2012高中物理 第十二章机械波39单元测试 新人教版选修3-4

《机械波》单元检测题一、单选题1.一列简谐横波以10 m/s的速度沿x轴正方向传播，t＝0时刻这列波的波形如图所示．则a质点的振动图象为( )A． B． C． D．2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )A．v变小，a变大 B．v变小，a变小C．v变大，a变大 D．v变大，a变小3.如图所示，MN是足够长的湖岸，S1和S2是湖面上两个振动情况完全相同的波源，它们激起的水波波长为2 m，S1S2＝5 m，且S1与S2的连线与湖岸平行，到岸边的垂直距离为6 m，则岸边始终平静的地方共有( )A． 2处 B． 3处 C． 4处 D．无数处4.一列简谐横波向右传播，波速为v.沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图所示．某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷．则t的可能值( )．A． 1个 B． 2个 C． 3个 D． 4个5.下列四种声现象，哪一种是声波的干涉( )A．在门窗关闭的屋里说话，听起来比在旷野里响B．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声C．环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化D．将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一只音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听见未被敲击的音叉发出了声音6.如图所示，呈水平状态的弹性绳，右端在竖直方向上做周期为0.4 s的振动，设t ＝0时右端开始向上振动(如图)，则在t＝0.5 s时刻绳上的波形可能是下图中的( )A． B． C． D．7.一根弹性长绳沿x轴放置，左端点位于坐标原点，A点和B点分别是绳上x1＝2 m、x＝5 m处的质点．用手握住绳的左端，当t＝0时使手开始沿y轴做简谐振动，在t 2＝0.5 s时，绳上形成如图所示的波形．下列说法中正确的是( )A．此列波的波长为1 m，波速为4 m/sB．此列波为横波，左端点开始时先向上运动C．当t＝2.5 s时，质点B开始振动D．在t＝3.5 s后，A、B两点的振动情况总相同8.如图甲为一列简谐横波在t＝0时的波形图，P是平衡位置在x＝1 cm处的质点，Q 是平衡位置在x＝4 cm处的质点．乙图为质点Q的振动图象．则( )'A．t＝0.3 s时，质点Q的加速度达到正向最大B．波的传播速度为20 m/sC．波的传播方向沿x轴负方向D．t＝0.7 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向9.如图甲所示，O点为振源，OP＝s，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，如图乙为P点从t1时刻开始沿y轴正方向开始振动的振动图象，则以下说法错误的是( )A．t＝0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向B．t2时刻P点振动速度最大，方向沿y轴负方向C．该波与另一频率为Hz的同类波叠加能产生稳定的干涉现象D．某障碍物的尺寸为(t2－t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象10.如图P1、P2是两个频率相同、同相振动的波源，产生两列波，O点是P1、P2连线的中点，A、B、C、D是距O点均为半个波长的四个点，有关A、B、C、D四点的振动，下列说法正确的是( )A．A、B两点是振动减弱点，C、D两点是振动加强点B．A、B两点是振动加强点，C、D两点是振动减弱点C．A、B、C、D四点均为振动加强点D．A、B、C、D四点均为振动减弱点11.一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，在t与t＋0.4 s两时刻在x轴上－3 m～＋3 m的区间内的波形图恰好重叠，则下列说法正确的是( )A．质点振动的最小周期为0.4B．该波最大波速为10 m/sC．从t时刻开始计时，x＝2 m处的质点比x＝2.5 m处的质点先回到平衡位置D．在t＋0.2 s时刻，x＝2 m处的质点位移一定为a12.如图为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由O点从左向右传播的图象，屏上每一小格长度为1 cm.在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示．因为显示屏的局部故障，造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)．此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t ＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，下列判断错误的是( )A．