 的速度向下 B 该时刻 P 的速度向下，Q 的速度为零，S 的速度向下 C 该时刻 P、Q、S 都处于各自的平衡位置，各点振动速度相同 D 该时刻 P、Q、S 都处于各自的平衡位置，但 Q 的速度最大 4.如图所示，MN 是足够长的湖岸，S1和 S2是湖面上两个振动情况完全相同的波源，它们激起的水
3、波波长为 2 m，S1S25 m，且 S1与 S2的连线与湖岸平行，到岸边的垂直距离为 6 m，则岸边始终 平静的地方共有() A 2 处 B 3 处 C 4 处 D 无数处 5.如图所示为一列简谐横波 t 时刻的图象，已知波速为 0.2 m/s.以下结论正确的是() A 经过 0.5 s，质点 a、b、c 通过的路程均为 75 cm B 若从 t 时刻起质点 a 比质点 b 先回到平衡位置，则波沿 x 轴正方向传播 C 图示时刻质点 a、b、c 所受的回复力大小之比为 213 D 振源的振动频率为 0.4 Hz 6.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km/s 和 9 km/s.
4、一种简易地震仪由竖直弹簧振 子 P 和水平弹簧振子 H 组成(如图 1 所示)在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差 5 s 开始振动，则() 图 1 AP 先开始振动，震源距地震仪约 36 km BP 先开始振动，震源距地震仪约 25 km CH 先开始振动，震源距地震仪约 36 km DH 先开始振动，震源距地震仪约 25 km 7.有关纵波与横波，下列说法正确的是() A 振源上下振动形成的波是横波 B 振源水平振动形成的波是纵波 C 波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D 质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 8.一列声波由空气传入水中，以下说法正确的
5、是() A 声波的波长不变 B 声波的波长减小 C 声波的频率变大 D 声波的波速增加 9.如图，两列水波波源 S1和 S2的振幅分别为 2A 和 A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和 虚线表示下列说法正确的是() A 两列波在相遇区域发生干涉 B 波谷和波谷相遇处位移为零 CA 点的位移始终为零 D 此刻 A 点和 B 点的位移大小分别是 A 和 3A 10.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M 是波峰与 波峰相遇点，下列说法中正确的是() AP、N 两点始终处于平衡位置 B 该时刻质点 O 正处在平衡位置 C 点 M 到两波源的距离之差一定是波长
6、的整数倍 D 质点 M 的位移始终最大 11.一列简谐横波在介质中传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递 的情况是() A 所有质点都立即停止振动 B 已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动 C 能量将会继续向远处传递 D 能量传递随即停止 12.如图所示，图甲为一列简谐波在 t0 时的波形图，图乙是这列波中 x200 cm 处的 P 点的振动 图线，那么该波的传播速度大小、方向分别是() Av50 cm/s，沿 x 轴负方向传播 Bv25 cm/s，沿 x 轴负方向传播 Cv50 cm/s，沿 x 轴正方向传播 Dv25 cm/s，沿 x 轴正方向传播 13
7、.周期为 2.0 s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方向 运动，则该波() A 沿 x 轴正方向传播，波速 v 20 m/s B 沿 x 轴正方向传播，波速 v10 m/s C 沿 x 轴负方向传播，波速 v 20 m/s D 沿 x 轴负方向传播，波速 v10 m/s 14.一小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶 () A 逐渐漂向湖心 B 逐渐漂向湖畔 C 在落下的地方上下振动 D 沿树叶所在的圆圈做圆周运动 15.公路上的雷达测速仪的工作原理是利用() A 波的反射和多普勒效应 B 波的干涉和多普
8、勒效应 C 波的干涉和波的反射 D 波的反射和共振 二、填空题二、填空题(共共 3 小题小题) 16.如图，沿波的传播方向上有间距均为 2 m 的五个质点，均静止在各自的平衡位置，一列简谐横 波以 2 m/s 的速度水平向右传播，t0 时刻到达质点 a，质点 a 开始由平衡位置向下运动，t3 s 时质点 a 第一次到达最高点，下列说法中正确的是_ A质点 d 开始振动后的振动周期为 4 s Bt4 s 时刻波恰好传到质点 e Ct5 s 时刻质点 b 到达最高点 D在 3 st4 s这段时间内质点 c 的速度方向向上 E这列简谐横波的波长为 4 m 17.某人乘火车由甲地去乙地途中此人乘坐的列
