《机械波》检测题.doc

1、机械波检测题本检测分第 卷 (选择题 )和第 卷(非选择题 )两部分，满分 120 分，时间 90 分钟。第卷(选择题共 40 分)一、选择题 (本题共 10 小题，每小题4 分，共 40 分。在每小题给出的选项中，有的小题有多个选项正确， 有的小题只有一个选项正确。全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得0 分 )1已知空气中的声速为 340 m/s ，下列波遇到宽度约为12 m 的障碍物能发生明显衍射现象的是 ()A 周期为 0.05 s 的声波B波长为10 m 的声波C频率为410 Hz 的声波D频率为6 1014 Hz 的电磁波解析： 由 vT 得，周期为0.05 s

2、 的声波， 17 m，与 12 m 相差不多，能发生明显衍射， A 正确； 10 m 与 12 m 相差不多， B 正确；由 v的频率为104 Hz 的声波， 3.4 10f 2m，频率为 6 1014 Hz 的电磁波， 5.6 10 13m，均比障碍物小得多，不产生明显衍射，C、 D 错误。答案： A 、B2如图 ( 十二 ) 1 所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象。从图中可以直接观察到发生变化的物理量是()A 波速B频率C周期D波长解析：同一机械波在不同介质中传播时，频率不会改变(由振源决定而从图象中能直接观看发生改变的量当然是波长，故D 项正确。答案： D3一列简谐横波向右传

3、播，波速为v，沿波传播方向上有相距为如图 (十二 ) 2 所示，某时刻P、Q 两质点都处于平衡位置，且P、 Q过时间 t， Q 质点第一次运动到波谷。则t 的可能值有 ()，波长和波速改变， L 的 P、Q 两质点，间仅有一个波峰，经A1 个B2 个C3 个D4 个解析： 由题中条件可知，P、 Q 间的波形有如图所示四种且均向右传播：3T3 32L3L；对于图 (2) ， L ，对于图 (1)，2L ，Q 点振动到波谷需时间 t v2v44v 4Q 点振动到波谷需时间11 L；对于图 (3) ， L ， Q 点振动到波谷需时间3Tt T 4vt44v43 3L；对于图 (4)211 12LL。

4、 4v， L ，Q 点振动到波谷需时间t T 3v6v4v344v4综上可知， t 的可能值有4 个。答案： D4A、B 两列波在某时刻的波形如图( 十二 ) 3 所示，经过 t TA 时间 (TA 为波 A 的周期 )，两波再次出现如图(十二 ) 3 所示的波形，则两波的速度之比vA:vB 可能是 ()A1:3B1:2C2:1D 3:1解析： 由图可知 T nT， 2，且 v /T，所以vAAB T 2/n。ABABvBB TA取 n1,2,3 ，故可知 A 、 B、 C 正确。答案： A 、B、C5如图 (十二 ) 4 所示， 实线为一列横波在波形图。已知这列波的波长为2 m，那么 ()t

5、 时刻的波形图， 虚线为经过t 0.2 s 时的A 若波向右传播，则波的最大周期为2 sB若波向左传播，则波的最大周期为2 sC若波向左传播，则波的最小波速为9 m/sD若波速为 19 m/s ，则波的传播方向向右解析： 假设波向右传播，则t 内波在介质中推进的距离为1 n10(n 0,1,2， )。x n 10因为 t 0.2 s，n1x10( n 0,1,2， ) 。所以 v tT0.22所以 T 10n 1( n 0,1,2 ， ) 。当 n 0 时， Tmax 2 s。假定波向左传播，则x n ( 0.2) 2n 1.8(n 0,1,2， )。所以vx 2n 1.8 (10n 9)m/

6、s(n 0,1,2，)。t0.2当 n0 时， vmin9 m/s，令v 19 m/s 得n 1，这说明若波速等于19 m/s，则波的传播方向向左。答案： A 、C6一列波在介质中向某一方向传播，如图(十二 ) 5 所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N向下的，下面说法中正确的是(之间，已知此波的周期为)T，Q质点速度方向在波形图中是A 波源是 M，由波源起振开始计时，B波源是 N，由波源起振开始计时，C波源是 N，由波源起振开始计时，D波源是 M，由波源起振开始计时，解析：由于此时 Q 点向下振动， 且 QP 点已经振动时间TP 点已经振动时间3T/4P 点已经振动时间T

