1、1第二章 机械波章末检测试卷(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分)1.以下对机械波的认识正确的是( )A.形成机械波一定要有波源和介质B.波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动答案 A解析 波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故 A 正确.简谐运动形成的波在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致
2、，故 B、C、D 均错误.2.(多选)下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(图 A、B)或障碍物(图 C、D)，其中能发生明显衍射现象的有( )答案 BD解析 图 B 中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射现象，图 D 中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射现象，图 A 中小孔比波长大得多，不能发生明显衍射现象，图 C 中障碍物比波长大得多，不能发生明显衍射现象.3.下列物理现象：(1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人” ；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我2们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分
3、别属于波的( )A.反射、衍射、干涉、多普勒效应 B.折射、衍射、多普勒效应、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效应 D.衍射、折射、干涉、多普勒效应答案 A解析 在春天里一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应.4.取一条较长的软绳，用手握住一端( O 点)连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波.已知O 点完成一次全振动所用的时间为 T，某一时刻的波形如图 1 所示，绳上 a、 b 两点均处于平衡位置.下列说法正确的是( )
4、图 1A.a、 b 两点间的距离等于一个波长B.a、 b 两点振动方向相同C.再经 ， b 质点将运动到波峰位置T4D.再经 ， a 质点将运动到 b 质点位置T2答案 C解析 由题图可知， a、 b 两点间的距离一定小于一个波长，故 A 错误；根据波的传播规律利用带动法可知， a 点向下运动，而 b 点向上运动，故 B 错误； b 在平衡位置向上运动，所以再经 ， b 质点将运动到波峰位置，故 C 正确；质点只在平衡位置上下振动，不会随波迁T4移，故 D 错误.5.一列沿 x 轴传播的简谐横波，波速为 10m/s，在 t0 时刻的波形图线如图 2 所示，此时x1.0m 处的质点正在向 y 轴
5、负方向运动，则( )图 23A.此波一定沿 x 轴正方向传播B.x1.0m 处的质点做简谐运动的周期为 0.20sC.t0 时刻 x1.5m 处的质点具有最大速度D.再经 1.0s， x1.5m 处的质点通过的路程为 10m答案 B解析 此时 x1.0 m 处的质点正在向 y 轴负方向运动，则该波向 x 轴负方向传播，故 A 错误；在波的传播方向上，各点的运动周期是相等的，由题图知波长是 2.0 m，则 T vs0.20 s，故 B 正确； t0 时刻 x1.5 m 处的质点处在负方向的最大位移处，所以2.010速度是 0，故 C 错误；再经 1.0 s，经历了 n 5 个周期，质点在一个周期
6、内的tT 1.0 s0.20 s路程等于 4 个振幅， x1.5 m 处的质点通过的路程为 s 54A200.02 m0.4 m，故D 错误.6.在学校运动场上 50m 直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为 5m 的声波.一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进 10m.在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )A.2B.4C.6D.8答案 B解析 当同学到两个声源的间距之差为波长整数倍时，振动加强，听到的声音是加强的，故该同学从中间向一侧移动 0、2.5m、5.0m、7.5m、10m 时，听到的声音强；当同学到两个声源的间距之差
7、为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的，故该同学从中间向一侧移动 1.25m、3.75m、6.25m、8.75m 时，听到的声音弱.故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为 4 次.7.(多选)两列简谐横波的振幅都是 20cm，传播速度大小相同.实线波的频率为 2Hz，沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 x 轴负方向传播.某时刻两列波在如图 3 所示区域相遇.则( )图 3A.在相遇区域会发生干涉现象4B.实线波和虚线波的频率之比为 32C.平衡位置为 x6m 处的质点此刻速度为零D.平衡位置为 x8.5m 处的质点此刻位移 y20cmE.从图示时刻起再经过 0.25s，
8、平衡位置为 x5m 处的质点的位移 y20cm，D 项正确； v 实 v 虚 实 f 实 8m/s，经 0.25s 波传播的距离 s80.25m2m，再结合题图分析可知，E 项正确.8.平衡位置处于坐标原点的波源 S 在 y 轴上振动，产生频率为 50Hz 的简谐横波向 x 轴正、负两个方向传播，波速均为 100m/s.平衡位置在 x 轴上的 P、 Q 两个质点随波源振动着，P、 Q 的 x 轴坐标分别为 xP3.5m、 xQ3m.当 S 位移为负且向 y 方向运动时， P、 Q 两质点的( )A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方
9、向相反、速度方向相同答案 D解析 由题意可知，此波的波长为 m2m， xP3.5m ，当波源位移为vf 10050 34负且向 y 方向运动时， P 质点位移为负，速度沿 y 方向；| xQ|3m ，故 Q 质点 2位移为正，速度沿 y 方向，故 D 正确.9.(多选)一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图 4 所示，坐标原点处质点位于波峰，质点 A 的位置与坐标原点相距 0.5m，此时质点 A 沿 y 轴正方向运动，再经过 0.02s 第一次到达波峰，由此可见( )图 4A.这列波的波长是 2m5B.这列波的频率是 50HzC.这列波的波速是 25m/sD.这列波的传播方向是沿 x 轴的负
