第三章 机械波 单元测试（word版含答案）

机械波 单元测试
一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1．如图所示，S为水面上一波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了能观察到A点的振动，可采用的方法是（　　）
A．增大波源的频率 B．增大波源的振幅
C．将波源S向左移 D．将N板向左移
2．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法正确的是（　　）
A．0～1.25×10-7 s内质点M运动的路程为2.4mm
B．超声波在血管中的传播速度为1.4×105 m/s
C．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
D．t=1.5×10-7s时质点N恰好处于波谷
3．如图甲所示，时，一小船停在海面上的点，一块浮木漂在纵坐标的点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知（　　）
A．水波的振动向轴负方向传播
B．水波波速为
C．末，小船运动到点
D．末，浮木向下运动
4．在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图（a），振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向下，经过时间t，前13个质点第二次形成的波形图如图（b）所示，则该波的周期T，波速v分别是（　　）
A．T=，v= B．T=t，v=
C．T=t，v= D．T=t，v=
5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xP=2.5m处的一个质点。则以下说法中正确的是（　　）
A．质点P的振幅为0.05m
B．波的频率可能为7.5Hz
C．波的传播速度可能为50m/s
D．在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿y轴正方向运动
6．如图所示，在同一均匀介质中有和两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全相反，和之间相距两个波长，B点为和连线的中点，今以B点为圆心，以为半径画圆，在该圆周的上半圆部分（和两波源除外）共有几个振动加强的点（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
7．一根粗细均匀的绳子，右端固定，一人拿着左端的O点上下振动。以竖直向上为正方向，波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期结束时在介质中形成的波形图是（　　）
A． B．
C． D．
8．警车向路上的车辆发射固定频率的超声波，同时探测反射波的频率．下列说法正确的是（　　）
A．当车辆匀速驶向停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高
B．当车辆匀速驶离停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高
C．当警车匀速驶向停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率降低
D．当警车匀速驶离停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率不变
9．以下关于波的认识，不正确的是（　　）
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．超声雷达的工作原理是波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
10．如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图，其波速为10m/s。振源在x = 5m处。下列说法正确的是（ ）
A．振源的振动频率为4Hz
B．若观察者从x = 2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz
C．从t = 0时刻开始，经0.5s时间x = 3m处质点向x轴负方向迁移0.5m
D．从t = 0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
11．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻的波形如图所示。已知波速为0.4m/s，则（　　）
A．波源的振动周期为2s
B．质点b比质点a先回到平衡位置
C．时，质点d沿y轴负方向运动
D．时，质点a的加速度比质点b的加速度大
12．如图所示，实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.3s时刻的波形图。已知该波的周期为T=0.4s，P处质点的坐标为x=12m，则（ ）
A．t=0.3s时刻P质点向y轴正方向运动
