浙江专用高中物理第十二章机械波章末检测卷新人教版选修34

第十二章 机械波 (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的选项中。至少有一项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0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．波源停止振动时，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选项错；大量质点的振动所形成的波动不会因波源停止振动而立即消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D选项错。 答案 A 2．图1分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(图①、②)或障碍物(图③、④)，其中能发生明显衍射现象的有( )

图1 A．只有①②④ B．只有①④ C．只有②③ D．只有①③ 解析 图①、②中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射，图④中障碍物与波长相差不多，能发生明显衍射，图③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 A 3．一列简谐横波沿某一直线传播，A、B是该直线上相距1.2 m的两点，从波到达其中一点开始计时，4 s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，v＝0.3 m/s B．方向由B向A，v＝0.3 m/s C．方向由B向A，v＝1.5 m/s D．方向由A向B，v＝1.5 m/s 解析 由于4 s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＝410 s＝0.4 s，A、B在4 s内完成的全振动次数相差2次，即A、B间相距两个波长：

2λ＝1.2 m，λ＝0.6 m。则v＝λT＝1.5 m/s。 答案 C 4．如图2所示，在均匀介质中S1和S2是同时起振(起振方向相同)、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播。在介质中S1和S2平衡位置的连线上有a、b、c三点，已知S1a

＝ab＝bc＝cS2＝λ2(λ为波长)，则下列说法中正确的是( )

图2 A．b点的振动总是最强，a、c两点的振动总是最弱 B．b点的振动总是最弱，a、c两点的振动总是最强 C．a、b、c三点的振动都总是最强 D．a、b、c三点的振动都是有时最强有时最弱

解析 根据加强点的条件当某点到两波源距离Δx＝λ2×2n时，该点加强，当Δx＝λ2(2n＋1)时(n＝0,1,2…)，该点减弱。a点Δxa＝λ，b点Δxb＝0，c点Δxc＝λ，所以a、b、c三点都是振动加强点。 答案 C 5．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3所示，则该波在第一个周期末的波形图是( )

图3

解析 由振动图象知波源开始振动的方向为负y方向，故第一个周期末开始振动的质点，其振动方向也是负y方向，所以A、C错误；由振动图象知，后半个周期振幅较大，根据波的传播特点知，B错误，D正确。 答案 D 6．波源固定的一列自右向左传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图4所示。已知在t1

＝0.3 s时刻，P质点首次位于波峰，Q点的坐标是(－3,0)，则以下说法正确的是( )

图4 A．这列波的传播速度为0.2 m/s B．在t＝0时刻，质点P向上运动 C．站在x＝－10 m处的人，接收到此横波的频率大于2.5 Hz D．在t2＝0.5 s时刻，质点Q首次位于波峰 解析 波向左传播，所以t＝0时刻，P点向下振动，t1＝0.3 s时刻，P质点首次位于波峰，

可得周期为T＝0.4 s，根据图象可知，波长λ＝4 cm＝0.04 m，所以波速v＝λT＝0.040.4 m/s

＝0.1 m/s，故A、B错误；该波的频率f＝1T＝10.4 Hz＝2.5 Hz，波源固定，站在x＝－10 m处的人，看到波源不动，所以频率不变，仍为2.5 Hz，故C错误；当x＝2 cm处的波形传到Q点时，Q点第一次到达波峰，所需时间t＝xv＝0.02－－0.030.1 s＝0.5 s，所以在t2＝0.5

s时刻，质点Q首次位于波峰，故D正确。 答案 D 7．如图5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( )

图5 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。对照题图，可确定出波源由右向左移动，选项A正确，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，因而经过观察者的时间间隔短，频率大，同理在B处时间间隔长，频率小，选项C错误，D正确。 答案 AD 8．一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图6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6 A．这列波的波长是2m 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

解析 质点A的位置距原点0.5 m，即λ4＝0.5 m，λ＝2 m，A对；质点A向上振动经0.02 s

第一次到达波峰，即T4＝0.02 s，T＝0.08 s，波的频率f＝1T＝12.5 Hz，B错；波速v＝λf＝2×12.5 m/s＝25 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。 答案 ACD 9．如图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，若波速为200 m/s，则下列说法中正确的是( )

图7 A．从图示时刻开始，质点b的加速度将增大 B．图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向 C．若此波遇到另一列波发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为50 Hz D．从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a沿波传播方向迁移了2 m 解析 波沿x轴正方向传播，质点b沿y轴负方向运动，加速度增大，A正确，B错误；波长

λ＝4 m，所以f＝vλ＝200 m/s4 m＝50 Hz，因此发生干涉的另一列波频率为50 Hz，C正确；质

点不会随波迁移，只会在平衡位置附近振动，D错误。 答案 AC 10．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图8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大于0.02 s，则该波的传播速度可能是( )

图8 A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 m/s

解析 由图知波长λ＝8 cm，若波向右传播，则14T＝0.02 s，波速v＝λT＝8 cm0.08 s＝1 m/s。

若波向左传播，则34T＝0.02 s，波速v＝λT＝8 cm0.083 s＝3 m/s，选项B正确。

答案 B 二、填空题 (本题共2小题，共12分) 11．(8分)图9为某一简谐横波在t＝0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t＝0.02 s时，质点c第一次到达波谷处，则此波的波速为________m/s。

图9 答案 x轴正方向 c c 100 12．(4分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的完整波形如图10所示。当t＝0.7 s时，A点第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10 解析 当t＝0.7 s时，A点第4次位于波峰位置，即3个半周期，由此可知，波的周期T＝

0.2 s，再经T4，即0.05 s，A、B又再次回到平衡位置。由波动图象可知，波长为20 m，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70 m。 答案 0.05 70 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．(8分)如图11所示为一简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y＝Asin 5πt cm，求该波的速度，并画出t＝0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)。

图11 解析 由简谐运动的表达式可知ω＝5π rad/s，t＝0时刻质点P向上运动，故该波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长λ＝4 m。

而T＝2πω①

由波速公式知v＝λT② 联立①②式，代入数据可得v＝10 m/s t＝0.3 s时的波形图如图所示。

答案 见解析 14．(10分)P、Q是一列简谐横波中相距30 m的两点，各自的振动图象如图12所示，此列波的频率为多少？如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，则波速是多大？

图12 解析 由图象读出此波的周期T＝4 s，

频率为f＝1T＝14 Hz＝0.25 Hz 据题P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，则得： 34λ＝30 m

解得：λ＝40 m