1、1第 2 章 机械波章末检测(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分)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 A 选项对，B 选项错；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，C 错；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地消失，故D 选项错答
2、案 A2.图 1如图 1 所示，为一波源 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，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，同理在 B 处时间间隔长，
3、频率小，选项 C 错误，选项 D 正确2答案 AD3图 2 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( )图 2A只有 B只有C只有 D只有解析 题图中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射，题图中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射，题图中障碍物比波长大得多，不能发生明显衍射故正确答案为A.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 1.2m 的两点，从波到达其中一点开始计时，4s 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， v0.3m/sB方向由 B 向
4、 A， v0.3m/sC方向由 B 向 A， v1.5m/sD方向由 A 向 B， v1.5m/s解析 由于 4s 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 s0.4s， A、 B 在 4s 内完成的全振动相差 2 次，即 A、 B 间相距两个波长即4102 1.2m， 0.6m，所以 v 1.5m/s，故 C 对 T答案 C5如图 3 中 S1、 S2是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷则对 a、 b、 c 三点振动情况的下列判断中，正确的是( )3图 3A b 处的振动永远互相减弱B a 处永远是波峰与波峰相遇C
5、 b 处在该时刻是波谷与波谷相遇D c 处的振动永远互相减弱解析 b 处此刻是波谷和波谷相遇，位移为负的最大值，振动也是加强的，A 错，C 正确；a 处此刻是波峰与波峰相遇，过半个周期后变成波谷与波谷相遇，始终是振动加强的点，并非永远是波峰与波峰相遇的点，B 错； c 处此刻是波峰和波谷相遇，过半个周期后仍是波峰和波谷相遇，它的振动永远互相减弱，D 正确答案 CD6两个静止的声源，发出声波 1 和声波 2，在同种介质中传播，如图 4 所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法正确的是( )图 4A声波 1 与声波 2 的波速之比为 12B声波 1 与声波 2 的频率之比为 12C相对于同一障碍物，
6、声波 1 比声波 2 更容易发生明显的衍射现象D这两列波相遇时，不会产生干涉现象解析 由题图可知两声波的波长之比 ，因在同种介质中传播，波速相等，由 1 2 21v f ，得频率之比 ，A 错误，B 正确；波长越长，越容易发生明显的衍射现象，f1f2 2 1 12C 正确；因两列波的频率不同，所以这两列波相遇时不会产生干涉现象，D 正确答案 BCD7如图， t0 时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿 y 轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t0.6s 时波形的图是( )4解析 波源振动在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两
7、方向传播的简谐横波 t0.6s 时沿 x 轴正、负两方向各传播 1.5 个波长，且 t0.6s 时波源向 y 轴负方向运动，根据“同侧法”可判断出能够正确表示 t0.6s 时波形的图是 C.答案 C8一列简谐横波沿直线传播以波源 O 由平衡位置开始振动为计时零点，质点 A 的振动图象如图 5 所示，已知 O、 A 的平衡位置相距 0.9m以下判断正确的是( )图 5A波长为 1.2mB波源起振方向沿 y 轴正方向C波速大小为 0.4m/sD质点 A 的动能在 t4s 时最大解析 由 A 的振动图象可知， A 经过 3s 开始振动， OA 间距 0.9m，波速 v m/s0.3 xt 0.93m
8、/s，故 C 错；振动的周期 T4s，所以波长 vT0.34m1.2m，故 A 对；介质中质点的起振方向和波源的起振方向相同，由 A 质点的起振方向可以判断波源的起振方向为沿y 轴的正方向，故 B 对； t4s 时 A 距离平衡位置最远，速度最小，动能最小，故 D 错答案 AB9一列简谐波沿 x 轴传播， t0 时刻的波形如图 6 甲所示，此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是( )5图 6A沿 x 轴负方向，60m/s B沿 x 轴正方向，60 m/sC沿 x 轴负方向，30m/s D沿 x 轴正方向，30 m/s解析 题图甲中，根据“上下坡
