第三章 机械波 期末综合复习优选测评卷（Word版含答案）

第三章机械波期末综合复习优选测评卷
一、单选题
1．手机A的号码是133××××0002，手机B的号码是133××××0008.手机A呼叫手机B时，手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”，若将手机A置于一透明真空玻璃罩中，用手机B呼叫手机A，则玻璃罩外面的人发现手机A（　　）
A．发出响声，并显示手机B的号码“133××××0008”
B．不发出响声，但显示手机B的号码“133××××0008”
C．不发出响声，但显示手机A的号码“133××××0002”
D．既不发出响声，也不显示号码
2．一列简谐横波沿轴负方向传播，如图所示，其中图甲是时的波形图，图乙是该波中某振动质点的位移随时间变化的图像（两图用同时刻作为起点）。
图乙可能是图甲中哪个质点的振动图像（ ）
A．处的质点
B．处的质点
C．处的质点
D．处的质点
3．一列波长大于 1m 的横波沿着 x 轴正方向传播，处在 x1=1m 和 x2=2m 的两质点 A、B 的振动图像如图所示。由此可知（　　）
A．波长为m
B．波速为 1m/s
C．3s 末 A、B 两质点的位移相同
D．1s 末 A 质点的振动速度大于 B 质点的振动速度
4．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。干涉型消声器可用来消弱高速气流产生的噪声。它的结构及气流运行情况如图所示，产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇。要达到消弱噪声的目的，路程差应为（　　）
A．波长的整数倍 B．波长的奇数倍
C．半波长的奇数倍 D．半波长的偶数倍
5．直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线，位于处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质I、Ⅱ中传播，某时刻的波形图如图所示，此时刻b波恰好传到处，下列说法正确的是（　　）
A．波源的起振方向沿y轴正方向
B．处质点P在这段时间内的路程为10cm
C．两列波的频率关系
D．此时刻a波传到处
6．一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，则该波的传播方向、波速以及Q点的运动情况分别是（　　）
A．沿x轴负方向，15m/s，Q点正在沿y轴正方向运动
B．沿x轴正方向，15m/s，Q点正在沿y轴负方向运动
C．沿x轴负方向，30m/s，Q点正在沿y轴正方向运动
D．沿x轴正方向，30m/s，Q点正在沿y轴负方向运动
7．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。时，质点P恰好第二次位于波峰位置。下列说法正确的是（　　）
A．这列波的周期为0.5s
B．这列波的传播速度为6m/s
C．时，质点Q将位于波峰位置
D．质点Q在0~0.9s内的路程为18cm
8．如图所示，S1和S2是两个相干波源，其振幅均为A，周期均为T．实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷．此刻，c是波谷与波谷的相遇点，下列说法中正确的是( )
A．a处质点始终处于离平衡位置2A处
B．随着时间的推移，c处的质点将向右移动
C．从该时刻起，经过T，c处的质点将通过平衡位置
D．若S2不动，S1沿S1b连线向b运动，则b处质点仍然始终处于平衡位置
二、多选题
9．声波在空气中的传播速度为，在钢铁中的传播速度为。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击铁桥的一端而发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为，若该波在空气中的波长为，则下列说法中正确的是（　　）
A．桥的长度约为 B．桥的长度约为
C．该波在钢铁中的波长为 D．该波在钢铁中的波长为
10．一根拉紧的水平弹性绳上的、两质点的平衡位置间的距离为，质点在质点的右侧，一列简谐横波沿此弹性绳向右传播。时质点的位移达到正向最大，质点的位移恰好为零，且向下运动；时质点第一次回到平衡位置。若该波的波长大于，则下列说法正确的是（　　）
A．这列简谐横波的波长为 B．这列简谐横波的波速为
C．时，质点在波谷 D．时，质点在波谷
11．一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻与两个时刻，轴上区间的波形完全相同，如图所示。图中、两质点在时刻位移均为振幅的一半，下列说法中正确的是（　　）
A．该波的波速可能为
B．时刻，处的质点位移一定是
C．从时刻起，处的质点比处的质点先回到平衡位置
D．从时刻起，在质点第一次到达平衡位置时，质点恰好到达波峰
12．图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（　　）
A．从t=0时刻开始计时P点的振动方程为
B．从t=0时刻开始计时，P、Q两点在时位移相同
C．在t=1.0s时刻，设波已经传播过x=-100m处，那么在t=1.8s时，的R点在处于平衡位置下方在向上振动
D．从t=0.10s到t=0.225s，质点P通过的路程为
三、填空题