B．该波的波速可能是10m/s
C．t=0时x=14m处质点的加速度方向沿y轴正方向
D．各质点在0.3s内随波迁移了9m
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）
13．一列沿x轴方向传播的简谐横波，已知时的波形如图甲所示，图乙是处的质点的振动图象，则下列说法正确的是（　　）
A．简谐横波的波速为10m/s
B．简谐横波沿x轴正方向传播
C．在时，处的质点到达平衡位置，沿y轴正方向运动
D．经过0.4s，处的质点经过的路程为20cm
14．如图甲是一列简谐横波在t=0.2 s时刻的波形图，P是平衡位置距离原点1.5 m的一个质点，Q是平衡位置距离原点2 m的一个质点，图乙是质点Q的振动图像。则（　　）
A．这列简谐波的波速为10 m/s
B．这列简谐波的传播方向为+x方向
C．0.3 s时P的速度正在增大，加速度正在减小
D．t=0.4 s到t=0.6 s质点P通过的路程为4 cm
15．A、B两点为x轴上的两个振源，A点为坐标原点， B点为坐标轴上x =5m处的点。t=0时刻A、B连线之间的波形图如图所示，已知振源A、B的振幅均为10cm，振动周期T均为0. 2s，则下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两振源形成的两列波的传播方向相同
B．A、B两振源形成的两列波的传播速度均为10m/s
C．t=0时刻，x=4.75m处的质点向下振动
D．t=0.05s时，x =2.5m处的质点开始向上振动
E．在0~0.1s的时间内，x = 1m处的质点运动的路程等于20cm
16．两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，两列波的波速大小均为，波源振动的振幅均为，质点P、Q分别位于和处。此时，两列波分别传播到质点P、Q处。质点M位于处，下列判断正确的是（　　）
A．两列波波源的起振方向相同 B．时，质点M的位移为﹣2cm
C．M点为振动加强点，始终在最大位移处 D．0～2s内，质点M通过的路程为20cm
三、填空题（每空2分，共14分）
17．如图所示，在x轴上有S、A、B三点，S是上、下振动的波源，振动的频率为10Hz。激起的简谐横波沿x轴向左、右传播，波速为40m/s。质点A、B到S的距离为xA=xB=38.4m，且都已经开始振动。若某时刻波源S正通过平衡位置向下振动，则该时刻质点A的运动方向_______，质点B的运动方向_______。（均填“向上”或“向下”）
18．如图，实线是一列简谐横波在t=0时的波形图，经过△t= 0.5s的波形图如图中虚线所示，已知0<△t19．一列简谐横波沿着x轴传播，传播速度为2m/s，某时刻的波形图如图所示，该时刻x=6m处质点运动方向沿y轴负方向，由此可知这列波的传播方向沿x轴___________（选填“正”或“反”）方向，周期为___________s，若此刻开始再经过8s，x=___________（选填“4m”“6m”或“8m”）处质点刚好回到平衡位置。
四、解答题
20．（10分）一列向右传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时A点恰好开始振动，波速大小，质点C的横坐标为0.18m，质点P的横坐标为1.86m。求：
(1)这列简谐横波的频率；
(2)从开始计时，质点C的振动方程；
(3)从开始计时，再经多长时间P点第一次到达波峰位置？在这段时间内质点A通过的路程。
21．（12分）如图（a）、（b）分别表示，一列横波上相距6m的两个质点a和b的振动图像，且质点a比质点b先振动，已知波长为，求
（1）求波的速度v；
（2）若以0.2秒末为计时起点，写出b点的振动方程；
（3）设P点距离b点2m，且在a、b之间，则从时刻开始，P点经过2秒通过路程是多少？
22．（12分）如图所示，一列简谐横波的波源位于x轴上的原点O处，P、Q是x轴上相距的两个质点波源O起振方向竖直向上，做周期为T的简谐振动．一段时间之后的某时刻，P、Q两点都在x轴上方且与x轴的距离都等于其最大位移的一半，此时P点振动方向竖直向下，Q点的振动方竖直向上．求：
（1）P、Q两点起振的时间差；
（2）这列波的波长。
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
观察不到A点振动，说明衍射现象不明显，要使衍射现象变得明显，可以减小波源的频率以增大波长，或将N板向左移减小狭缝的尺寸，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．波的周期为
易知1.25×10-7 s=1.25T，则质点M运动的路程为
故A错误；
B．根据图像可得该波的波长为
由波速与波长的关系式可得
故B错误；
C．由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向。故C错误；
D．由图可知，波传播过程中，离N点的最近的波谷与N点的距离为
波谷传播到N点的时间为
故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
A．由题图乙可知，t=0时刻小船沿y轴正方向起振，则此时小船应位于波传播方向波形的下坡上，所以水波的振动向x轴正方向传播，故A错误；
