章末测评验收卷(三) 机械波
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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.下列关于机械振动与机械波的叙述，正确的是( )
单摆的摆动周期与单摆的摆长、摆球质量和重力加速度有关
频率相同的两列波发生稳定的干涉，振动加强点的位移始终最大
在教室里隔着门缝听到说话声，是由于声波的干涉现象造成的
弹簧振子做简谐运动，加速度增大的过程中，速度一定减小
2.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为( )
声波是纵波，光波是横波 声波振幅大，光波振幅小
声波波长较长，光波波长很短 声波波速较小，光波波速很大
3.下列现象中，可以用多普勒效应解释的是( )
雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
同一声源发出的声波，在空气和水中传播速度不同
超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化
水塘里，微风激起的水波遇到小石块、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播
4.(2024·广东湛江期末)湛江濒临南海，是国内著名的滨海旅游城市，长达1 500多公里的海岸线，拥有众多优良海水浴场。在金沙湾海滨浴场，某同学测得某一海水的水波上某一位于x＝0处的质点，在t＝0时处于平衡位置，经过1.5 s波刚好传播到x＝4 m的位置，波形如图所示。下列说法正确的是( )
该波的波长为5 m
该波的传播速度为3 m/s
t＝0时，平衡位置处的质点向上振动
此后10 s内，x＝3 m处的质点通过的路程为3 m
5.t＝0时，坐标原点O处的质点由平衡位置沿y轴正方向开始做周期为0.4 s的振动，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t＝0.6 s时的波形图是( )
A B C D
6.同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是( )
质点P是振动减弱的点，但其振动并不始终减弱
质点N是振动减弱的点，其位移始终为0
质点M是振动加强的点，其位移大小始终等于2A
振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变
7.(2024·广东广州期末)图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝1 s时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示，下列说法正确的是( )
该列横波的周期为0.4 s
质点K在1 s的时间内沿x轴方向移动0.2 m
如果图乙为质点K的振动图像，则波沿x轴正向传播
如果图乙为质点L的振动图像，则波沿x轴正向传播
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起浮标上下振动，下列说法正确的是( )
减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
减小波源的振动频率，衍射现象更明显
增大波源的振动频率，衍射现象更明显
9.(2024·茂名开学考试)如图甲、乙分别为两列机械波Ⅰ、Ⅱ的波源的振动图像，t＝0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始沿水平方向传播，并在t＝2 s时恰好相遇，已知A、B相距0.8 m，C为AB中点，D距A点0.15 m，则下列说法正确的是( )
直线上A、B外侧均为振动减弱点
机械波Ⅱ的波速为2 m/s
t＝4 s内直线上C点通过的路程为零
机械波Ⅰ的波长为0.2 m
10.图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0.5 s 时的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是( )
该简谐横波的传播速度为4 m/s
图乙可能是图甲中M质点的振动图像
从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
从此时刻起，经过4 s，P质点运动了1.6 m 的路程
三、非选择题(本题共5小题，共54分。)
11.(7分)在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的________(1分)现象，b图样是水面波的________现象(1分)。
(2)如图所示，用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向________ (2分)(选填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为________ cm(3分)。
12.(10分)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.07 s时刻的波动图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知该波的传播方向沿x轴________(2分)(选填“正”或“负”)方向传播，该波的传播速度________________ m/s(2分)，t＝0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移为________ cm(3分)，A点的横坐标为x＝________ m(3分)。
13.(9分)在一个无限大的薄平面弹性介质中建立如图所示的Ox轴，现使O点垂直介质平面(沿y轴方向)做简谐运动，于是沿Ox轴形成简谐波，轴上质点N的平衡位置为x＝5 m，从O点开始振动计时，经过0.5 s振动传播到质点M时的波形如图所示，求：
(1)(3分)O点振动后传播到质点N的时间；
(2)(3分)质点N开始振动时，O点已通过的路程；
(3)(3分)画出质点N从t＝2.5 s开始计时的振动图像。