10、方向答案 ACD解析 质点 A 的位置距原点 0.5m，即 0.5m， 2m，A 对；质点 A 向 y 轴正方向振动 4经 0.02s 第一次到达波峰，即 0.02s， T0.08s，波的频率 f 12.5Hz，B 错；波速T4 1Tv f 212.5m/s25 m/s，C 对；质点 A 向上振动，根据“上下坡法”可以确定该波向 x 轴负方向传播，D 对.10.质点以坐标原点 O 为中心位置在 y 轴上做简谐运动，其振动图像如图 5 所示，振动在介质中产生的简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速为 1.0m/s.0.3s 后，此质点立即停止运动，再经过 0.1s 后的波形图为( )图 5答案 C解
11、析 简谐横波沿 x 轴正方向传播，波源停止振动后，波将继续在介质中匀速传播，0.4 s 内简谐横波在介质中传播的总距离为 x vt0.4 m，即 0.4 s 时， x 轴上 0.4 m 处的质点刚好起振，由振动图像可知其振动方向沿 y 轴正方向，故 C 选项描述的波形图正确.11.(多选)某横波在介质中沿 x 轴传播，图 6 甲为 t0.25s 时的波形图，图乙为质点P(x1.5m 处的质点)的振动图像，那么下列说法正确的是( )6图 6A.该波向右传播，速度为 2m/sB.质点 L 与质点 N 的运动方向总是相反C.t0.75s 时，质点 M 处于平衡位置，并正在向 y 轴正方向运动D.t1
12、.25s 时，质点 K 向右运动了 2m答案 ABC解析 由题图可知波长为 4m，周期为 2s，该波向右传播，波速为 2m/s，选项 A 正确；质点 L 与质点 N 相距半个波长，运动方向总相反，选项 B 正确； t0.75s 时，质点 M 处于平衡位置，并正在向 y 轴正方向运动，选项 C 正确；质点不随波迁移，选项 D 错误.12.(多选)如图 7 所示，一根张紧的水平弹性长绳上的 a、 b 两点相距 4.2m， b 点在 a 点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，波速为 20m/s，波长大于 2m.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( )
13、图 7A.0.12sB.0.28sC.0.168sD.0.84s答案 AB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 (n0,1,2，)，则 m(n0,1,2，).当 n0 时， 15.6m，当(n34) 16.84n 3n1 时， 22.4m.波长只有这两个数值能满足大于 2m 的条件.由 T ，解得 vT10.28s， T20.12s.二、填空题(本题共 2 小题，共 20 分)13.(10 分)图 8 为某一简谐横波在 t0 时刻的波形图，由此可知该波沿_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
14、位置的是_点，若 t0.02s 时，质点 c 第一次到达波谷处，则此波的波速为_m/s.7图 8答案 x 轴正方向 c c 10014.(10 分)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，图 9 甲是波传播到 x5m 处的 M 点时的波形图，图乙是质点 N(x3m)从此时刻开始计时的振动图像， Q 是位于 x10m 处的质点，则 Q点开始振动时，振动方向沿 y 轴_方向(填“正”或“负”)；经过_s， Q 点第一次到达波峰.图 9答案 负 8解析 题图甲所示的波形为波刚传到 M 点的波形，由题图甲可知，此时质点 M 的振动方向沿 y 轴负方向，故 Q 点开始振动的方向沿 y 轴负方向.由题图甲可知波
15、长 4m，由题图乙可知周期 T4s，所以波速 v 1m/s.由题图甲可知，最前面的波峰距 Q 点的距离 T x8m，故最前面的波峰传播到 Q 点，也就是 Q 点第一次出现波峰的时间，则t 8s. xv三、计算题(本题共 3 小题，共 32 分)15.(10 分)平衡位置位于原点 O 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平 x 轴传播，P、 Q 为 x 轴上的两个点(均位于 x 轴正方向)， P 与 O 的距离为 35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间.已知波源自 t0 时由平衡位置开始向上振动，周期 T1s，振幅 A5cm.当波传到 P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过 5s，平衡位
16、置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置.求：(1)P、 Q 间的距离；(2)从 t0 开始到平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程.答案 (1)133cm (2)125cm解析 (1)由题意， O、 P 两点间的距离与波长 之间满足 OP 35cm54解得 28cm8波速为 v 28cm/s T在 5s 的时间间隔内，波传播的距离为 s285cm140cm由题意有 s PQ 4解得 PQ133cm(2)Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为 t5s T2554 T4波源从平衡位置开始运动，每经过 ，波源运动的路程为 A.T4故 t时间内，波源运动的路
17、程为 s25 A125cm.16.(10 分)如图 10 甲所示为某一列简谐波在 t t0时刻的图像，图乙是这列波上 P 质点从这一时刻起的振动图像，试讨论：图 10(1)波的传播方向和波速大小；(2)画出经过 2.3s 后波的图像，并求出 P 质点的位移和运动的路程.答案 (1)沿 x 轴正方向传播 5m/s (2)见解析图 位移为 10cm 路程为 2.3m解析 (1)根据振动图像可以判断： P 质点在 t t0时刻在平衡位置且向负的最大位移处运动，由此可确定波沿 x 轴正方向传播.由题图甲知 2m，由题图乙知 T0.4s，则 v m/s5 m/s. T 20.4(2)由于 T0.4s，所
18、以 2.3s5 T，波形重复 5 次再沿 x 轴推进 个波长，经过 2.3s 后的34 34波的图像如图所示， P 质点的位移为 10cm，路程 s4 A53 A23 A2.3m.17.(12 分)一列横波在 x 轴上传播，各质点在竖直方向上振动， a、 b 是 x 轴上相距 sab6m的两质点， t0 时， b 质点正好到达最高点，且 b 质点到 x 轴的距离为 4cm，而此时 a 质点恰好经过平衡位置向上运动.已知这列波的频率为 25Hz.9(1)求经过时间 1s， 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，求该波的波速大小.答案 见解析解析 (1) a 质点一个周期内运动的路程 s04 A0.16m，1s 内的周期数是 n 25,1s 内1T运动的路程 s ns04m.(2)若波由 a 传向 b， sab ， v f m/s(n1,2,3，)；(n34) 6004n 3若波由 b 传向 a， sab ， v f m/s(n1,2,3，).(n14) 6004n 1