该波的振幅为10 cmB．该波的波长为12 cmC．该波的周期为2 sD．在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰二、多选题13. 如图，沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，一列横波以 1 m/s的速度水平向右传播，t＝0时到达质点a，a 开始由平衡位置向上运动，t＝1 s时，质点a第一次到达最高点，则在4 s＜t＜5 s 这段时间内( )A．质点c的加速度逐渐增大B．质点a的速度逐渐增大C．质点d向下运动D．质点f保持静止14. 当两列水波发生干涉时，若两列波的波峰在P点相遇，则下列说法中正确的是( )A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振动始终是减弱的C．质点P振动的振幅最大D．质点P振动的位移有时为015. 一列在竖直方向上振动的简谐波沿水平的x轴正方向传播，振幅为20 cm，周期为4×10－2s．现沿x轴任意取五个相邻的点P1、P2、P3、P4、P5，它们在某一时刻离开平衡位置的位移都向上，大小都为10 cm.则在此时刻，P1、P2、P3、P4四点可能的运动方向是( )A．P1向下，P2向上，P3向下，P4向上B．P1向上，P2向下，P3向上，P4向下C．P1向下，P2向下，P3向上，P4向上D．P1向上，P2向上，P3向上，P4向上16. 如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，P质点的横坐标x＝1.20 m．从图中状态开始计时，则下列说法正确的是( )A．简谐横波的频率为2.5 HzB．经过1.6 s，P点第一次到达波谷C．P点刚开始振动的方向沿y轴负方向D．直到P点第一次到达波峰时，x＝0.06 m处的质点经过的路程为95 cm17. 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是( )A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅三、计算题18.某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200 μs后收到反射波；隔0.8 s后再发出一个脉冲，经198 μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c＝3×108m/s，求飞机的飞行速度v.19.如图所示，A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d＝1 m的五个质点，一简谐横波以5 m/s的水平速度向右传播，t＝0时刻到达质点A且A开始向上振动，其振动周期为0.4 s，试求：(1)该简谐波的波长；(2)自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间．20.平衡位置位于原点O的波源发出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t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1 s，振幅A＝5 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之间的距离．(2)从t＝0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路程．答案解析1.【答案】D【解析】a点此时正向y轴负方向运动，排除A、B，由于周期T＝＝＝0.4 s，故D正确．2.【答案】D【解析】从波的图象可以判断此时P点向上运动，正靠近平衡位置，做加速度逐渐减小的加速运动，故D项正确．3.【答案】C【解析】当空间某点到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时，振动始终减弱；水波的波长为 2 m，S1S2＝5 m，当到两个波源的路程差为 1 m、3 m、5 m时，振动减弱；路程差为1 m是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为3 m是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为5 m是以S1为起点向左的射线和以S2为起点向右的射线，与岸边无交点；路程差不可能大于S1S2＝5 m；由上分析可知，岸边始终平静的地方共有4处，故A、B、D错误，C正确．4.【答案】D【解析】作出通过距离为L的P、Q两质点满足题设条件的波形，如下图中的(a)、(b)、(c)、(d)四种情况，在图(a)中，由图可知，＝L，则λ＝2L，由波速及波长关系可知：T＝＝，而Q质点第一次到达波谷的时间：t＝T＝同理可知：在图(b)中，λ＝L，T＝＝，t＝T＝在图(c)中，λ＝L，T＝＝，t＝T＝在图(d)中，λ＝，T＝＝，t＝T＝故有四种，故D正确，A、B、C错误．5.【答案】C【解析】在门窗关闭的屋里说话，听起来比在旷野里响，是波的反射现象．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声是波的衍射．