第12章 机械波 单元检测试卷（含答案）

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1、章末检测试卷章末检测试卷(第十二章第十二章) (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

2、， 而且各质点的振动步调不一致， 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故选 B、D. 3(2018 吉林八校联考高二下学期期中)下列关于机械波的说法中，正确的是( ) A发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 B产生多普勒效应的原因

3、是波源频率发生了变化 C在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于波长 D某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 答案 A 解析 发生干涉现象时，介质中振动加强点振幅最大，减弱点振幅最小，若两列波的振幅相 等，减弱点的振幅可能为零，故 A 正确；产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变 化，使观察者接收的频率发生了变化，但波源频率并不改变，故 B 错误；质点简谐振动时， 一个周期内通过的路程是振幅的 4 倍，与波长无关，故 C 错误；波速由介质决定，频率由波 源决定，当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故 D 错误 4 (2018 沈阳市郊联体高二上学期期末)

4、近年来我国的航空事业迅速发展， 战机的超音速飞行 已十分普遍当战机在上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门 窗的剧烈颤动这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声 波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时发出的巨大响声，称为音爆音 障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( ) A音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱 B敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音 C火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低 D在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话 答案 C 解析 音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故

5、 A 错误； 敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故 B 错误；火车进 站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调变低表示远离，音调变高表示靠近，该现象与 音障的形成类似，故 C 正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍 射现象，故 D 错误 5(2017 天津卷)手持较长软绳端点 O 以周期 T 在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他 质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意图如图 1.绳上有另一质点 P，且 O、P 的平衡位置 间距为 L.t0 时，O 位于最高点，P 的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的 是( ) 图 1 A该简谐波是

6、纵波 B该简谐波的最大波长为 2L CtT 8时，P 在平衡位置上方 Dt3T 8 时，P 的速度方向竖直向上 答案 C 解析 绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向和质点的振 动方向在同一直线上，故 A 错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方 向竖直向上的质点与 O 点的距离应为 L n1 4 ，其中 n0、1、2，波长 L n1 4 ，可 知当 n0 时波长有最大值， 最大值为 m4L， 故 B 错误； 0T 4内 P 由平衡位置振动到波峰， T 4 T 2内 P 由波峰回到平衡位置，可知 t T 8时 P 在平衡位置上方向上振动，t 3T 8

7、时 P 在平衡 位置上方向下振动，故 C 正确，D 错误 6(多选)一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图 2 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 0.5 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( ) 图 2 A这列波的波长是 2 m B这列波的频率是 50 Hz C这列波的波速是 25 m/s D这列波的传播方向是沿 x 轴的负方向 答案 ACD 解析 质点 A 的位置距原点 0.5 m，即 40.5 m，2 m，A 对；质点 A 向上振动经 0.02 s 第一次到达波峰，即T 40.02 s，波的周期 T0.

8、08 s，波的频率 f 1 T12.5 Hz，B 错；波速 v f212.5 m/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 7质点以坐标原点 O 为中心位置在 y 轴上做简谐运动，其振动图象如图 3 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 1.0 m/s.0.3 s 后，此质点立即停止运动，再 经过 0.1 s 后的波形图为( ) 图 3 答案 C 解析 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 xvt0.4 m，即 0.4 s 时，

9、x 轴上 x0.4 m 处的质点刚好 起振，由振动图象可知其起振方向沿 y 轴正方向，故 C 选项描述的波形图正确 8(多选)(2018 沈阳铁路实验中学高二下学期期中)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t 时刻 波形图如图 4 实线所示，此时波刚好传到 P 点，t0.6 s 时刻的波形如图中虚线所示，a、b、 c、P、Q 是介质中的质点，则下列说法正确的是( ) 图 4 A这列波的波速可能是 50 m/s B质点 a 在这段时间内通过的路程一定小于 30 cm C质点 c 在这段时间内通过的路程可能为 60 cm D若周期 T0.8 s，则在 t0.8 s 时刻，质点 Q 速度最大 答案 A

10、C 解析 由题图波形图可知波长 40 m， 且 0.6 snT3 4T(n0,1,2， )， 解得周期 T 2.4 4n3 s(n 0,1,2，)，当 n0 时，T0.8 s，波速 v T50 m/s，选项 A 正确；质点 a 在平衡位置 上下振动，振动时间为(n3 4)T(n0,1,2，)，通过路程 x(n 3 4)4A，当 n0 时，x 最小 3 44A30 cm，故 a 在这段时间通过的路程一定不小于 30 cm，选项 B 错误；若 n1，则 T 12 35 s， 波传播到 c 点所用时间为 1 4T,0.6 s 7T 4 ， 则 0.6 s 内质点 c 振动的时间为7 4T 1 4T

