第三章机械波 综合训练（Word版含答案）

第3章机械波
一、选择题（共17题）
1．一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像，则（　　）
A．该波沿x轴正方向传播
B．若遇到3m的障碍物，该波能发生明显的衍射现象
C．该波的传播速率为0.25m/s
D．经过0.5s，质点P沿波的传播方向移动2m
2．如图所示，S1、S2是两个频率相同的波源，实线表示波峰，虚线表示波谷．则它们相遇区域内的B点振动（　　）
A．始终减弱 B．始终加强
C．过半个周期变为减弱 D．过1/4个周期变为加强
3．一列简谐横波沿着x轴正方向传播，某一时刻的波形图象如图所示．下列判断不正确的是（ ）
A．这列波的波长是8m
B．此时刻x =3m处质点正沿y轴正方向运动
C．此时刻x =7m处质点正沿y轴正方向运动
D．此时刻x =7m处质点的加速度沿y轴负方向
4．如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　）
A．使波源的频率增大
B．使波源的频率减小
C．使波源的周期减小
D．移动N使狭缝的间距增大
5．图所示是一列向右传播的横波在t=0时刻的波形图，已知此波的波速为2.4m/s，则此波传播的过程中，坐标为（0.9，0）的质点到t=1s时，所通过的路程为（ ）
A．2.56m B．2.4m C．0.16m D．0.02m
6．关于机械波不正确的说法有（　　）
A．波产生需要两个条件，即波源和介质
B．在传播方向上两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长
C．波动过程是能量由近及远传播的过程
D．波源振动一个周期，波就沿传播方向前移一个波长
7．如图，x轴上、l4m处有两个振动周期相同、振幅均为lcm的波源、，某时刻同时开始竖直向上振动，产生波长均为4m沿x轴传播的简谐横波则和处的质点的振幅分别为（　　）
A．1cm 1cm B．0 2cm C．2cm 0 D．2cm 2cm
8．以下对机械波的认识正确的是（　　）
A．形成机械波一定要有振源和介质
B．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
C．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
9．B超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，而遇到人体组织会产生不同程度的反射（类似回声），通过探头发送和接收超声波信号，经过计算机的处理，形成B超图象（如图甲所示）。图乙为沿x轴正方向发送的超声波图象，已知超声波在人体内传播速度约为1500m/s，下列说法正确的是（　　）
A．此超声波的频率约为1.25×105Hz
B．图乙中质点A在此后的1s内运动的路程为1500m
C．图乙中质点B此时沿y轴正方向运动
D．图乙中质点A、B两点加速度相同
10．下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（　　）
A．粗糙斜面上的金属球在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
B．单摆的摆长为，摆球的质量为、位移为，此时回复力约为
C．质点之间的距离等于简谐波的一个波长
D．实线为某时刻的波形图，若此时质点向上运动，则经一短时间后波动图如虚线所示
11．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s，t=0时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图象。下列说法中正确的是（　　）
A．质点b与质点d的速度总是相同的
B．经t=4.0s质点a沿波传播方向运动4.0m
C．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置
D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz
12．如图甲，为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为从t=0时刻开始计时质点P运动的v—t图象，沿y轴正向为振动正方向，下列说法中正确的是（　　）
A．该列简谐横波沿x轴正方向传播
B．该列简谐横波沿x轴传播的速度为1.25m/s
C．t=0时刻质点P离开平衡位置的位移为cm
D．从t=0开始，经过2s，质点Q将沿x轴移动2m
13．以下关于波的认识，正确的是（　　）
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，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．超声波雷达的工作原理是利用波的折射