将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一只音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听见未被敲击的音叉发出了声音，是波的共振现象．6.【答案】B【解析】由题意知，在t＝0时波源O点开始向上振动，该波的周期为T＝0.4 s，则时间t＝0.5 s＝1T，可知，在t＝0.5 s时O点位于波峰．波在一个周期内传播的距离为一个波长，则在t＝0.5 s＝1T，波传播的最长的距离为1波长，故B正确，A、C、D错误．7.【答案】C【解析】由图知，波长λ＝2 m，周期T＝1 s，则波速为v＝＝2 m/s，故A错误．振动方向与传播方向垂直，此列波为横波，向x轴正方向传播，左端点开始时的运动方向与图示时刻x＝1 m处质点的振动方向相同，即为向下，故B错误．波从图示位置传到质点B用时t＝＝＝2 s，因此t＝2.5 s时质点B开始振动，故C正确．由于AB间的距离s＝3 m＝λ，则知它们的振动情况不总是相同，故D错误．8.【答案】C【解析】由乙图可知，t＝0.3 s时，质点Q的位置在正向最大位移处，故其加速度是达到反向最大，故A是错误的；由甲图可知，波长为8 cm，由乙图可知，周期为0.4 s，故波速为v＝＝20 cm/s，所以B也是错误的；由于质点Q在t＝0时的振动方向是向下的，故可以判断出波的传播方向是沿x轴的负方向传播的，故C是正确的；当t＝0.7 s时，实际上是经过1T，O位置处的质点会运动到负的最大位移处，所以P点的质点会运动到x轴以下正在沿y轴的正方向运动的位置，故D是错误的．9.【答案】B【解析】介质中各质点起振方向与振源起振方向相同，由乙图知P点起振方向沿y轴正向，故t＝0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向，选项A正确；由乙图知t2时刻P 点在平衡位置，振动速度最大，方向沿y轴正方向，故选项B错误；由乙图知质点振动周期为T＝t2－t1，故波的频率为＝Hz，根据波的稳定干涉条件知只有频率相同的波相遇才可产生稳定干涉现象，故选项C正确；波速为v＝，由乙图知波的周期为T＝t2－t1，所以波长为λ＝vT＝，选项D中障碍物尺寸为λ，与波长相近，故能发生明显衍射，选项D正确；综上所述选项B是错误的．10.【答案】C【解析】图中A、B两点到两个波源的路程差为一倍的波长，故是振动加强点；图中C、D两点到两个波源的路程差为零，故也是振动加强点．11.【答案】C【解析】由题意可知，在t与t＋0.4 s两时刻在x轴上－3 m至＋3 m区间内的波形图如图中同一条图线所示，则有 0.4 s＝NT(N＝1,2,3…)，得：T＝s．所以当N＝1时，周期最大，为T＝0.4 s，由图知，λ＝4 m，根据v＝，知当N＝1时，波速最小为10 m/s，故A、B错误；横波沿x轴正方向传播，t时刻，x＝2 m处的质点正向下运动，x＝2.5 m处的质点先向上运动再回到平衡位置，所以x＝2 m处的质点比x＝2.5 m处的质点先回到平衡位置，故C正确；时间t＝0.2 s，由于＝，若N是奇数，则x＝2 m处的质点位移为－a；若N是偶数，x＝2 m处的质点位移为a，故D错误．12.【答案】A【解析】由图读出振幅A＝5 cm，故A错误．由图读出波长λ＝12 cm，故B正确；波由A传到B的距离为波长，传到B所用时间为周期，则t＝5.5 s＝2T＋T，得到周期T＝2 s，故C正确；B、C平衡位置间距离为半个波长，振动情况总是相反，在t＝5.5 s时，B处恰好第三次出现波谷，则在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰，故D正确．13.【答案】ACD【解析】由题知，该波的周期为T＝4 s，则波长λ＝vT＝4 m．波由a传到c的时间为＝2 s，所以，在4 s＜t＜5 s这段时间内，质点c从平衡位置向下运动，加速度逐渐增大，故A正确；在4 s＜t＜5 s这段时间内，质点a从平衡位置向上运动，速度逐渐减小，故B错误；波由a传到d的时间为3 s，d起振方向向上，则在4 s＜t ＜5 s这段时间内，d点从波峰向平衡位置运动，即向下运动，故C正确；波从a传到f点需要5 s时间，所以在4 s＜t＜5 s这段时间内，f还没有振动，故D正确．14.【答案】ACD【解析】因为两列水波发生干涉，在P点是波峰与波峰相遇，则P点一定是振动加强点，振幅最大；振动加强点某时刻的位移为零到最大值之间的某个值，选项A、C、D 正确．15.【答案】AB【解析】特别要注意，题目中指出的五个相邻的、位移向上且相等的质点，只能是如图(a)或(b)所示中的一种．在(a)中，由上、下坡法可知P1、P3、P5向下，P2、P4向上．在(b)中，由上、下坡法可知P1、P3、P5向上，P2、P4向下．16.【答案】ACD【解析】由波动图象知λ＝0.24 m，T＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz，A正确；P点第一次到达波谷需时t＝＝1.7 s，B错误；所有质点起振方向都与波源起振方向相同，由带动法知，各质点起振方向均沿y轴负方向，C正确；P点第一次到达波峰需时t′＝＝s＝1.9 s＝4.75T，x＝0.06 m处质点经过的路程s＝4.75×4×5 cm＝95 cm，D正确．