9、车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出 的笛声频率为 f1；此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车，听到客车驶近时的笛声频率为 f2， 已知我们生产的机车发出的笛声相同，则 f1与 f2的大小关系是 f1_f2. 18.如图所示，一列沿x 方向传播的简谐横波在 t0 时刻刚好传到 x6 m 处，已知波速 v10 m/s，则图中 P 点开始振动的方向沿_(选填“y”或“y”)方向，在 x21 m 的点在 t_ s 第二次出现波峰 三、计算题三、计算题(共共 3 小题小题) 19.如图所示分别为一列沿水平方向匀速传播的横波在 t0 时刻的图象和在 x3 m 处的质点 A 从 该时刻开始计时的
10、振动图象求： (1)波速的大小和方向； (2)在 t0.1 s 时，x1 m处的质点 B 的位移和该段时间内质点 B 通过的路程 20.一根弹性绳沿 x 轴方向放置，左端在原点 O，用手握住绳的左端使其沿 y 轴方向做周期为 1 s 的 简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波，如图所示求： (1)若从波传到平衡位置在 x1 m 处的 M 质点时开始计时，那么经过的时间t 等于多少时，平衡 位置在 x4.5 m 处的 N 质点恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置，在图中准确画出当时弹性绳上 的波形 (2)从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为 88 cm 时，N 质点振动通过的总路程是 多
11、少？ 21.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的 9 个质点，相邻两质点间的距离均为 0.1 m，如图(a) 所示一列横波沿该直线向右传播，t0 时到达质点 1，质点 1 开始向下运动，振幅为 0.2 m，经 过时间 0.3 s 第一次出现如图(b)所示的波形 (1)求该列横波传播的速度； (2)画出质点 5 从 t0 到 t0.3 s 的振动图象 答案解析答案解析 1.【答案】B 【解析】声波由空气进入水中，波长变大，频率不变，由波速公式 vf 得知，声波的波速变大， 故 B 正确 2.【答案】D 【解析】由甲图可知波长2 m，由乙图可知周期 T0.2 s，所以波速为 v10 m/s，故
12、A 错 误；由题中条件无法判断波的传播方向，故 B 错误；若乙是质点 P 的振动图象，则波向左传播， 质点 Q 此时向上振动，在 t0.15 s 时刻质点 Q 振动到波谷处，即其坐标为(2 m，4 cm)，故选 项 C 错误；若乙是质点 Q 的振动图象，则波向右传播，质点 P 此时向上振动，在 t0.15 s 时刻质 点 P 振动到波谷处，即其坐标为(1 m，4 cm)，故选项 D 正确 3.【答案】A 【解析】由图及振动的叠加可知，图示时刻各质点均在平衡位置，此时，左波使质点 P 向上振动， 右波使质点 P 向上振动，叠加后速度向上，Q 质点此时是波峰和波谷相遇，速度为 0.左波使质点 S
13、向下振动，右波使质点 S 向下振动，叠加后速度向下，故选 A. 4.【答案】C 【解析】当空间某点到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时，振动始终减弱； 水波的波长为 2 m，S1S25 m，当到两个波源的路程差为 1 m、3 m、5 m 时，振动减弱； 路程差为 1 m 是双曲线，与岸边有 2 个交点； 路程差为 3 m 是双曲线，与岸边有 2 个交点； 路程差为 5 m 是以 S1为起点向左的射线和以 S2为起点向右的射线，与岸边无交点； 路程差不可能大于 S1S25 m； 由上分析可知，岸边始终平静的地方共有 4 处，故 A、B、D 错误，C 正确 5.【答案】C 6.【答案】A 【解析】
14、横波的传播速率小于纵波的传播速率，所以 P 先开始振动由 ? ?km?s5 s ? ?km?s，可得 x 36 km，则 A 正确，B、C、D 错误 7.【答案】C 【解析】物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波，若波向下传播，振源 上下振动，形成的波与振动的方向在同一条直线上，该波是纵波，故 A 错误；振源水平振动形成 的波不一定是纵波，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故 B 错误；波沿水 平方向传播，质点上下振动，质点振动的方向与波传播的方向垂直，这类波是横波，故 C 正确； 质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的