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
14．如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象，质点Q的平衡位置位于x=3.5m．下列说法正确的是（ ）
A．在0.3s时间内，质点P向右移动了3m
B．这列波的传播速度是20m/s
C．这列波沿x轴正方向传播
D．t=0.ls时，质点P的加速度大于质点Q的加速度
E．t=0.45s时，x=3.5m处的质点Q到达波谷位置
15．如图所示为两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5 cm,且图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1 m/s和0.5 m,C 点是 BE 连线的中点,下列说法正确的是（ ）
A．C 、 E 两点都保持静止不动
B．图示时刻 A 、 B 两点的竖直高度差为20 cm
C．图示时刻 C 点正处于平衡位置且向水面下运动
D．从图示的时刻起经0.25 s,B 点通过的路程为20 cm
16．下列说法中的现象属于波干涉的是________；属于波的衍射的是________。
A．夏日雷声轰鸣不绝
B．闻其声而不见其人
C．听到远离的汽笛声音音调较低
D．两个完全相同的声源固定在空间某两位置上，如果在声源周围走动，时而感到有声，时而感到无声
17．两列在同一介质传播的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为2.50Hz，图示时刻平衡位置x=3m处的质点正在向上振动．则下列说法正确的是

A．实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播
B．两列波在相遇区域发生干涉现象
C．两列波的波速均为15m/s
D．从图示时刻起再过0.025s，平衡位置x=1.875m处的质点将位于y=15cm处
E.图示时刻平衡位置x=4.5m处的质点位于y=-15cm处
二、综合题
18．如图为某时刻相干波源S1、S2发出的波的示意图，实线表示波峰位置，虚线表示波谷位置，图中a、b、c三点，再经过半个周期，_____点为振动加强点，_____点为振动减弱点。
19．双缝干涉实验
（1）实验过程：让一束单色光投射到一个有两条狭缝S1和S2的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生______。
（2）实验现象：在屏上得到______的条纹。
20．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图（此时振动刚传到处），质点P为介质中的一质点，此时质点P的纵坐标，再经过，质点P由图示位置第一次到达波谷，质点Q为介质中平衡位置在处的质点，求：
（1）平衡位置在处的质点的振动方程；
（2）从时刻起再经过多长时间质点Q第二次经过平衡位置向y轴负方向运动
21．一列沿－x方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm，P、Q两点的坐标分别为(2.5，0)和(－1，0)，已知t＝1.1s时，P点第二次出现波峰，试计算：
(1)这列波的传播速度；
(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波谷；
(3) 从t＝0时刻起，到Q点第一次出现波谷时，P点通过的路程。
22．一简谐横波沿水平绳沿x轴负方向以v=20m/s的波速传播。已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置分别是xM=5m、xN=35m。从该时刻开始计时，求：
(1)质点N第一次回到平衡位置的时间t；
(2)平衡位置在x=20m的质点，其振动的位移随时间变化的表达式（用余弦函数表示）；
(3)经过多长时间，质点M、N振动的速度相同。
23．如图是一列横波的波形图像。已知这列波的频率为，此时处的质点正向y轴正方向振动，可以推知：
（1）这列波正在沿轴哪个方向方向传播；
（2）这列波传播速度是多少；
（3）作出该质点的振动图像，并求出该质点在内通过的路程是多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向．故A不符合题意；
B．由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故B符合题意；
C．由甲读出该波的波长为4m，由乙图读出周期为1s，则波速为
故C不符合题意；
D．质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播．故D不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】
根据题中“实线表示波峰，虚线表示波谷”．由图可知，B点是谷谷相遇点，是振动加强点，故选B.