17.【答案】AD【解析】波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1－A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确．18.【答案】375 m/s【解析】由于c＞v，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x1、x2处，则第一次：2x1＝ct1，第二次：2x2＝ct2，则这段时间内飞机前进的距离为Δx＝x1－x2，飞机的飞行速度：v＝＝375 m/s.19.【答案】(1)2 m (2)1.1 s【解析】(1)由公式λ＝vT＝2 m(2)A点振动形式传到E点需要的时间是0.8 s，E点起振后到达波谷需要0.3 s，故自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间t＝ 0.8＋0.3＝1.1 s.20.【答案】(1)133 cm (2)125 cm【解析】(1)由题意，O、P两点的距离与波长满足：OP＝λ波速与波长的关系为：v＝在t＝5 s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有：vt＝PQ＋综上解得：PQ＝133 cm(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：t＝t＋T1波源由平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题意可知：t1＝25×T，故t1时间内，波源运动的路程为s＝25A＝125 cm.。

高中物理学习材料桑水制作一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．关于机械波，下列说法正确的是( )A．在传播过程中能传递能量B．频率由波源决定C．能产生干涉、衍射现象D．能在真空中传播解析：选ABC.机械波的频率就是质点振动的频率，而各介质质点都是在波源驱动力作用下做受迫振动，故波的频率由波源决定，因而B选项正确．波的传播过程，传播的不仅是波源的振动形式，也传播能量．将波源的能量沿波的传播方向传递出去，因而A选项也正确．干涉和衍射现象是一切波都具有的性质，因而C选项也正确．由机械波的形成条件可知，要有机械波必须具有弹性介质，因而D选项错误．2．关于横波和纵波，下列说法正确的是( )A．对于横波和纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B．对于纵波质点的运动方向与波的传播方向一定相同C．形成纵波的质点，随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波答案：D3．下列关于声波的判断中，错误的是( )A．夏日雷声轰鸣不绝，这是声波的干涉现象B．闻其声而不见其人，是声波的衍射现象C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象D．鸣着笛的汽车从身边急驶而过时，喇叭的声调发生变化，这是多普勒效应答案：A4．有一测速雷达，发射电磁波的频率为f1，用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2，则( )A．f1>f2B．f1＝f2C．f1<f2 D．无法确定答案：C5．同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波，它们的频率分别为f1、f2，波速分别为v1、v2，波长分别为λ1、λ2，在下列关系式中正确的是( )A.v1λ1＝v2λ2B.v1f1＝v2f2C.f1λ1＝f2λ2D.v1f2＝v2f1答案：A6.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻波形如图12－4所示，关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况，下列叙述正确的是( )图12－4A ．若波沿x 轴正方向传播，a 运动的速度将减小B ．若波沿x 轴负方向传播，c 将向下运动C ．若e 比d 先回到平衡位置，则波沿x 轴正方向传播D ．若波沿x 轴正方向传播，再经过半个周期b 将移到d 现在的位置解析：选B.若波沿x 轴正方向传播，则a 向下运动，速度增大；e 比d 迟回到平衡位置；b 不随波迁移到d ，而是在平衡位置附近上下振动．7.一列沿x 方向传播的横波，其振幅为A ，波长为λ，某一时刻波的图象如图12－5所示，在该时刻某质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为( )图12－5A.⎝ ⎛⎭⎪⎫54λ，0 B ．(λ，－A ) C ．(λ，A ) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫54λ，A 解析：选B.经过14T 后，质点向下振动，到达波谷处，此时坐标为(λ，－A )．8．一列横波在T ＝0时刻的波形如图12－6中实线所示，在T ＝1 s 时刻波形如图中虚线所示．由此可以判定此波的( )A ．