第三章 机械波 阶段性检测卷（Word版含答案）

第三章 机械波阶段性检测卷
一、单项选择题
1．近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍．当战机在法库上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动．这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆．关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近（ ）
A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱
B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音
C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低
D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话
2．一列横波沿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1所示，此后，若经过个周期开始计时，则图2描述的是（　　）
A．a处质点的振动图像 B．b处质点的振动图像
C．c处质点的振动图像 D．d处质点的振动图像
3．如图所示是一列简谐横波某时刻t0的图像．经过Δt=1.2s时间，恰好第三次重复出现图示的波形．根据以上信息，不能确定是（ ）
A．波的传播速度的大小
B．t=0.6s时刻的波形
C．t=0.6s时刻质点P的速度方向
D．Δt=1.2s时间内质点P经过的路程
4．如下图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图。当Q点在t=0的振动状态传至P点时，下列说法正确的是（　　）
A．Q处的质点此时正在波峰位置
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时的振动速度比P处的大
D．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
5．手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是（　　）
A．该简谐波是纵波
B．经一段时间后P点逐渐移至绳的右端
C．时，P在平衡位置上方
D．时，P的速度方向竖直向上
6．一列波长大于 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
7．一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m，且这两质点之间只有一个波峰，则该简谐波可能的波长为（ ）
A．4 m、6 m和8 m B．6 m、8 m和12 m
C．4 m、6 m和12m D．4 m、8 m和12 m
二、多项选择题
8．如图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波时刻的波形图，从开始计算处质点经过4s恰好运动的路程为，下列说法正确的是（　　）
A．该波的波长为
B．该波上质点的振动周期为4s
C．时刻处质点振动方向沿y轴负方向
D．该波的波速为
9．一列简谐横波向轴负方向传播，在时的波形如图所示，、两质点的平衡位置的坐标分别为、。已知时，质点第二次出现波峰，下列说法正确的是（　　）
A．振源的起振方向为轴负方向
B．当质点位于波峰时，质点位于波谷
C．该波的波速为
D．时，质点第一次出现波峰
10．一列沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图所示。已知振源振动的周期T=4s，x=1m处的质点P比x=3m处的质点Q先回到平衡位置。则下列说法中正确的是（　　）
A．该波沿x轴负方向传播，波速为2m/s
B．质点P经过3s振动的路程0.3m
C．t=1s时，质点Q的速度方向和加速度方向相同
D．质点Q在t=0.5s时恰好位于波峰
三、填空题
11．如图所示是两个相干波源发出的水波，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅都为，C点为AB连线的中点。图中A，B，C，D，E五个点中，振动减弱的点是__，从图示时刻起经过半个周期后，A点的位移为__cm。（规定竖直向上为位移的正方向）。
12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，频率为10Hz，某时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在x1=15cm处，质点B的平衡位置在x2=32cm处，则该简谐波传播的速度为__________cm/s，A、B两质点__________（选填“A”或“B”）先回到平衡位置，A、B两质点先后回到平衡位置的时间差为__________s。（计算结果可以用分数表示）
四、解答题
13．从甲地向乙地发出频率为50 Hz的声波，当波速为330 m/s时，刚好在甲、乙两地形成一列有若干个完整波形的波，当波速为340 m/s时，两地还是存在若干个完整波形，但完整波形的波数减少了两个，据此可以判断甲、乙两地距离应为 。
14．一列简谐横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.05s时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：
(1)若0.05s=，求这列波沿x轴正向传播的波速；
(2)当波速为200m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x=8m处的质点P从平衡位置运动至波峰所需的最短时间是多少？
(3)若已知2T15．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴-0.2m和1.2m处，两波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动。质点M、N的平衡位置分别处于x轴0.5m和0.6m处。求：
（1）平衡位置在x=0处质点的振动方程；
（2）t=1s时，质点M的位移；
（3）0~3s内质点N运动的路程。
参考答案
1．C2．A3．C4．B5．C6．A7．C
8．CD9．BC10．CD
11．D、E -20
12．400 B 0.0075
13．448.8 m
【解析】
由 可求得当波速为330 m/s时波长为
甲、乙两地的间距为此波长的整数倍，即d＝nλ（n＝1，2，3，4…）
当波速变为340 m/s时d＝（n－2）λ（n＝1，2，3，4…）
λ＝m＝6.8 m
由上述几式可解得d＝448.8 m
14．(1)；(2)波向x轴正方向传播；0.03s；(3)440m/s
【解析】
(1)波沿x轴正向传播，则
(2)若波沿x轴正向传播，则Δs=Δx1＋nλ=（2＋8n）m，n=0，1，2…
故
当波速为200m/s时，有200=（40＋160n）
n=1，所以波向x轴正方向传播
故有
所以P质点第一次到达波谷所需最短时间为
若波沿x轴负方向传播，则Δs=Δx1＋nλ=（6＋8n）m，n=0，1，2…
故
显然，若该列波向x轴负方向传播，波速不可能为200m/s。
综上所述，波速为200m/s时，该列波只能沿x轴正方向传播，P质点第一次到达波谷所需最短时间为0.03s。
(3)P质点速度向上，说明波沿x轴负向传播，2T15．（1）；（2）-4cm；（3）4cm
【解析】
（1）由图像可得，波长为
周期为 ，
平衡位置在x=0处质点的振动方程为
（2）由图像可得，两列波同时到达M点，有
t=1s时，有
则两列波，同时到达波谷，则质点M的位移为-4cm。
（3）右波传到N点的时间
左波传到N点的时间
1.0s后，N点始终处于振动减弱状态，静止不动，所以N点实际振动时间为0.5s，即半个周期，则N点的路程为答案第1页，共2页