13．如图所示，图甲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，根据发出和接收信号间的时间差，测出被测物体的速度。图乙中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、P2之间的时间间隔Δt=1.0 s，超声波在空气中的传播速度是v=340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，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。
14．如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s。
（1）求简谐横波的波长______。
（2）P点的振动______（填“加强”或“减弱”）。
15．如图所示，一简谐波沿x轴正方向传播。已知轴上x1=0和x2=1m两处的振动图象分别如图⑴和图⑵所示，又知此波的波长大于1m，则此波的传播速度v=______ m/s。
16．两列简谐波频率相等,波速大小相等,分别沿+x和-x传播,则图中x=1、2、3、4、5、6、7、8各点中振幅最大的是x=________的点,振幅最小的是x=________的点．
三、解答题
17．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波源位于x=0位置，t=0时刻波源开始振动，t=1.5s时刻的波形如图所示，此时该波刚好传到x=3m处，求：
(1)该波的波长、频率和波速？
(2)此后再经过多长时间x=6m处的质点第一次出现在波谷位置？
18．如图中的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象。
(1)这列波的波长是多少？
(2)假定波向左传播，求波传播的可能距离；
19．如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为5Hz，两列波的波速均为10m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆。
(1)该波的波长为多少？
(2)在S1、S2连线上振动加强的点有几个，它们距S1的距离为多少？
(3)在该圆周上(S1和S2两波源除外)共有几个振动加强的点？
20．如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图．
(1)若波沿x轴负方向传播，求它传播的可能距离．
(2)若波沿x轴正方向传播，求它的最大周期．
(3)若波速是35 m/s，求波的传播方向．
参考答案
1．B
【解析】声波为机械波，传播需要介质，在真空中不能传播，光波、手机发射的信号均为电磁波，传播不需要介质，可以在真空中传播，故用手机B呼叫手机A时，玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码，但听不到声音，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【解析】由图乙可知，该波的振动周期是4s，所以结合甲图可知，t=0时，该波的波形如图中红色线
图乙上，t=0s时刻，只有x=0m处质点位于最大位移处。故乙图是x=0处的质点的振动图像。
故选A。
3．A
【解析】AB．波从A向B传播，AB间的距离
Δx=(n＋）λ，n=0，1，2，…
由于，波长大于1m，则n只能取0，即有
Δx=λ
波长
λ=m
波速为
v==m/s
A正确；B错误；
C．3s末A、B两质点的位移分别为yA=-2cm，yB=0，位移不同，C错误；
D．由振动图像读出，1s末A质点的位移yA=2cm，处于波峰，速度最小，B质点的位移yB=0，处于平衡位置，速度最大，所以1s末A质点的速度小于B质点的速度，D错误。
故选A。
4．C
【解析】根据波的干涉，两列波的路程差等于半波长奇数倍时，叠加后减弱，从而达到消弱噪音的目的，ABD错误，C正确；
故选C。
5．D
【解析】A．此时刻b波恰好传到处，该质点向下振动，故波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；
B．根据图像可知，处质点P在这段时间内振动了 ，经过的路程为
故B错误；
C．这两列波是由同一振源引起的，故两列波的频率关系相同，故C错误；
D．根据图像可知，波传播了2个周期，右侧波长为4m，故此时刻a波传到处，故D正确。
故选D。
6．C
【解析】由P点的振动图像可知，t=0时刻质点P向下振动，结合波形图可知，波沿x轴负方向传播，波速为
由“同侧法”可知，Q点正在沿y轴正方向运动。
故选C。
7．D
【解析】A．简谐横波沿x轴正方向传播，由波形平移法知，t=0时刻质点P经平衡位置向上运动，则质点P第二次到达波峰需经
则
故A错误；
B．该波的波长为λ=2m，则波速
故B错误；
C．t=0时刻Q点通过平衡位置向下运动，故
t=0.6s=1.5T
时，质点Q第二次通过平衡位置向上运动，故C错误；
D．因
故质点Q在0～0.9s内的路程为
故D正确。
故选D。
8．C
【解析】A．a处是波峰与波峰叠加，为振动加强点，振幅为2A，但质点并不始终处于离平衡位置2A处，A错误；
B．质点只在平衡位置附近振动，并不随波移动，B错误；
C．从该时刻起，经过T，c处为平衡位置与平衡位置相遇，质点将通过平衡位置，C正确；