波长一定是4 cmB ．周期一定是4 sC ．振幅一定是4 cmD ．传播速度一定是1 cm/s解析：选A.由题图知，波长是4 cm ，振幅是2 cm ，周期及波速无法确定．9.如图12－7所示表示两列同频率相干水波在t ＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2 cm ，波速为2 m/s ，波长为0.4 m ，E 点是BD 连线和AC 连线的交点，下列说法正确的是( )图12－7A ．A 、C 两点是振动减弱点B ．E 点是振动加强点C ．B 、D 两点在该时刻的竖直高度差为4 cm D ．t ＝0.05 s ，E 点离开平衡位置2 cm解析：选AB.由图可知A 、C 两点在该时刻是波峰和波谷相遇，所以是减弱的，A 选项正确．同理可知，B 、D 两点是振动加强点，且高度差为4A ＝8 cm ，C 选项错误． T ＝λv ＝0.42 s ＝0.2 s ，当t ＝0.05 s ＝14T 时，两波的波峰传过来，E 处于波峰，x ＝2A ＝4 cm ，所以E 是加强点，B 选项正确，D 选项错误．10．(2011年江西南昌高二检测)在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1 m ，如图12－8甲所示，一列横波沿该直线向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2 m ，经过时间0.3 s 第一次出现如图乙所示的波形．则( )图12－8A ．第9个质点的起振方向向上B ．该波的周期为0.2 sC ．该波的波速为4 m/sD ．在介质中还有一质点P ，距质点1的距离为10 m ，则再经2.35 s P 点处于波峰．解析：选BCD.由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下．根据t ＝0.3 s 时的波形图可知，0.3 s 内传播了Δx ＝1.5 λ＝1.2 m ，故波速v ＝Δx Δt ＝1.20.3m/s ＝4 m/s.质点的振动周期等于波传播的周期T ＝0.2 s.t ＝0.3 s 时，最前面的波峰为质点7，故波峰传到P 点的时间Δt ＝10－0.64s ＝2.35 s.11．(2011年安徽合肥高二检测)一简谐横波沿x 轴方向传播，已知t ＝0.1 s 时的波形如图12－9甲所示，图乙是x ＝4 m 处的质点的振动图象，则下列说法不．正确的是( )图12－9A ．简谐横波是沿x 轴负方向传播B ．简谐横波的波速为10 m/sC ．在t ＝0.5 s 时，x ＝2 m 处的质点到达平衡位置，沿y 轴负方向运动D ．经过0.4 s ，x ＝2 m 处的质点经过的路程为20 m解析：选D.t ＝0.1 s 时x ＝4 m 处的质点的振动方向沿y 轴正方向，所以简谐横波是沿x 轴负方向传播，A 项正确；根据图象可知波长λ＝4 m ，周期T ＝0.4 s ，所以波速为10 m/s ，B 项正确；在t ＝0.1 s 时，x ＝2 m 处的质点在平衡位置，沿y 轴负方向运动，所以再过一个周期又回到原位置，C 项正确；经过0.4 s ，x ＝2 m 处的质点经过的路程为4A ＝20 cm ，D 项错误．12．(2011年高考海南卷)一列简谐横波在t ＝0时的波形图如图12－10所示．介质中x ＝2 m 处的质点P 沿y 轴方向做简谐运动的表达式为y ＝10sin(5πt )cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是( )图12－10A ．周期为4.0 sB ．振幅为20 cmC ．传播方向沿x 轴正向D ．传播速度为10 m/s解析：选CD.由y ＝10sin(5πt )cm 可知振幅A ＝10 cm ，角频率ω＝5π，则振动周期也即波的周期T ＝2πω＝0.4 s ，A 、B 皆错误．仍从上式可知t ＝0时质点P 经过平衡位置向y 轴正方向振动，结合该时刻波形图可知波沿x 轴正方向传播．波长λ＝4 m ，则波速v ＝λT＝10 m/s ，C 、D 正确． 二、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)(2010年高考山东卷)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为 1.0×105Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图12－11所示．图12－11(1)从该时刻开始计时，画出x ＝7.5×10－3m 处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)．(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s ，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．解析：(1)质点振动的周期T ＝1f＝1.0×10－5s ，所以x ＝7.5×10－3m 处质点的振动图象如图所示：(2)从题图读出λ＝15×10－3m ，求出v ＝λf ＝1500 m/ss ＝vt2＝3000 m答案：(1)见解析图 (2)3000 m14．