1、- 1 -测评(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(每小题 5 分,共 50 分。每小题至少有一个选项是正确的)1.关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )A.有机械波必有振动B.有机械振动必有波C.离波源远的质点振动周期长D.波源停振时,介质中的波动立即停止解析：一个质点的振动会带动邻近质点振动,使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波,但在缺少介质的情况下,波动现象就无法发生,故选项 A 正确,选项 B 错误;波动形成以后,各质点的振动都先后重复波源的振动,故各质点的振动周期是一样的,故选项 C 错误;大量质点的振动所形成的波动不会因波源停振而立即消失,因为能量不会无缘无故
2、地消失,故选项 D错误。答案：A2.如图所示,一波源 O 做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况,则( )A.该波源正在移向 A 点B.该波源正在移向 B 点C.在 A 处观察波的频率变低D.在 B 处观察波的频率变低解析：波源在某一位置产生一列波面后,该波面以该位置为球心,以波速作为传播速度向外传播,反之,由波面可确定出该波面的产生位置,即波源。波面半径大,表示产生时间早,传播时间长,对照图示,可确定出波源由右向左移动,故选项 A 正确,选项 B 错误;由于观察者不动,故波面经过观察者的速度等于波速,而在 A 处观察时,相邻波面间距比波源不动时间距小,因而经过观察者时间间隔短,频率大,
3、同理在 B 处时间间隔长,频率小,故选项 C 错误,选项 D 正确。答案：AD- 2 -3.下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(、图)或障碍物(、图),其中能发生明显衍射现象的有( )A.只有 B.只有C.只有 D.只有解析：图中小孔与波长相差不多,能发生明显衍射,图中障碍物与波长相差不多,能发生明显衍射,图中障碍物比波长大得多,不能发生明显衍射。答案：A4.一列简谐横波沿某一直线传播, A、 B 是该直线上相距 1.2 m 的两点,从波到达其中一点开始计时,4 s 内 A 完成 8 次全振动, B 完成 10 次全振动,则该波的传播方向及波速分别为( )A.方向由 A 向 B,v=0
4、.3 m/sB.方向由 B 向 A,v=0.3 m/sC.方向由 B 向 A,v=1.5 m/sD.方向由 A 向 B,v=1.5 m/s解析：由于 4 s 内 B 完成的全振动次数大于 A 完成的全振动的次数,所以波由 B 向 A 传播。周期 T= s=0.4 s,A,B 在 4 s 内完成的全振动相差 2 次,即 A,B 间相距两个波长,则 2= 1.2 410m,= 0.6 m,v= =1.5 m/s。 T答案：C5.如图所示,在均匀介质中 S1和 S2是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源,它们发出的简谐波相向传播。在介质中 S1和 S2平衡位置的连线上有 a、 b、 c
5、三点,已知S1a=ab=bc=cS2= ( 为波长),则下列说法正确的是( ) 2A.b 点的振动总是最强, a、 c 两点的振动总是最弱B.b 点的振动总是最弱, a、 c 两点的振动总是最强C.a、 b、 c 三点的振动都总是最强D.a、 b、 c 三点的振动都是有时最强有时最弱- 3 -解析：根据加强点的条件可知当某点到两波源距离 x= 2n 时,该点加强;当 x= (2n+1) 2 2时( n=0,1,2,),该点减弱。 a 点 xa= , xb=0, xc= ,所以 a、 b、 c 三点都加强。答案：C6. 导学号 73884085在均匀介质中,一列沿 x 轴正向传播的横波,其波源