11、3 2T， 故在这段时间内质点 c 通过的路程为 6A60 cm， 选项 C 正确； 若 T0.8 s， 在 t0.8 s 时刻， 质点 Q 位于正向最大位移处，速度为零，选项 D 错误 9(多选)(2016 全国卷)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 1.8 m/s 的速率向着 海滩传播， 但他并不向海滩靠近 该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间 隔为 15 s下列说法正确的是( ) A水面波是一种机械波 B该水面波的频率为 6 Hz C该水面波的波长为 3 m D水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波

12、传播时振动的质点并不随波迁移 答案 ACE 解析 水面波是机械振动在水面上的传播，是一种典型的机械波，A 对；从第一个波峰到第十 个波峰中经历了九个波形， 时间间隔为 15 s， 所以其振动周期为 T15 9 s5 3 s， 频率为 0.6 Hz， B 错；其波长 vT1.85 3 m3 m，C 对；波中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能 量会随着波的向前传播而传递出去，D 错，E 对 10(多选)两列简谐横波的振幅都是 20 cm，传播速度大小相同实线波的频率为 2 Hz，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 5 所示区域相遇则( ) 图 5 A在相遇区域会发

13、生干涉现象 B实线波和虚线波的频率之比为 32 C平衡位置为 x6 m 处的质点此刻速度为零 D平衡位置为 x8.5 m 处的质点此刻位移 y20 cm E从图示时刻起再经过 0.25 s，平衡位置为 x5 m 处的质点的位移 y20 cm，D 项正确；v实v虚实f实8 m/s，经 0.25 s 波传播的距离 s80.25 m 2 m，再结合题图分析可知，E 项正确 11.(多选)(2016 全国卷)由波源 S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播波源振动的 频率为 20 Hz，波速为 16 m/s.已知介质中 P、Q 两质点位于波源 S 的两侧，且 P、Q 和 S 的 平衡位置在一条直线上

14、， P、 Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、 14.6 m P、 Q 开始振动后，下列判断正确的是( ) AP、Q 两质点运动的方向始终相同 BP、Q 两质点运动的方向始终相反 C当 S 恰好通过平衡位置时，P、Q 两点也正好通过平衡位置 D当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰 E当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 在波峰 答案 BDE 解析 根据题意可得 T 1 20 s0.05 s，波速 v16 m/s，故波长为 vT0.8 m，找 P 点关 于 S 点的对称点 P，根据对称性可知 P和 P 的振动情况完全相同，P、Q 两点相距 x (15.8 0.8

15、14.6 0.8 )3 2，为半波长的整数倍，P、Q 两点振动方向始终相反，即 P、Q 两点振 动方向始终相反，A 错误，B 正确；P 点距离 S 点 x193 4，当 S 恰好通过平衡位置向上运动 时，P 点在波峰，同理 Q 点相距 S 点 x181 4，当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 点 在波峰，D、E 正确，C 错误 12(多选)一列简谐横波，某时刻的波形如图 6 甲所示，P、Q、M 为该横波上的三个质点， 各自的横坐标位置分别为 x6 m、x10 m、x15 m，从该时刻开始计时，波上 M 质点的振 动图象如图乙所示，则下列说法正确的是( ) 图 6 A该波波速是 25 m/s

16、，传播方向沿 x 轴负方向 B若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为 2.5 Hz C若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比 20 m 大很多 D从该时刻起，再经过 0.4 s 质点 Q 通过的路程为 4 m E从该时刻起，质点 Q 将比质点 P 先回到平衡位置 答案 ADE 解析 因 t0 时刻 M 点在平衡位置向上振动， 可知波传播方向沿 x 轴负方向， 选项 A 正确； 该波周期 T0.8 s，波的频率 f1 T1.25 Hz，若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现 象，则该波所遇到的波的频率为 1.25 Hz，选项 B 错误；该波波长

17、 20 m，则若该波能发生 明显的衍射现象， 则该波所遇到的障碍物尺寸约为 20 m 或小于 20 m， 选项 C 错误； 0.4 s1 2T， 从该时刻起，再经过 0.4 s 质点 Q 通过的路程为 2A4 m，选项 D 正确；该时刻 Q 点在最低 点向上振动，而 P 点在题图所示位置向下振动，则从该时刻起，质点 Q 将比质点 P 先回到平 衡位置，选项 E 正确 二、非选择题(本题共 6 小题，共 52 分) 13 (4 分)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播， 图 7 甲是波传播到 x5 m 处的 M 点时的波形图， 图乙是质点 N(x3 m)从此时刻开始计时的振动图象，Q 是位于 x10