3．C
【详解】
A．由图象可知波长λ=8m，故A正确；
B．简谐横波沿着x轴正方向传播，波形将向右平移，则此时刻x=3m处质点沿y轴正方向运动．故B正确；
C．x=7m处质点正沿y轴负方向运动，选项C错误；
D．x=7m处质点位移为正值，由
分析得知，加速度为负值，即沿y轴负方向．故D正确。
此题选择不正确的选项，故选C。
4．B
【详解】
A．当波源频率增大时，波长减小，不易发生衍射，故A错误；
B．当波源频率减小时，波长增大，可以使衍射现象更加明显，故B正确；
C．当波源的周期减小时，波源频率增大，波长减小，不易发生衍射，故C错误；
D．当移动N使狭缝的间距增大，孔的间距增大，衍射现象会变弱，振动减弱，故D错误；
故选B。
5．C
【详解】
根据图像可知，波长为1.2m，所以周期为
从t=0时刻到t=1s，经过两个周期，通过路程为
故选C。
6．B
【详解】
A．波产生需要两个条件，即波源和介质，选项A正确，不符合题意；
B．在传播方向上两个振动情况完全相同的质点之间的距离是波长的整数倍，选项B错误，符合题意；
C．波动过程是能量由近及远传播的过程，选项C正确，不符合题意；
D．波源振动一个周期，波就沿传播方向前移一个波长，选项D正确，不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】
处的质点到两个振源的距离差为
10m-6m=4m=λ
则该点为振动加强点，则振幅为2A=2cm；处的质点到两个振源的距离差为
11m-5m=6m=λ
则该点为振动减弱点，则振幅为0。
故选C。
8．A
【详解】
A．形成机械波一定要有振源和介质，故A正确；
B．质点只在平衡位置附近振动，不沿波的传播方向迁移，故B错误；
C．振源做简谐运动形成的波中，各质点振动步调不一致，故C错误；
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点晚一些振动，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
A．根据图象读出波长
由
得频率为
故A正确；
B．质点A振动的周期为
质点A只会上下振动，因为
所以质点A在1s内运动的路程为
故B错误；
C．由上下坡法知，此时质点B正向y轴负向运动，故C错误；
D．质点A、B两点位移大小相同，方向相反，则加速度方向相反，大小相同，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
A．粗糙斜面上的金属球在弹簧的作用下运动，由于斜面的摩擦阻力总是与球的速度方向相反，所以球的振幅会越来越小，最终停止运动，所以该运动不是简谐运动，故A错误；
B．单摆的摆长为，摆球的质量为、位移为、摆角为，则回复力的大小为
故B正确；
C．由波形图可知质点之间的距离等于简谐波的半个波长，故C错误；
D．实线为某时刻的波形图，若此时质点向上运动，则波向左传播，则经一较长时间（大于）后波动图如虚线所示，故D错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．根据图乙b质点在t=0开始的振动图像可得振动方向向下，由波形的同侧法原理可知波沿x轴负方向传播，而d质点在平衡位置向上振动，则质点b与质点d的速度方向相反，速度不同，故A错误；
B．由振动图可读出
则经t=4.0s，波形传播的距离为
而质点始终在平衡位置上下振动而不随波形传播，故B错误；
C．质点a和c相差半个波长的距离，故质点a在波谷时，质点c一定在波峰位置，故C错误；
D．由周期和频率的关系可知，波的频率为
而观察者沿着x轴靠近波源运动时，由多普勒效应可知，观察者接收到的该波的频率将大于波源的实际频率0.25Hz，故D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．根据“上下坡”法则，该列简谐横波沿x轴负方向传播，所以A错误；
B．由图像可知波长为，周期为，则有
所以B错误；
C．由乙图知P点经过0.5s时达到最大的速度，P点处于平衡位置，此时P点振动了个周期，则P点在t=0时刻时离开平衡位置的位移为
所以C正确；
D．质点只能在平衡位置做上下振动不会随波移动，所以D错误；
故选C。
13．ABD
【详解】
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射。故A正确；
B．隐形飞机的原理是：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，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现。故B正确；
C．雷达的工作原理是利用波的反射。故C不正确；