(8分)图12－12所示为t ＝0时刻的一列简谐横波的部分波形图象，波的传播速度是4.0 m/s ，在该时刻质点a 的速度方向是向下的．求：图12－12(1)质点a 的振动周期；(2)质点a 再一次回到t ＝0时刻所处位置所需的时间． 解析：(1)质点振动的周期和波的传播周期相等， T ＝λv ＝1.64.0s ＝0.4 s.(2)将波的平移和质点的振动相联系，可求出质点a 再一次回到t ＝0时刻所处位置所需的时间 t ＝T 2＋2×Δx v ＝0.2 s ＋2×0.8－0.64 s ＝0.3 s. 答案：(1)0.4 s (2)0.3 s15．(12分)(思维拓展题)如图12－13所示，甲图为某波源的振动图象，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O 点表示波源．问：图12－13所以P 点一共振动了0.4 s ＋0.1 s ＝0.5 s ＝5×T 2＝5T2可得P 点经过的路程为5×2A ＝5×2×0.05 m ＝0.5 m. 答案：(1)1 m/s (2)0.5 m16．(12分)如图12－14中实线是一列简谐横波在t 1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t 2＝0.5 s 时刻的波形，这列波的周期T 符合：3T ＜t 2－t 1＜4T .问：图12－14(1)若波速向右，波速多大？ (2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为74 m/s ，波速方向如何？ 解析：由图象可知：λ＝8 m 由3T ＜t 2－t 1＜4T 知波传播距离 3λ＜Δx ＜4λ，即n ＝3(1)当波向右传播时，波传播距离 s ＝(3λ＋3)m ＝(3×8＋3) m ＝27 m ， v ＝s t ＝270.5m/s ＝54 m/s. (2)当波向左传播时，波传播距离s ＝(3λ＋5) m ＝(3×8＋5) m ＝29 m ， v ＝s t ＝290.5m/s ＝58 m/s. (3)s ＝vt ＝74×0.5 m ＝37 m.因为s ＝37 m ＝(4λ＋5)m ，所以波向左传播． 答案：(1)54 m/s (2)58 m/s (3)向左。

高中物理第十二章机械波4单元测试新人教版选修341．关于机械波，下列说法正确的是 ( )A．在传播过程中能传递能量B．频率由波源决定C．能产生干涉、行射现象D．能在真空中传播2.A、B两列波在某时刻的波形如图5-1所示，经过t=TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA∶vB可能是（）A．1∶3 B．1∶2C．2∶1 D．3∶13．如图5-2所示，S1和S2是两个相干波源，由它们发生的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三点的振动情况，下列判断中正确的是 ( )A．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．b处在此时刻是波谷与波谷相遇D．c处的振动永远互相减弱4．如图5-3所示，是某一向左传播的横渡在某时刻的图像，从该时刻开始的一段极短时间内，这列波中质点A、B的速度及加速度的大小变化情况是( )A．vA变小，aA变大 B．vA变大，aA变小C．vB变小，aB变大 D．vB变大，aB 变小5．如图5-4所示，A是波源，各相邻质点间的距离皆为lm，当t=0时，A开始向上振动，经0.1s到最大位移处，此时波传到C质点，则 ( )A．波的传播速度是10m/s，周期为0.4sB．波的频率是2.5Hz，波长是4mC．再经0.2s，波传播到G点，E点在最大位移处D．波传播到J点时，其历时0.45s，质点H在最大位移处6.如图5-5为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t=4s时刻的波形图，若已知振源在坐标原点O处，波速为2m/s，则（）A.振源O开始振动时的方向沿y轴正方向B.P点振幅比Q点振幅小C.再经过△t=4s，质点P将向右移动8mD.再经过△t=4s，质点Q通过的路程是0.4m7．图5-6为一列横波的波形图，波的传播方向为x 轴正方向，由图可知（）A．该时刻处于x=0.1m的质点，速度最大，加速度为零B．经过3/4周期后，处于x=0.4m质点的速度最大，方向为正C．经过3/4周期后，处于x=0.1m的质点将运动到x=0.4处D．在相同的时间内，各质点运动的路程都相等v Aav Ba5-15-25-35-4x/m y/cm52 31 4-55768P5-55-68.如图5-7所示，沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s ，下列说法中不正确的是（ ） A.图示时刻质点b 的加速度正在减小B.从图示时刻开始，经过0.01s ，质点a 通过的路程为0.4mC.若此波遇到另一波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50HzD.若发生明显衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定小于4m9.