18、 m 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 7 答案 负 8(每空 2 分) 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 向下，故 Q 点开始振动的方向沿 y 轴负方向由题图甲可以看出波长 4 m，由题图乙可以 看出周期 T4 s，所以波速 v T 4 4 m/s1 m/s.由题图甲还可以看出，最前面的波峰距 Q 点的距离 x8 m，故最前面的波峰传播到 Q 点，也就是 Q 点第一次到达波峰的时间，则 t x v 8 1 s8 s. 14(8 分)图 8 为某一简谐横波

19、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 t0.02 s 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 100(每空 2 分) 15(9 分)(2018 资阳中学高二下学期期中考试)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 轴正向)，P 与 O 的距离为 35 cm， 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 T1

20、 s，振幅 A5 cm.当波传到 P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过 5 s，平 衡位置在 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)133 cm (2)125 cm 解析 (1)由题意，O、P 两点间的距离与波长 之间满足 OP5 435 cm(1 分) 解得 28 cm(1 分) 波速为 v T0.28 m/s(1 分) 在 5 s 的时间间隔内，波传播的距离为 xvt1.4 m140 cm(1 分) 由题意有 xPQ 4(1 分) 解得 PQ133 c

21、m(1 分) (2)Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源振动的时间为 t1OQ v 1 4T6T T 4(2 分) 波源从平衡位置开始运动，每经过T 4，波源振动的路程为 A， 故 t1时间内，波源振动的路程为 s25A125 cm.(1 分) 16(10 分)如图 9 甲所示，为某一列简谐横波在 tt0时刻的图象，图乙是这列波上 P 质点从 这一时刻起的振动图象，试讨论： 图 9 (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，并求出 P 质点的位移和运动的路程 答案 (1)沿 x 轴正向传播 5 m/s (2)见解析图 位移为 10 cm 路程为 2.3 m 解析

22、 (1)根据题图振动图象可以判断：P 质点在 tt0时刻在平衡位置且向负方向运动，由此 可确定波沿 x 轴正向传播(1 分) 由题图甲知该波波长 2 m，由题图乙知 T0.4 s，(1 分) 则 v T 2 0.4 m/s5 m/s.(2 分) (2)由于 T0.4 s，所以 2.3 s53 4T，(1 分) 波形重复 5 次再沿 x 轴前进3 4个波长，故经过 2.3 s 后的波的图象如图所示， (3 分) P 质点的位移为 x0.1 m10 cm，路程 s4A53A23A2.3 m(2 分) 17(10 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 sab

23、6 m 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 4 cm，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 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，求该波的波速大小 答案 见解析 解析 (1)a 质点一个周期内运动的路程 s04A0.16 m(2 分) 1 s 内的周期数是 n1 T25,1 s 内运动的路程 sns04 m(2 分) (2)若波由 a 传向 b，sab n3 4 ，vf 600 4n3 m/s(n1,2,3，)；(3 分) 若波由 b 传向 a，sab n1

24、 4 ，vf 600 4n1 m/s(n1,2,3，)(3 分) 18 (11 分)一列在介质中沿 x 轴负方向传播的简谐横波， 在 t0 时刻的波形图如图 10 所示， 此时坐标为(1 cm,0)的质点 A 刚好开始振动在 t11.4 s 时刻，位于坐标(3 cm,0)处的质点 P 恰好第三次(从质点 P 起振算起)到达波峰质点 Q 的坐标是(2.5 cm,0)求： 图 10 (1)这列波的传播速度； (2)试推导从 t0 时刻开始，质点 Q 的位移 y 随时间 t 变化的表达式 答案 (1)5 cm/s (2)当 t0.7 s 时，y2sin 5 2 (t0.7) cm；当 t0.7 s 时，y0. 解析 (1)t0 时刻，P 向下振动，此前 P 已经到过一次波峰，根据题意，有： t1T3 4T(1 分) 解得：周期 T0.8 s(1 分) 由题图可知波长 4 cm(1 分) 根据波速 v T，解得 v5 cm/s(1 分) (2)由题图可知，振幅 A2 cm(1 分) Q 的起振时刻为 t2QA v 0.7 s(1 分) Q 的振动方程 yAsin 2 T (tt2)(2 分) 代入数据得：当 t0.7 s 时，y2sin 5 2 (t0.7) cm(2 分) 当 t0.7 s 时，y0.(1 分)