7、/4P 点已经振动时间T/4质点右方邻近的质点在Q 点下方， 则波向左传播，3N 是波源。振动从N 点传播到M 点，经过一个周期，又从波源N 起振开始计时，需经4T，P 点才开始起振，故P 质点已振动了T/4，选项 C 正确。答案： C7在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9 个质点，相邻两质点的距离均为L ，如图 (十二 ) 6(a)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，经过时间t 第一次出现如图(十二 )6(b)所示的波形，则该波的()A 周期为t，波长为8L2B周期为 3t，波长为 8L2C周期为 3t，波速为 12L/ tD周期为t，波速为8L/

8、 t解析： 由图 (b) 可以判断波长为8L；图 (b) 中质点9 振动方向向上，而质点1 开始时向下振动，说明质点 9 后边有半个波长没有画出，即在t 时间内传播了1.5 个波长，t 为 1.5个周期，所以其周期为2t，由波长、周期、波速之间的关系式12L，3可计算出波速为tv t所以 B 、C 正确。答案： B、C8一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，周期为0.50 s。某一时刻，离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P1、P2、P3、 已知 P1 和 P2 之间的距离为20 cm，P2 和 P3 之间的距离为 80 cm，则 P1 的振动传到 P2 所需的时间为 ()A 0.50 sB0

9、.13 sC0.10 sD 0.20 s解析： 由于题设中各位移相同质元依次为P1、P2、P3， P1P2 20 cm，P2P3 80 cm 可以推知这列波的波长为100 cm 即 1 m，所以根据 v 可知波速 v 2 m/s，P1 的振动传到 P2 T的时间 t P1P2 0.10 s， C 正确。v答案： C9一列波长大于1 m 的横波沿x 轴正方向传播。处在 x1 1 m 和 x2 2 m 的两质点A、 B 的振动图象如图 (十二 ) 7 所示。由此可知()A 波长为43 mB波速为1 m/sC3 s 末D 1 s 末A、B 两质点的位移相同A 点的振动速度大于B 点的振动速度解析：

10、由 A、B 两质点的振动图象及传播可画出t 0 时刻的波动图象如图，由此可得4413 m， A 选项正确；由振动图象得周期T 4 s，故 v T3 4m/s 3m/s，B 选项错误；由振动图象 3 s 末 A 点位移为 2 cm，B 点位移为0，故 C 选项错误； 由振动图象知 1 s 末 A点处于波峰，振动速度为零，1 s 末 B 点处于平衡位置，振动速度最大，故D 选项错误。答案： A10如图 (十二 ) 8 所示，实线和虚线分别为某种波在t 时刻和tt 时刻的波形曲线。B 和C 是横坐标分别为d 和3d 的两个质点，下列说法中正确的是()A 任一时刻，如果质点B任一时刻，如果质点B 向上

11、运动，则质点 B 的速度为零，则质点C 一定向下运动C 的速度也为零C如果波是向右传播的，则波的周期可能是67 t6D如果波是向左传播的，则波的周期可能为13 t解析： 由波动图象可判定 B、C 两质点振动方向不一定同时改变。故A 、 B 错；该波的波长为 3d，当波向右传播时，有v t 3ndd，其中6 t，当 n 1v ，所以周期T2T6n1时， T6T6 t，故 D错。7 t， C 对；同理，波向左传播时，6n 5答案： C第 卷 (非选择题共 80分)二、填空题(本大题共4 小题，每小题6 分，共24 分。将答案填在题目中的横线上)11(6 分 )如图 (十二 )9 所示， 在公路的十

12、字路口东侧路边，甲以速度v1 向东行走， 在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2 v1。设甲听到的笛声频率为f1，乙听到的笛声频率为f2，司机自己听到的笛声频率为f 3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为_。解析： 由于 v2 v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1 f0。由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2 f0 。由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即f 3 f0。综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为： f1、 f3、 f2。答案： f1、 f3、 f212(

13、6 分 )声波从甲介质进入乙介质中，已知入射角为 30，折射角为 37，声波在甲介质中速度为 300 m/s ，声波在乙介质中速度为 _m/s。解析： 如图所示由折射定律知sin1 v1，sin2v2v1sin2则 v2 sin1 3300512m/s 360 m/s。答案： 36013(6 分)如图 (十二 ) 10 所示，图 (a)是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图 (b)中 P1 、P2 是测速仪发出的超声波信号，n1、 n2 分别是 P1、P2 由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、

14、 P2 之间的时间间隔t 1.0 s，超声波在空气中传播速度是v340 m/s ，若汽车是匀速行驶时，则根据图(b) 可知，汽车在接收到P1、P2 两个信号之间的时间内前进的距离是_m，汽车的速度是_m/s。解析： 设汽车在接收到P1 、P2 两个信号时距测速仪的距离分别为s1 、 s2，则有： 2s12s2 v t ，其中 t (3.5 0.5) (4.4 1.7)s 0.1 s，汽车在接收到P1、 P2 两个信号的3.5 0.5时间间隔内前进的距离为：s1 s2 v t 3400.1 m 17 m。22已知测速仪匀速扫描，由图(b) 记录的数据可求出汽车前进(s1 s2 )这段距离所用时间