D．两列波传到b点的振动情况一直在变化，当S2不动，S1沿S1b连线向b运动，b处质点不可能始终处于平衡位置，D错误。
故选C。
9．BC
【解析】AB．设桥的长度为L，则有
代入数据，得
故A错误；B正确；
CD．声音在不同介质中的频率是不变的，则有
解得
故C正确；D错误。
故选BC。
10．AC
【解析】A．简谱横波沿长绳向右传播，a质点的位移达到正向最大时，b质点的位移恰为零且向下运动。则a、b间距离，（n=0，1，2…）又该波的波长大于1.2m，则n=0，波长λ=1.6m，选项A正确；
B．t=1s时，a第一次回到平衡位置，则该波的周期T=4s，该波的波速，选项B错误；
C．该波的周期T=4s，从0~1s，b质点正好振动了个周期，则b质点在波谷，选项C正确；
D．同理，0~5s时，a质点正好振动了个周期，正好回到平衡位置，选项D错误。
故选AC。
11．AC
【解析】A．已知波沿轴正方向传播，则在△时间内，波传播的距离为
△，2，3，
则该波的波速
，2，3，
当时，
故A正确；
B．由于周期不确定，不一定等于半个周期的奇数倍，则时刻，处的质点位移不一定是，故B错误；
C．因波沿轴正方向传播，再结合波形图可知从时刻起，在处的质点比处的质点先回到平衡位置，则C正确；
D．利用波的“平移法”可判断，当质点第一次到达平衡位置时，质点还在继续向上振动，没有到达波峰，故D错误；
故选AC。
12．BD
【解析】A．因为t=0.1s时刻质点Q向下振动，可知波沿x轴负向传播，波的周期T=0.2s，则
振幅A=10cm，t=0时刻，质点P的位置在x轴下方与t=0.1s时刻关于x轴对称，则质点P的初相，从t=0时刻开始计时P点的振动方程为
选项A错误；
B．从t=0时刻开始计时，P点在时位移
Q质点在时位移
选项B正确；
C．在t=1.0s时刻，质点Q在平衡位置向上振动，因QR=36.5m= ，则此时R点在平衡位置下方向下振动，再经过0.8s=4T，即在t=1.8s时刻，R点还是在平衡位置下方向下，选项C错误 ；
D．从t=0.10s到t=0.225s，经过的时间为
质点P振动到最低位置，通过的路程为
选项D正确。
故选BD。
13．(1)波长为4m，频率为0.5Hz，波速为2m/s；(2)3s
【解析】(1)由图可知
解得
由此可得频率为
可解得波速为
(2)由图可知再经过
处的质点开始振动，向y轴正方向发生运动，则再经过
第一次到达波谷，则
14．(1)4m；(2)(4n+3)m(n=0、1、2…)
【解析】(1)由图可知，这列波的波长是4m；
(2) 假定波向左传播，虚线是经过0.2s时的波形图象，则波传播的可能距离
15．(1)2m；(2)3个，1m，2m，3m；(3)6个
【解析】(1)由公式λ=，得
(2)S1、S2之间恰好有2个波长，由对称性可直接判断B点为加强点，A、B、C三点分别为S1、S2连线的等分点，由图形可知
AS2－AS1=λ，CS1－CS2=λ
故A与C两点也为加强点，故在S1、S2连线上有3个加强点分别为：
AS1==1m，BS1=λ=2m，CS1=λ=3m
(3)A、B、C三点为振动加强的点，过A、B、C三点作三条加强线(表示三个加强区域)交于圆周上A1、A2、B1、B2、C1、C2六个点，显然这六个点也为加强点，故圆周上共有六个加强点
16．(1)4(n＋)m (n＝0,1,2,3，…) (2)0.8 s
(3)沿x轴负方向
【解析】(1)波沿x轴负方向传播时，传播的距离为
Δx＝(n＋)λ＝(n＋)×4 m (n＝0,1,2,3，…)
所以可能距离为3 m、7 m、11 m…
(2)波沿x轴正方向传播，求周期根据Δt＝(n＋)T
得T＝＝ s　(n＝0.1,2,3，…)
在所有的可能周期中，n＝0时周期最大，即最大为0.8 s.
(3)波在0.2 s内传播的距离Δx＝vΔt＝7 m
传播的波长数n＝＝1，可见波形图平移了λ的距离．由题图知波沿x轴负方向传播．
17．17 17.9
【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
2s1-2s2=vΔt′
其中
则汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离为
s1-s2=17 m
已知测速仪匀速扫描，由图乙记录数据可求出汽车前进（s1-s2）这段距离所用时间
汽车运动的速度
18． 加强
【解析】 由简谐运动表达式可知角速度
根据
解得
根据
解得
P点与A、B两波源间的距离之差
故P点的振动加强
19．333
【解析】由图可知，t=0时刻，x1=0处质点位于波峰，x2=1m处质点通过平衡位置向下，结合波形得到
（n=0，1，2，…）
解得，波长
根据波的波长大于1m，n只能取0，得到波长
由图读出周期T=4×10-3s，则波速
20．4和8 2和6
【解析】由题意可知，设实线波波源P位置在x=-4位置，虚线波波源Q位置在x=12位置，这两列波的频率相同，在同种均匀介质中相遇会发生干涉现象．设波长为λ，由图看出，处于1、2、3、4、5、6、7、8位置的各质点到两波源P、Q的距离差分别为：
质点1或7的△x1= ；
质点2或6的△x2= ；
质点3或5的 ；
质点4的△x4=λ-λ=0；
质点8的△x8= ．
据干涉时振动加强区域应满足的条件为△x=nλ（n=0，1，2…），可知处于4和8位置的质点振动加强振幅最大；
振动减弱区域应满足的条件为△x=（2n+1）（n=0，1，2…），可知处于2和6位置的质点的振幅最小．