如图5-8所示，振源S 在垂直于x 轴的方向振动，并形成沿x 轴正、负方向传播的横波，波的频率为50Hz ，波速为20m/s ，x 轴上有P 、Q 两点，SP ＝2.9m ，SQ ＝2.7m ，经过足够长的时间以后，当质点S 正通过平衡位置向上振动时（ ） A ．质点P 正处于波谷 B ．质点Q 正处于波谷C ．质点P 、Q 都处于波峰D ．质点P 、Q 都处于平衡位置10.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t=0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图5-9示简谐波，则（ ） A.此列波的波速约为13.3m/sB.t=0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下C.波的周期一定是0.4sD.波的周期sn T 146.3+=(n 可取0，1，2，3……)11.图5-10中给出某一时刻t 的平面简谐波的图象和x=1.0m 处的质元的振动图象，关于这列波的波速v 、传播方向和时刻t 可能是（ ） A.v=1.0m/s ，t=0B.v=1.0m/s ，t=6sC.t=0，波向x 正方向传播D.t=5s ，波向x 正方向传播 12.波速均为v=1.2m/s 的甲、乙两列简谐横波都沿x 轴正方向传播，某时刻两列波的图象分别如图5-11所示，其中P 、Q 处的质点均处于波峰。

一、选择题1．(2019年高考重庆理综卷)一列简谐波在两时刻的波形如图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的( )A ．周期B ．波速C ．波长D ．频率解析：选C.由图象可知波长λ＝4 m ，根据题设条件无法判断周期、频率，因而也无法计算波速．只有C 选项正确．2．(2019年上海宝山测试)一个波源在绳的左端发出半个波①：频率为f 1，振幅为A 1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波②：频率为f 2，振幅为A 2.P 为两波源的中点，由图可知，下列说法中不．正确的是( ) A ．两列波同时到达两波源的中点PB ．两列波相遇后，P 点波峰值可达A 1＋A 2C ．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播D ．两列波相遇时，绳上波峰可达A 1＋A 2的点只有一点解析：选B.波的传播遵守独立传播原理和叠加原理，两波由于波的传播速率一样，和P 点的距离一样，所以同时到达P 点；两波相遇后，绳上某点最大位移可以达到A 1＋A 2，但并不是P 点，因为两波相遇时，波峰到P 点的距离不同．3．(2019年高考福建理综卷)一列简谐横波t ＝0时刻的波形如图中的实线所示，t ＝0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T ＞0.02 s ，则该波的传播速度可能是( )A ．2 m/sB ．3 m/sC ．4 m/sD ．5 m/s解析：选B.由于周期大于0.02 s ，当波沿x 轴正向传播时，波传播的距离为x 1＝0.02 m ，波速v 1＝x 1t ＝0.020.02m/s ＝1 m/s ；当波沿x 轴负向传播时，波传播的距离为x 2＝0.06 m ，波速v 2＝x 2t ＝0.060.02m/s ＝3 m/s ，故B 选项正确．4．(2019年高考北京理综卷)一列横波沿x 轴正向传播，a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过34周期开始计时，则图乙描述的是( )A ．a 处质点的振动图象B ．b 处质点的振动图象C ．c 处质点的振动图象D ．d 处质点的振动图象解析：选B.由波在某时刻的波形图知，a 质点经34周期处在波谷，与图乙不符；c 质点经34周期处在波峰，也与图乙不符；d 质点经34周期处于平衡位置，但接着向上振动，不符合图乙；只有b 质点经34周期后处于平衡位置且向下振动．5．(2019年高考天津理综卷)一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图所示，再经0.6 s ，N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为( )A ．A ＝1 m f ＝5 HzB ．A ＝0.5 m f ＝5 HzC ．A ＝1 m f ＝2.5 HzD ．A ＝0.5 m f ＝2.5 Hz解析：选D.由图象可知，该简谐横波的振幅A ＝0.5 m ，波的传播速度v ＝Δx Δt ＝λf ，f ＝Δx Δt λ＝60.6×4Hz＝2.5 Hz ，故选项D 正确．6．(2009年高考全国卷Ⅱ)下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是( ) A ．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B ．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C ．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D ．