B．由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为λ=4m、T=1.2s，所以水波波速为
故B错误；
C．小船只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误；
D．t=0时刻浮木正位于波传播方向的上坡上，所以此时浮木沿y轴负方向运动，
因为
且t=0时刻浮木位于平衡位置上方，所以1.5s末，浮木向下运动，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
根据振动的周期性和波的传播特点可知，质点13此时的振动方向向下，而波源的起振方向竖直向下，即第二次从质点13算起，则需要再经历，振动的方向才能向下，即与波源的起振方向相同，设周期为，则
即
由题意可知
且
可得
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
A．振幅为质点离开平衡位置的最大距离，由题图知，质点P的振幅为0.1m，故A错误。
B．波沿x轴正方向传播，则
t=nT+（n=0，1，2，3，…）
周期为
T==s（n=0，1，2，3，…）
频率为
f==Hz=（10n+2.5）Hz（n=0，1，2，3，…）
所以波的频率可能为2.5Hz、12.5Hz、…，不可能为7.5Hz，故B错误；
C．波速为
v=λf=4×（10n+2.5）m/s=（40n+10）m/s（n=0，1，2，3，…）
当n=1时，v=50m/s，故C正确。
D．波沿x轴正方向传播，在t=0.1s时刻与P相距5m处即7.5m质点和与P相距1m的质点振动情况完全相同，而距原点3.5m的质点在t=0.1s时刻的速度方向沿y轴正方向，但-2.5m处的质点与1.5m处振动情况相同，速度沿y轴负方向，D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
和两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全相反，则取圆上一点，到和两个波源分别为和，则当满足
则该点振动加强的点，由题意知波长为
又因为三角形的两边之差小于第三边，故
联立得
n=0或n=1
即
或
和
或
即该圆周的上半圆部分存在四个振动加强点。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
由波源O的振动图象可判断出波源的起振方向向下，则介质中各个质点的起振方向均向下，简谐横波沿x轴正向传播，根据波形的平移法可知，AC两图中波最前列的质点起振方向向上，故AC错误。再由振动图象振幅的变化，可知波源的振幅在增加，故B错误，D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
A．当车辆匀速驶向停在路边的警车时，两车之间的距离减小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故A正确；
B．当车辆匀速驶离停在路边的警车时，两车之间的距离增大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故B错误；
C．当警车匀速驶向停在路边的汽车时，两车之间的距离减小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故C错误；
D．当警车匀速驶离停在路边的汽车时，两车之间的距离增大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故D错误。
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
A．声呐探测水中的暗礁、潜艇等，利用了波的反射原理，A正确，不符合题意；
B．隐形飞机隐形的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现。可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质，或使用吸收雷达电磁波的材料，这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，隐形飞机很难被发现，B正确，不符合题意；
C．超声雷达发射超声波，然后根据被障碍物反射回的波判断状况，即利用波的反射，C错误，符合题意；
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，D正确，不符合题意。
故选C。
10．B
【解析】
【详解】
A．由波速、波长、周期和频率的关系有
，
得
T = 0.4s，f = 2.5Hz
A错误；
B．波源不动，观察者沿x轴负方向运动，与波的传播方向相同，所以他接收到波的频率可能小于波的频率，B正确；
C．质点在平衡位置往复运动，不随波移动，C错误；
D．t = 0时刻，质点a回到平衡位置，由波的平移法可知需要将2m处的振动形式传递过来，距离为，同理b回到平衡位置传递的距离为，因，因此a先回到平衡位置，D错误。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