6、O 在第一个周期内的振动图象如图所示,则该波在第一个周期末的波形是( )解析：由波源的振动图象可知,第一个周期末,波源 O 的振动方向沿 y 轴负方向,故选项 A、C错误。第一个周期末,振幅较大的波峰离波源较近,故选项 D 正确。答案：D7.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形如图所示,质点 A 的位置与坐标原点相距 0.5 m,此时质点 A 沿 y 轴正方向运动,再经过 0.02 s 将第一次到达波峰,由此可见( )A.这列波波长是 2 mB.这列波频率是 50 HzC.这列波波速是 25 m/sD.这列波的传播方向是沿 x 轴的负方向解析：质点 A 的位置距原点 0.5 m,即 =0.5 m
7、,= 2 m;质点 A 向上振动经 0.02 s 第一次到达 4波峰,即 =0.02 s,T=0.08 s,波的频率 f= =12.5 Hz;波速 v=f= 212.5 m/s=25 m/s;质点 AT4 1T向上振动,根据上下坡法可以确定该波向 x 轴负方向传播。答案：ACD8.- 4 -(2016北京西城区期末)一列波源在 x=0 处的简谐波,沿 x 轴正方向传播,周期为 0.02 s,t0时刻的波形如图所示。此时 x=12 cm 处的质点 P 恰好开始振动,则( )A.质点 P 开始振动时的方向沿 y 轴正方向B.波源开始振动时的方向沿 y 轴负方向C.此后一个周期内,质点 P 通过的路
8、程为 8 cmD.这列波的波速为 4.00 m/s解析：质点 P 开始振动时的方向沿 y 轴负方向,波源开始振动时的方向沿 y 轴负方向;此后一个周期内,质点 P 通过的路程为 4 个振幅,为 45 cm=20 cm;这列波的波长 8 cm,波速v= =4.00 m/s。 T答案：BD9.(2016温州八校联考)某横波在介质中沿 x 轴传播,图甲为 t=0.25 s 时的波形,图乙为 P点( x=1.5 m 处的质点)的振动图象,那么下列说法正确的是( )A.该波向右传播,速度为 2 m/sB.质点 L 与质点 N 的运动方向总相反C.t=0.75 s 时,质点 M 处于平衡位置,并正在往正方
9、向运动D.t=1.25 s 时,质点 K 向右运动了 2 m解析：波长为 4 m,周期 2 s,该波向右传播,波速为 2 m/s,故选项 A 正确;质点 L 与质点 N 相距半个波长,质点 L 与质点 N 的运动方向总相反,故选项 B 正确; t=0.75 s 时,质点 M 处于平衡位置,并正在往正方向运动,故选项 C 正确; t=1.25 s 时,质点 K 位于波谷,故选项 D 错误。答案：ABC10. 导学号 73884086- 5 -如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的 a、 b 两点相距 4.2 m,b 点在 a 点的右方,一列简谐波沿水平绳向右传播,波速为 20 m/s,波长大于 2
10、 m。某时刻 b 点达到波峰位置,而 a 点正处于平衡位置且向上运动,则这列波的周期可能是( )A.0.12 s B.0.28 s C.0.168 s D.0.84 s解析： a 点向上运动, b 点达到波峰且在 a 点的右方,满足这一条件的关系式为 x= (n+34)则 = m(n=0,1,2,3,)。当 n=0 时, 1=5.6 m,当 n=1 时, 2=2.4 m,波长只有这两个16.84n+3数值能满足波长大于 2 m 的条件。由 T= 得 T1=0.28 s,T2=0.12 s。 v答案：AB二、填空题(每小题 5 分,共 10 分)11.右图为某一简谐横波在 t=0 时刻的波形,由
11、此可知该波沿 传播,该时刻 a、 b、 c 三点中加速度最大的是 点;若从这一时刻开始,第一次最快回到平衡位置的是 点;若t=0.02 s 时,质点 c 第一次到达波谷处,则此波的波速为 m/s。 答案： x 轴正方向 c c 10012.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,在 t=0 时刻的完整波形如图所示。当 t=0.7 s 时, A 点第 4次位于波峰位置, B 点首次位于波谷位置,则再经过 s,A,B 又再次回到平衡位置,此时 A,B 相距 m。 解析：当 t=0.7 s 时, A 点第 4 次位于波峰位置,即 3 个半周期,由此可知,波的周期 T=0.2 s,再经 ,即 0.05 s,