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍解析：选AD.波传播过程中每个质点都在前面质点的驱动力作用下做受迫振动，A 正确．波速是波在介质中传播的速度，在同种均匀介质中波速是个常量；质点振动速度随质点振动所处位置不断变化，B 、C 错误．波峰、波谷分别是平衡位置上方、下方最大位移处，而振幅是振动中偏离平衡位置的最大距离，D 正确．7. 如图为演示波的衍射装置，S 为水平面上振动的波源，M 、N 是水面上的两块挡板，其中N 板可以移动，两板中有一狭缝，此时测得图中A 处没有振动．为了使A 处的水也能发生振动，下列措施可行的是( )A ．使波源的振动频率增大B ．使波源的振动频率减小C ．移动N 板使狭缝间距增大D ．移动N 板使狭缝间距减小 答案：BD8．(2019年高考大纲全国卷Ⅱ)一简谐横波以4 m/s 的波速沿x 轴正方向传播．已知t ＝0时的波形如图所示，则( )A ．波的周期为1 sB ．x ＝0处的质点在t ＝0时向y 轴负向运动C ．x ＝0处的质点在t ＝14 s 时速度为0D ．x ＝0处的质点在t ＝14s 时速度值最大解析：选AB.由波的图象知波长λ＝4 m ，所以周期T ＝λv＝1 s ，A 项正确；由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知，此时x ＝0处的质点向y 轴负向运动，B 项正确；质点运动时越接近平衡位置速度越大，t ＝14s＝T4时，x ＝0处的质点已运动到x 轴下方，某振动速度既不为零也不是最大值，C 、D 均错． 9．(2019年高考浙江卷)在O 点有一波源，t ＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t 1＝4 s 时，距离O 点为3 m 的A 点第一次达到波峰；t 2＝7 s 时，距离O 点为4 m 的B 点第一次达到波谷．则以下说法正确的是( )A ．该横波的波长为2 mB ．该横波的周期为4 sC ．该横波的波速为1 m/sD ．距离O 点为5 m 的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s 末解析：选BC.由于波源的起振方向向上，经T 4到达波峰，经34T 到达波谷．因此有⎩⎪⎨⎪⎧t 1＝4＝3v ＋T4t 2＝7＝4v ＋34T解得T ＝4 s ，v ＝1 m/s ，B 、C 选项正确．而λ＝vT ＝4 m ，A 错．由t ＝xv可知，D 选项不正确．二、计算题10．如图甲所示，在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC 的顶点上，已知AB ＝6 m ，AC ＝8 m ．t 0＝0时刻A 、B 开始振动，波动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t ＝4 s 时C 点开始振动．则(1)该机械波的传播速度大小为多少？(2)两列波相遇后，C 点振动是加强还是减弱？解析：(1)传播速度v ＝AC t ＝84m/s ＝2 m/s.(2)Δx ＝BC －AC ＝AC 2＋AB 2－AC ＝2 m. 由图象知λ＝2 m.∴Δx ＝λ，C 点振动加强． 答案：(1)2 m/s (2)加强11．(2019年山东青岛一模)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图所示，已知t ＝0.6 s 时，B 点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少？x ＝50 cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少？解析：由题意得t ＝212T ，解得T ＝0.24 s由图象可知，λ＝120 cm ＝1.2 m ，v ＝λT＝5 m /sx ＝50 cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为t′＝xv＝0.1 s.答案：0.24 s 0.1 s12．(2019年宁波模拟)在某介质中形成一列简谐波，t ＝0时刻的波形如图中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B 点，且再经过0.6 s ，P 点也开始起振，求：(1)该列波的周期T ；(2)从t ＝0时刻起到P 点第一次达到波峰时止，O 点相对平衡位置的位移y 0及其所经过的路程s 0各为多少？ 解析：由图象可知，λ＝2 m ，A ＝2 cm.当波向右传播时，点B 的起振方向竖直向下，包括P 点在内的各质点的起振方向均为竖直向下．(1)波速v ＝x Δt 1＝60.6 m/s ＝10 m/s ，由v ＝λT，得T ＝λv＝0.2 s.(2)由t ＝0至P 点第一次到达波峰，经历的时间Δt 2＝Δt 1＋34T ＝0.75 s ＝(3＋34)T ，而t ＝0时O 点的振动方向竖直向上(沿y 轴正方向)，故经Δt 2时间，O 点振动到波谷，即：y 0＝－2 cm ，s 0＝n·4A＝(3＋34)×4A＝0.3 m.答案：(1)0.2 s (2)－2 cm 0.3 m。