15、波是横 波，故 D 错误 8.【答案】D 【解析】波的频率是由波源决定的，故当声波由空气进入水中，频率不变波速由介质决定，波 速变大，由波速公式 vf 知，声波的波长变长，故 A、B、C错误，D 正确 9.【答案】D 【解析】由图看出，波源 S1形成的水波波长大于波源 S2形成的水波波长，两列波在同一介质中传 播，波速相等，由波速公式 vf 得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，但能发生叠加现 象，故 A 错误；因两列水波波源 S1和 S2的振幅不相等，当波谷和波谷相遇处位移为3A，并不为 零，故 B 错误因两列水波波源 S1和 S2的振幅分别为 2A 和 A，由图可知，此时 A 是波峰与
16、波谷 相遇，则xAA，随着时间的推移，位移大小变化，不可能总为零，故 C 错误；结合图象可知，此 时刻 A 点是波峰和波谷相遇，位移大小为 2AAA，而 B 点波峰和波峰相遇，位移大小 2AA 3A，故 D 正确 10.【答案】A 【解析】图示时刻 P、N 两点是波谷和波峰叠加，由于振幅相同，位移始终为零，即处于平衡位置， 故 A 正确；由图知 O 点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，该时刻正处在波谷，故 B 错误；如果 两个波源相同，结合对称性可知点 M 到两波源的距离之差为零，故 C 错误；图示时刻点 M 为波峰 与波峰相遇，是振动加强点，是振幅最大，不是位移始终最大，位移是时刻变化的，故
17、D错误 11.【答案】C 【解析】 12.【答案】A 【解析】从横波图象中可以得出波长1 m，从振动图象中我们可以得出振动周期为 T2 s，故 该波传播速度为 v0.5 m/s50 cm/s，B、D 错误；在 x200 cm 处的质点在 t0 时振动方向 为向上振动，根据上下坡法可得该波的传播方向为沿 x 轴负方向传播，A 正确，C 错误 13.【答案】B 【解析】根据机械波的速度公式 v， 由图可知波长为 20 m，再结合周期为 2 s，可以得出波速为 10 m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿 x 轴正方向传播，因此答案为 B. 14.【答案】C 【解析】树叶在平衡位置附近上下振动，不随波
18、迁移 15.【答案】A 【解析】公路上的雷达测速仪的工作原理是利用波的反射和多普勒效应，A对 16.【答案】ABD 17.【答案】 【解析】此人与货运列车远离，所以 f1小于发出声波的频率，而此人与客车靠近，故 f2大于发出 声波的频率，因此 f1f2. 18.【答案】y2 s 【解析】由题意知，6 m处的质点开始振动，根据上下坡法可判断 6 m 处质点开始振动的方向为 y，故介质中所有质点开始振动的方向都是y，即 P 点开始振动的方向沿y；x1 m 处的质点的 振动形式是波峰，当其振动形式传播到 x21 m 处时，在 x21 m 的点第二次出现波峰，用时 t 2 s. 19.【答案】(1)5
19、0 m/s波沿 x 轴负方向传播(2)25 cm 20.【答案】(1)2.25 s (2)16 m 【解析】(1)由波的传播特性和波动图象知，波长2 m 波从 x1 m传至 x4.5 m 处的 N 质点需要的时间 t T 此时 x4.5 m 处的质点正向 y 轴负方向运动 x4.5 m 处的 N 质点恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置还需，因此t T 2.25 s 此时波形如图： (2)由图知，振幅 A 8 cm 质点在一个周期内通过的路程为 4A 32 cm O 质点通过 88 cm的路程共经过的时间为T 从 x0 m传至 x4.5 m 处的 N 质点需要时间 t1为 T 质点 N 运动的时间为 T 所以质点 N 振动通过的总路程为 2A 16 cm. 21.【答案】(1)4 m/s (2)质点 5 从 t0 到 t0.3 s 的振动图象如图所示 【解析】(1)根据题意，说明 t0.3 s1.5T，得到周期为 T0.2 s 从图中可以看出，波长0.8 m，根据波速公式得到，波速为 vm/s4 m/s (2)质点 5 与质点 1 间的距离为 x0.4 m，波从质点 1 传到质点 5 的时间为 t 0.1 s，质点 5 起 振方向与质点 1 起振方向相同，均向下，振幅为 0.2 m画出振动图象如图所示