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。故D正确。
故选ABD。
14．CDE
【详解】
A．简谐横波传播过程中，质点P只上下振动，不向右移动，故A错误；
C．由乙图可知，t＝0时刻质点的速度向上，结合图甲在该时刻的波形可知，波沿x轴正方向传播，故C正确；
B．由图甲可知波长4m，由图乙可知周期为T=0.4s，则波速为：波速v＝m/s＝10 m/s，故B错误；
D．当t＝0.1 s＝T时，质点P应处于最大位移处，加速度最大，而质点Q应在平衡位置的下方，且位移不是最大，故其加速度应小于质点P的加速度，故D正确；
E．t＝0.45 s时，波形平移的距离Δx＝vt＝4.5 m＝＋0.5 m，即t＝0时刻，x＝3 m处的质点振动形式传播到Q点，Q点处于波谷位置，故E正确。
故选CDE．
15．BD
【详解】
E点是波峰与波峰，B点是波谷与波谷相遇，是振动加强点，振幅为2A，但位移会发生变化，而C点是处于加强区域的，振幅为2A，此时处于平衡位置，故A错误；点A与点E是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强点；由于振幅是5cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm，而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡低10cm．所以A、B相差20cm，故B正确；由题意可知，图示时刻C点总处于平衡位置，而波峰正在由E向B位置传播，故C错误；根据，从图示时刻起经0.25s，B质点通过的路程为：s=4A=20cm，故D正确．所以BD正确，AC错误．
16． D B
【详解】
夏日雷声轰鸣不绝说明波的反射；闻其声而不见其人属于波的衍射；听到远离的汽笛声音音调较低属于多普勒效应；两个完全相同的声源固定在空间某两位置上，如果在声源周围走动，时而感到有声，时而感到无声属于波的干涉。
17．ACE
【详解】
A．图示时刻，实线波处的质点正处在平衡位置向上振动，可推知实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．两列波在同一均匀介质传播，所以两列波的波速相同，由波形图可知波长不同，根据，所以两列波的频率不同，不能发生干涉现象，故B错误；
C．根据，由实线波可知，故C正确；
D．因为，所以处的实线波峰将传到处，处的虚线波峰也将传到处，所以平衡位置的质点将位于处，故D错误；
E．图示时刻平衡位置的质点，实线波和虚线波两列波单独引起的位移分别为、0cm，故合位移为，故E正确．
故选：ACE
18． a、b c
【详解】
在波的传播过程中波峰和波谷交替出现，故在两个相邻波峰之间一定存在一个波谷，故b点应该既是的波谷位置，又是的波谷位置，即为两个波谷的重叠区域，故b点是振动加强位置，同理a点是波峰与波峰相遇点，振动也加强，而点是的波峰位置也是的波谷位置，故是振动减弱的位置；再经过半个周期，b是波峰与波峰相遇，而a是波谷与波谷相遇，对于c点仍是波峰与波谷相遇，故a、b是振动加强点，而c点是振动减弱点。
19． 干涉现象 明暗相间
20．（1）；（2）0.09s
【详解】
（1）由图可知再过
质点P到达波谷
即
解得
时刻，平衡位置在处的质点位于平衡位置，且向上运动，振幅平衡位置在，0处的质点的振动方程为
（2）波由传播到所用的时间为，由图知
波速
故
设波传播到后又经过时间，质点Q第二次经过平衡位置向y轴负方向运动
则有
故总时间为
21．（1）2.5m/s；（2）2.3s；（3）1.7m
【详解】
（1）由题意可知该波的波长为
λ＝1m
P点与最近波峰的水平距离为1.75m，距离下一个波峰的水平距离为2.75m，所以
（2）Q点与最近波谷的水平距离为5.75m，故Q点第一次出现波谷的时间为
（3）该波中各质点振动的周期为
Q点第一次出现波谷时质点P振动了
t2＝1.7s
则
质点每振动经过的路程为10cm，P点通过的路程
22．(1)0.75s；(2) ；(3)
【详解】
(1)机械波在均匀介质中匀速传播，波沿x轴负方向传播，平衡位置的振动状态距N点
解得;
(2)由题知，
该质点与原点的距离为，则该质点的初相位为
故该质点的振动表达式为
或;
(3)当某质点位于平衡位置时，其两侧与它平衡位置间距相等的质点速度相同，平衡位置的振动状态传播到MN中点的距离
经过的时间
解得
23．（1）沿轴向右传播；（2）；（3）；
【详解】
（1）由于处的质点正向y轴正方向振动，因此这列波沿轴向右传播。
（2）由图象可知
根据代入数据可得，波速大小
（3）该质点的振动图像如图所示：
波的周期
每经过一个周期，质点振动4倍振幅，而每运动2.5个周期，因此内通过的路程
答案第1页，共2页