15、为t0.1s1 s217t t 2 (1.0 2 ) s 0.95 s，汽车运动的速度 vt 0.95 m/s 17.9 m/s。答案： 1717.914 (6 分) 如图 (十二 ) 11 所示，沿波的传播方向上有间距为1 m 的 13个质点， a， b，c，d， e， f， g， h， i ， j ， k， l ，m，它们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，在 t 0 时刻到达质点 a，且 a 开始由平衡位置向上振动，在t 1 s 时刻，质点 a 第一次到达最高点，求：(1)这列波的波长为_，周期为 _。(2)在图中画出g 点第一次向下达到最大位移时的波形图象

16、。解析： (1)由题意知波长 vT 4 m，周期 T 4 s。 (2) 当 g 第一次到达最低点时波形如图所示 )答案： (1)4 m4 s(2) 见解析三、计算论述题(本题共 6 小题，共 56 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。 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)15 (8 分) S 为波源，振动频率f 100 Hz，产生的简谐波向右传播，波速v 80 m/s，在传播过程中经P 点。已知SP 4.2 m，在某一时刻t 波源 S 经平衡位置向上运动。若取t时刻为时间起点，画出P 点的振动图象。解析： 先求出波长，判定 SP 包括几个波

17、长，再画出简单的波的图象，并在此基础上画出 P 点的振动图象。根据题意得 0.8 m，所以 SP 4.2 m 5 /4。据题意知，在 t 时刻 S 经平衡位置向上运动， 这时 P 点恰好处在波谷且其周期 T 1/f 0.01 s，故取 t 时刻为时间的起点时， 质点 P 的振动图象如图所示。答案： 见解析16 (10 分)如图 (十二 ) 12 所示， S 是水面波的波源，x、y 是挡板， S1、 S2 是两个狭缝 SS ，狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：(SS12(1)若闭上 S1，只打开S2 会看到什么现象？(2)若 S1、 S2 都打开，会发生什么现象？(3)若实线和虚线分别表

18、示波峰和波谷，那么在A、 B、 C、 D 各点中，哪些点向上振动最强，哪些点向下振动最强，哪些点振动最弱？解析： (1)只打开 S2 时，波源 S 产生的波传播到狭缝S2 时，由于狭缝的尺寸比波长小，于是水面波在狭缝S2 处发生衍射现象，水面波以狭缝S2 处为波源向挡板另一侧传播开来。1 SS2 ，所以从波源发出的水波传播到S1、 S2 处时它们的振动情况完全相同，当(2) 由于 SSS1、S2 都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，发生明显的干涉现象。(3)质点 D 是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B 是波谷与波

19、谷相遇处，也是振动最强点，质点A、C 是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱。答案： (1) 水面波以狭缝S2 处为波源向挡板另一侧传播开来(2) 发生明显的干涉现象(3) D、 B 振动最强A、 C 振动最弱17(8 分 )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51.010 Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图(十二 ) 13 所示。 3(1)从该时刻开始计时，画出x 7.5 10m 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)该波的周期为T

20、11 105s，由波动图象知，此时x 7.5 103m 处的质f点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图象，如图所示。(2)由波形图读出波长 3m15 10由波速公式得v f鱼群与渔船的距离为1x vt2联立 式，代入数据得x 3 000 m 。答案： (1)图见解析(2)3 000 m18 (10 分)如图 (十二 ) 14 所示为沿 x 轴向右传播的简谐横波在t 1.2 s 时的波形。位于坐标原点处的观察者观测到在4 s 内有 10 个完整的波经过该点。图 (十二 ) 14(1)求该波的振幅、频率、周期和波速；(2)画出平衡位置在x 轴上 P 点处的质点在0 0.6 s 内的振动图象。解析： (1)依题意及图可知 A 0.1 m，101 0.4 s，f 4 Hz 2.5 Hz ， T fv f5 m/s。(2)如图所示。答案： (1)0.1 m 2.5 Hz0.4 s 5 m/s (2) 如图所示19(10 分 )一列横波在x 轴上传播， t1 0 和 t2 0.005 s 时的波形分别为如图(十二 ) 15所示的实线和虚线。图 (十二 ) 15(1)设周期大于 (t2 t1 )，求波速；(2)设周期小于 (t2 t1 )，并且