第12章 机械波 章末检测试卷（含答案）

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1、章末检测章末检测 (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

2、致，故 B、C、D 均错 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，图 D 中障碍物与波长相 差不多，能发生明显衍射，图 A 中小孔比波长大得多，不能发生明显衍射，图 C 中障碍物比波长大得多，不能发生明显衍射故正确答案为 B、D. 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们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高这些物理

3、现象 分别属于波的( ) 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如图 1 所示为某一时刻简谐横波的波形，波的传播方向沿 x 轴负方向，则下 列说法中正确的是( ) 图 1 A在该时刻质点 C 正向上运动 B在该时刻 B、E 的位移相同 C在该时刻 D、F 的加

4、速度为零 D在振动过程中，质点 A、D 的振幅不相等 答案 B 解析 由微平移法可知，在该时刻质点 C 正向下运动，故 A 错；由题图可得， 在该时刻 B、E 的位移相同，故 B 对；此时刻 D、F 的加速度为最大，故 C 错； 振幅是指质点振动过程中偏离平衡位置的最大距离，所有质点的振幅一样大，故 D 错 5 在学校运动场上 50 m 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 5 m 的声波 一同学从该跑道的中 点出发，向某一段点缓慢行进 10 m在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱 的次数为( ) A2 B4 C6 D8 答案 B 解析

5、当同学到两个声源的间距为波长整数倍时， 振动加强， 听到声音是加强的， 故该同学从中间向一侧移动 0、 2.5 m、 5.0 m、 7.5 m、 10 m 时， 听到的声音变大； 当同学到两个声源的间距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 1.25 m、3.75 m、6.25 m、8.75 m 时，声音减弱故 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 6在均匀介质中，一列沿 x 轴正向传播的横波，其波源 O 在第一个周期内的振 动图象如图 2 所示，则该波在第一个周期末的波形图是( ) 图 2 答案 D 7(多选)一列波沿直线传播，

6、在某一时刻的波形图如图 3 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( ) 图 3 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，T0.08 s，波的频率 f 1 T12.5 Hz， B 错；波速 vf212.5 m/s25 m/s，C 对；质点 A 向

7、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 8(多选)一列波源在 x0 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 4 所示此时 x12 cm 处的质点 P 恰好开始振动则( ) 图 4 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 通过的路程为 8 cm D这列波的波速为 4.00 m/s 答案 BD 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，选项 A 错误，B 正确；此后一个周期内，质点 P 通过的路程为 4 个振

8、幅， 为 45 cm20 cm， 选项 C 错误； 这列波的波长为 8 cm， 波速 v T4.00 m/s， 选项 D 正确 9(多选)某横波在介质中沿 x 轴传播，图 5 甲为 t0.25 s 时的波形图，图乙为 质点 P(x1.5 m 处的质点)的振动图象，那么下列说法正确的是( ) 图 5 A该波向右传播，速度为 2 m/s B质点 L 与质点 N 的运动方向总是相反 Ct0.75 s 时，质点 M 处于平衡位置，并正在向正方向运动 Dt1.25 s 时，质点 K 向右运动了 2 m 答案 ABC 解析 波长为 4 m，周期为 2 s，该波向右传播，波速为 2 m/s，选项 A 正确；

9、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；t0.75 s 时，质 点 M 处于平衡位置，并正在向正方向运动，选项 C 正确；质点不随波迁移，选 项 D 错误 10如图 6 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 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( ) 图 6 A0.12 s B0.28 s C0.168 s D0.84 s 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

10、条件的关系式为 x n3 4 (n0,1,2，3)，则 16.8 4n3 m当 n0 时，15.6 m，当 n1 时，22.4 m波长只有这两个数值能满足大于 2 m 的条件由 T v，解得 T1 0.28 s，T20.12 s. 二、填空题(本题共 2 小题，共 10 分) 11(4 分)如图 7 所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同实 线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷a、b、c、d 四点中振动减弱 的点为_，经四分之一周期，不在平衡位置的点为_ 图 7 答案 a d 解析 由题图知，a 点是两列波的波峰与波谷相遇处，是振动减弱点；图示时刻 d 质点不在波峰或波谷

11、，经四分之一周期后不在平衡位置；a 是振动减弱点，处 于平衡位置不动；b 在波峰，经四分之一周期运动到平衡位置；c 在波谷，四分 之一周期后运动到平衡位置 12(6 分)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，图 8 甲是波传播到 x5 m 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 x 10 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 8 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 的振动方向向下，故 Q 点开始振动的方向沿 y

12、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 点第一次出现波峰的时间，则 tx v 8 1 s8 s. 三、计算题(本题共 4 小题，共 40 分) 13(8 分)图 9 为一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点 P 的振动周期为 0.4 s求该波的波速并判断 P 点此时的振动方向 图 9 答案 2.5 m/s 沿 y 轴正方向 解析 由波形图可知，波长 1.0 m，则波速为 v T2.5 m/s

13、由波的传播方向和质点振动方向可知，P 点的振动方向沿 y 轴正方向 14(10 分)一列简谐横波在 t10 时刻的波形图如图 10 所示，已知该波沿 x 轴正 方向传播，在 t20.7 s 末时，质点 P 刚好第二次出现波峰，求： 图 10 (1)波速 v； (2)x6 m 处的 Q 点第一次出现波谷的时刻 t3. 解析 (1)由波形图可直接读出波长 2 m 根据带动法可判断 t10 时刻 P 质点 应向 y 轴负方向运动由题意可知 t2t17 4T，即 0.7 s 7 4T，则 T0.4 s根据 v T得 v 2 0.4 m/s5 m/s. (2)根据波形平移法， t10 时刻 x2 m 的

14、质点第一次到达波谷， 到 t3时刻波谷沿 波的传播方向平移至 x6 m 的 Q 质点处，此时 Q 质点第一次出现波谷，由 x vt 得 t362 5 s0.8 s. 答案 (1)5 m/s (2)0.8 s 15(10 分)如图 11 甲所示，为某一列简谐波 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 11 (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)波沿 x 轴正向传播 5.0 m/s (2)图象见解析图 位移为 10 cm， 路程为 2.3 m 解析 (1)根据振动图象可以判断：

15、P 质点在 tt0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 轴正向传播 由 tt0时该波的图象可知 2.0 m， 根据 vf，f1 T 1 0.4 Hz2.5 Hz，所以 v2.02.5 m/s5.0 m/s. (2)由于 T0.4 s，所以 2.3 s53 4T，波形重复 5 次再沿 x 轴推进 3 4个波长，经过 2.3 s 后的波的图象如图所示，P 质点的位移为 10 cm，路程 s4A53A23A 2.3 m. 16(12 分)一列横波在 x 轴上传播，a、b 是 x 轴上相距 sab6 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 答案 (1)4 m (2)见解析 解析 (1)a质点一个周期内运动的路程s04A0.16 m， 1 s内的周期数是n1 T 25,1 s 内运动的路程 sns04 m. (2)若波由 a 传向 b，sab n3 4 ，vf 600 4n3 m/s(n1,2,3，)； 若波由 b 传向 a，sab n1 4 ，vf 600 4n1 m/s(n1,2,3，)