A．由图可知，波长为8cm，则周期
故A错误；
B．简谐横波沿x轴正方向传播，由图发现，质点b比质点a先回到平衡位置，故B正确；
C．简谐横波沿x轴正方向传播，根据上下坡法可发现，时，质点d沿y轴正方向运动，故C错误；
D．时，质点a的位移比质点b的位移小，则质点a的加速度比质点b的加速度小，故D错误。
故选B。
12．A
【解析】
【详解】
A．由于周期T=0.4s，在0.3s内，波传播了，由图可知波沿着x轴正方向传播，t=0.3s时刻P质点向y轴正方向运动，A正确；
B．由图可知波长
波速
B错误；
C．t=0时x=14m处质点位于时间轴的上方，加速度方向指向平衡位置，沿y轴负方向，C错误；
D．各质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，D错误。
故选A。
13．AD
【解析】
【详解】
A．由甲图可得波长，由乙图可得周期，则波速为
A正确；
B．结合甲、乙两图可知处质点在0.1s的下一时刻应向y轴正方向运动，根据同侧法，波沿x轴负方向运动，B错误；
C．时，即再经一个周期，则处质点振动情况与时相同，则应沿y轴负方向运动，C错误；
D．经0.4s一个周期，质点振动的路程为
D正确。
故选AD。
14．AD
【解析】
【详解】
A．由甲、乙两图可知T=0.4 s，λ=4 m，则由波速与波长、周期的关系可得
v==10 m/s
故A正确；
B．乙图为Q点的振动图像，由图可知，当t=0.2 s时，Q点的振动方向沿着y轴的负方向，对甲图，由同侧法可知，这列简谐波的传播方向为-x方向，故B错误；
C．与0.2 s时相比，0.3 s时这列波向左传播了
x=vt=1 m
此时P点正在远离平衡位置向下振动，可知此时P点的速度在减小，加速度在增大，故C错误；
D．从t=0.4 s到t=0.6 s，P点振动了半个周期，故P点通过的路程为
s=2A=4 cm
D正确。
故选AD。
15．BCE
【解析】
【详解】
A．根据两列波在t=0时刻波形图可知，振源为A的波沿x轴正向传播，振源为B的波沿x轴负向传播，故A错误；
B．由波形图可读出波长为，则两列波的传播速度为
故B正确；
C．振源为B的波沿x轴负向传播，根据同侧法可知t=0时刻，x=4.75m处的质点向下振动，故C正确；
D．t=0.05s，波形传播的距离为
则两列波刚好传播到x =2.5m处，而振源为A的波向上起振，振源为B的波向下起振，则x =2.5m处的质点不振动，故D错误；
E．时间为
则x = 1m处的质点运动的路程等于
故E正确；
故选BCE。
16．AD
【解析】
【详解】
A．根据波形平移法可知时质点P、Q此时的速度方向均沿y轴负方向，所以两列波波源的起振方向相同，故A正确；
B．由图可知，两列波的周期都为
P、Q到M点的距离都是
从该时刻起两列波传到M点用时
剩下时间
即M点振动的时间为 ，可知此时两列波都使M点向下运动到最低点，位移为
故B错误；
C．由题知，两列波的频率相同，波源到M点的路程差等于零，所以M点为振动加强点，振幅为4cm，位移时刻发生变化，故C错误；
D．由以上分析可知质点M振动了
所以通过的路程为
故D正确。
故选AD。
17． 向上 向上
【解析】
【详解】
S是波源，激起的简谐横波沿x轴向左、右传播，由v=λf，可得
λ==m=4m
xB=38.4m=9λ
即质点B的振动状态跟与波源S相距λ的质点B'的振动状态相同（如图所示）。
由此可判断B在x轴下方，运动方向向上。A质点的平衡位置与B质点的平衡位置关于波源S对称，由对称性可知，A的运动情况与B相同，运动方向向上。
18． 2 y= 5sinπt（cm）
【解析】
【详解】
t=0时，x= 2 m处的质点A正向y轴正方向振动，则知波沿x轴正向传播，已知0<△t从t=0.5s时刻开始计时，由波形图可知：振幅A=5cm、φ0=0、周期
则有
t=0.5s时刻，x=1m处质点从平衡位置沿y轴负方向振动，所以x=1m处质点的振动方程为
y= Asin（ωt+φ0）= 5sinπt（cm）
19． 正 4 6m
【解析】
【详解】
该时刻x=6m处质点运动方向沿y轴负方向，根据平移法可知波沿x轴正方向传播
依题意v=2m/s，由图知λ=8m，根据
代入数据解得
经过8s即2T时间，各质点振动情况与图中一样，则x=6m处的质点刚好回到平衡位置。
20．(1)1.25Hz；(2) ；(3)6s；3m
【解析】
【详解】
(1)根据
解得
(2)根据图像
(3)质点P第一次到达波峰是时间为
在6s内质点A通过的路程为
21．（1）20m/s；（2）；（3）26cm
【解析】
【详解】
（1）因波从a向b传播
则有
因，则
由
得
（2）时刻时，b点的振动方程为
0.2s末时，其振动方程
因，代入方程得
（3）对于A点：由
得
对于P点，比A晚振动秒
则
当时
当时
22．(1) （）；(2) （）
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 一段时间之后的某时刻，P、Q两点都在x轴上方且与x轴的距离都等于其最大位移的一半，所以P、Q两点间距
（）
所以P、Q两点起振的时间差
（）
(2) P、Q是x轴上相距的两个质点
（）
解得
（）
答案第1页，共2页
答案第22页，共1页