9、”法可知波沿 x 轴负方向传播，B、D 错误由题图甲可知波长 24m，由题图乙可知周期 T0.4s，则波速 v m/s60 m/s，A 正确 T 240.4答案 A图 710一列简谐波沿直线水平向右传播，某时刻该直线上 a、 b 两质点的位置如图 7 所示若用实线表示 a 质点的振动图线，虚线表示 b 质点的振动图线，则正确的振动图象是( )解析 由波动图象得出在该时刻质点 a 在波峰，质点 b 在平衡位置速度为 y 轴负向，现在计时的振动图象没有四分之一周期时，质点 b 在波谷，质点 a 在平衡位置速度为 y 轴负向，现在计时的振动图象没有半周期时，质点 a 在波谷，质点 b 在平衡位置速度
10、为 y 轴正向，现在计时的振动图象没有四分之三周期时，质点 b 在波峰，质点 a 在平衡位置速度为 y 轴正向，现在计时的振动图象为 A.答案 A二、填空题(本题共 2 小题，共 10 分)11(5 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.图 8答案 x 轴正方向 c c 100612(5 分)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t0 时刻的完整波形如图 9 所示当t0.7s 时， A 点
11、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.图 9解析 当 t0.7s 时， A 点第 4 次位于波峰位置，即 t3 T，由此可知，波的周期12T0.2s，再经 ，即 0.05s， A、 B 又再次回到平衡位置由波动图象可知，波长为 20m，T4当 B 点首次到达波谷时，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 A 3 70m.B12答案 0.05 70三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分)13(8 分)取一根柔软的弹性绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，
12、绳的左端自由，使绳处于水平伸直状态从绳的左端点开始用彩笔每隔 0.5m 标记一个点，依次记为A、 B、 C、 D如图 10 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 0.1s 第一次达正向最大位移，此时 C 点恰好开始起振，则图 10(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图象解析 (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 T0.4s，波长为 4m，所以波速 v 10m/s
13、. T(2)从 A 开始振动，设 J 点开始起振经过时间 t1，则 t1 s0.45s，设 J 点向上xAJv 4.510起振后经 t2时间第一次到负向最大位移，则 t2 T0.3s，所以，所求时间34t t1 t20.75s.(3)波形图象如图所示7答案 (1)横波 质点振动方向与波的传播方向垂直 10m/s (2)0.75s (3)见解析图14(10 分)如图 11 甲所示，一根水平拉直的足够长的绳子，一端系于墙上，人拉住另一端 P，从 t0 时刻开始，沿竖直向下的方向使绳端 P 在竖直方向做简谐运动，经过 t5.75s 形成如图乙所示的部分波形， Q 是位于距 P 端 2m 的质点，此时
14、刻 Q 质点第 6 次到达波谷位置，求：图 11(1)绳波的波速；(2)写出 Q 质点简谐运动的表达式(从 Q 质点开始计时，不要求推导)解析 (1)由题可知，绳波的波长 4m设其周期为 T，波速为 v，则有： 5 T tT2 T4代入数据，解之得： T1s由 v 得： v4m/s T(2)由题知： A0.1m故 Q 质点简谐运动的表达式为： y0.1sin(2 t)m答案 (1)4m/s (2) y0.1sin(2 t)m15(10 分)如图 12 所示，甲为某一列简谐波 t t0时刻的波形图象，乙是这列波上 P 点从这一时刻起的振动图象，试讨论：图 12(1)波的传播方向和波速大小；(2)
15、画出经过 2.3s 后波的图象， P 质点的位移和 P 质点运动的路程解析 (1)根据振动图象乙可以判断 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时该波的图象甲可知 2.0m，又由题图乙得8T0.4s，所以 v m/s5.0 m/s. T 2.00.4(2)由于 T0.4s，所以 2.3s5 T，波形重复 5 次再沿 x 轴向右平移 个波长，经过 2.3s34 34后的波的图象如图所示， P 质点的位移为 10cm，路程 s4 A53 A23 A2.3m.答案 (1)波沿 x 轴正向传播 5.0m/s(2)图象见解析，位移为 10cm，
16、路程为 2.3m16(12 分)一列简谐横波 t1时刻的波形如图 13 中实线所示， t2时刻的波形如图中虚线所示，已知 t t2 t10.5s问：图 13(1)这列波的传播速度是多少？(2)若波向左传播，且 3T t4T，波速是多大？(3)若波速等于 68m/s，则波向哪个方向传播？解析 (1)有两组解：若波向右传播，传播距离 s ，又有 v 右(n14) m/s(16 n4) m/s(n0,1,2，)；若波向左传播，传播距离 ss t (n 14)80.5 ，又有 v 左 m/s(16 n12) m/s( n0,1,2，)(n34) s t (n 34)80.5(2)因波向左传播，且 3T t4T，则必有 3 s4 ，故 n3， v 左 (16 n12) m/s60 m/s.(3)因波速 v68m/s，所以 s v t680.5m34m ，故波沿 x 轴正方向传(414)播答案 (1)若波向右传播， v 右 (16 n4) m/s( n0,1,2，)若波向左传播， v 左 (16 n12) m/s( n0,1,2，)9(2)60m/s (3)沿 x 轴正方向传播