12、A、 B 又再次回到平衡位置。由波动图象可知,波长为 20 m,当 B 点首次到达T4波谷时,可认为 A 点的振动通过 3 个半周期恰好传到 B 点,故 A、 B 相距的距离为 3 个半波长,即 70 m。答案：0 .05 70- 6 -三、计算题(共 4 小题,共 40 分)13.(8 分)下图为沿 x 轴向右传播的简谐横波在 t=1.2 s 时的波形,位于坐标原点处的观察者观测到在 4 s 内有 10 个完整的波经过该点。(1)求该波的波幅、频率、周期和波速;(2)画出平衡位置在 x 轴上 x=2 m 处的质点在 00.6 s 内的振动图象。解析：(1)该波的波幅 A=0.1 m,频率 f
13、= =2.5 Hz,周期 T= =0.4 s,波速 v=f= 5 m/s。nt 1f(2)如图所示答案：(1)0 .1 m 2.5 Hz 0.4 s 5 m/s (2)见解析14.(10 分)取一根柔软的弹性绳,将绳的右端固定在竖直墙壁上,绳的左端自由,使绳处于水平伸直状态,从绳的端点开始用彩笔每隔 0.50 m 标记一个点,依次记为 A、 B、 C、 D如图所示。现用振动装置拉着绳子的端点 A 沿竖直方向做简谐运动,若 A 点起振方向向上,经 0.1 s 第一次达正向最大位移,此时 C 点恰好开始起振,则(1)绳子形成的波是横波还是纵波?简要说明判断依据,并求波速为多大;(2)从 A 开始振
14、动,经多长时间 J 点第一次向下达到最大位移?(3)画出当 J 点第一次向下达到最大位移时的波形。解析：(1)绳子形成的波是横波,因为质点振动方向与波的传播方向垂直。由题意知,波的周期 T=0.4 s,波长为 = 4 m,所以波速 v= =10 m/s。 T(2)从 A 开始振动,设 J 点开始起振经过时间 t1,则 t1= =0.45 s,设 J 点向上起振XAJv=4.5m10m/s后经 t2时间第一次到负向最大位移,则 t2= T=0.3 s,所以 t=t1+t2=0.75 s。34- 7 -(3)波形如图所示。答案：(1)横波 质点振动方向与波的传播方向垂直 10 m/s (2)0.7
15、5 s (3)见解析15. 导学号 73884087(10 分)图甲为某一列简谐波 t=t0时刻的图象,图乙是这列波上 P 点从这一时刻起的振动图象,试讨论:(1)波的传播方向和波速大小;(2)画出经过 2.3 s 后波的图象, P 质点的位移和 P 质点运动的路程。解析：(1)根据振动图象可以判断 P 质点在 t=t0时刻在平衡位置且向负的最大位移运动,由此可确定波沿 x 轴正向传播。由 t=t0时该波的图象可知 = 2.0 m,根据 v=f ,波传播的频率与波源振动频率相同,而波源振动的频率与介质中各质点振动频率相同,由 P 质点的振动图象可知, f=Hz=2.5 Hz,所以 v=2.02
16、.5 m/s=5.0 m/s。1T= 10.4(2)由于 T=0.4 s,所以 2.3 s=5 T,波形重复 5 次再沿 x 轴推进 个波长,经过 2.3 s 后的34 34波的图象如图所示, P 质点的位移为 10 cm,路程 s=4A5+3A=23A=2.3 m。答案：(1)波沿 x 轴正向传播 5.0 m/s (2)图象见解析,位移为 10 cm,路程为 2.3 m16. 导学号 73884088(12 分)一列横波在 x 轴上传播, a、 b 是 x 轴上相距 sab=6 m 的两质点, t=0 时, b 点正好到达最高点,且 b 点到 x 轴的距离为 4 cm,而此时 a 点恰好经过
17、平衡位置向上运动。已知这列波的频率为 25 Hz。(1)求经过时间 1 s,a 质点运动的路程;(2)若 a、 b 在 x 轴上的距离大于一个波长,求该波的波速。- 8 -解析：(1)质点 a 一个周期运动的路程 s0=4A=0.16 m,1 s 内的周期数是 n= =25,1 s 内运动的1T路程 s=ns0=4 m。(2)波由 a 传向 b,则 sab= ,v=f= m/s(n=1,2,3,);波由 b 传向 a,则 sab=(n+34) 6004n+3 ,v=f= m/s(n=1,2,3,)。(n+14) 6004n+1答案：(1)4 m (2) m/s 或 m/s(n=1,2,3,)6004n+3 6004n+1