14.(13分)图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经1 s后，其波形如图中虚线所示。
(1)(6分)如果该波的周期T大于1 s，且波是向左传播的，波的速度多大？波的周期多大？
(2)(7分)如果波是向右传播的，波的速度多大？波的周期多大？
15.(15分)(2024·广东深圳期末)一游乐场的造浪池中，水面波平稳地以1.8 m/s的速率向岸边传播。某同学在原地漂浮时，发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s，不考虑波在传播过程中的能量损失。
(1)(5分)求该波的频率；
(2)(5分)求该波的波长；
(3)(5分)若波浪的最高点比静水平面高0.5 m，该同学会随着波浪上下浮动(可视为如图所示的简谐运动)，从第1个波峰通过开始计时，写出其位移随时间变化的表达式。
章末测评验收卷(三) 机械波
1.D [根据单摆的周期公式T＝2π，可知单摆的摆动周期与单摆的摆长和重力加速度有关，与摆球的质量无关，故A错误；频率相同的两列波发生稳定的干涉，振动加强点的振幅始终最大，但位移在质点振动过程中会变化，故B错误；在教室里隔着门缝听到说话声，是由于声波的衍射现象造成的，故C错误；弹簧振子做简谐运动，加速度增大的过程中，振子远离平衡位置，速度一定减小，故D正确。]
2.C [波发生明显的衍射现象的条件是：孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更小，由于声波的波长比较长(1.7 cm～17 m)，和楼房的高度相近，故可以发生明显的衍射现象，而可见光的波长很短，无法发生明显的衍射现象，故C正确。]
3.C [先看到闪电后听到雷声，是因为光的传播速度大于声音的传播速度，故A错误；同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是由于介质折射率不同导致的，与多普勒效应无关，故B错误；超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化，是由于多普勒效应产生的，故C正确；水塘里，微风激起的水波遇到小石块、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播，是衍射现象，故D错误。]
4.D [由题图可知λ＝4 m，可得λ＝ m，故A错误；由题意可知T＝1.5 s，可得T＝2 s，则波速v＝＝ m/s，故B错误；由波的传播方向与波形图可知，t＝0时平衡位置的质点向下振动，故C错误；在此后10 s，即5T内，x＝3 m处的质点通过的路程为s＝5×4A＝20×15 cm＝3 m，故D正确。]
5.C [波源在坐标原点，所以向左传播的波和向右传播的波关于y轴对称，t＝0.6 s＝1.5 T，根据机械波的周期性可知，在t＝0.6 s时，波源正处在平衡位置向下振动，而后一质点重复前一质点的运动，故C正确。]
6.D [两列水波同步振动、频率相同、振幅均为A，在叠加的区域会发生干涉现象，形成稳定的干涉图样。M和N是振动加强的点，振幅均为2A，且振动始终加强，但振动的位移随时间变化，B、C错误；质点P是振动减弱的点，其振幅为0，位移也始终为0，A错误；振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变，D正确。]
7.D [由题图乙可知，该波的周期为T＝2 s，故A错误；质点K只能沿y轴振动，不能沿x轴移动，故B错误；如果题图乙为质点K的振动图像，由题图乙可知，t＝1 s时质点K沿y轴负方向振动，结合题图甲可知，波沿x轴负向传播，故C错误；如果题图乙为质点L的振动图像，由题图乙可知，t＝1 s时质点L沿y轴负方向振动，则波沿x轴正向传播，故D正确。]
8.AC [减小波源的振幅，位于A点的浮标做受迫振动的振幅相应减小，故可以减小波源S的振动对浮标的影响，A正确，B错误；减小波源的振动频率，由λ＝可知，波长变大，衍射现象更明显，C正确，D错误。]
9.ACD [设两列波的传播速度为v，则有2vt＝xAB，解得v＝0.2 m/s，故B错误；由图甲、乙可知两列波的周期均为1 s，所以两列波的波长为λ＝vT＝0.2 m，两列波在A、B外侧均相距Δx＝0.8 m＝4λ，两列波的起振方向相反，所以直线上A、B外侧均为振动减弱点，故A、D正确；两列波传至C点所需要的时间为t＝ s＝2 s，又因为C点与A、B两点的距离差为零，为振动减弱点，所以t＝4 s内直线上C点通过的路程为零，故C正确。]
10.ABC [由图甲可得λ＝4 m，由图乙可得T＝1.0 s，所以该简谐横波的传播速度为v＝＝4 m/s，故A正确；由图甲可知，在t＝0.5 s时刻，质点M在平衡位置沿y轴正方向振动，与振动图像乙符合，则图乙可能是图甲M质点的振动图像，故B正确；在图示时刻质点Q沿y轴正方向振动，而质点P在最高点将要沿y轴负方向振动，可知从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置，故C正确；因为4 s＝4T，则从此时刻起，经过4 s，P质点运动的路程为4×4A＝16A＝16×0.2 m＝3.2 m，故D错误。]
11.(1)衍射 干涉 (2)向下 100
解析 (1)波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图a说明发生了明显的衍射现象。频率相同的两列波相遇时，当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现象。
(2) B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，知C点的振动方向向下。
波的周期T＝＝ s＝0.2 s，质点在一个周期内振动经过的路程等于4倍的振幅，经过0.25 s时，A点经过的路程等于5倍的振幅，A点是振动加强点，A＝20 cm，则s＝100 cm。
12.负 100 10 9
解析 由质点A的振动图像可知，质点A在t＝0.07 s时刻速度沿y轴负方向，由同侧法可知该波的传播方向沿x轴负方向；由题图甲可知该波的波长为λ＝8 m，由题图乙可知该波的周期为
T＝8×10－2 s，可得波速为v＝＝100 m/s
由题图乙可知质点A的振动方程为
y＝20sin (25πt－π) cm
当t＝0.07 s时y＝10 cm
由质点A的振动方程可知质点A再次到达平衡位置的时刻为t＝0.08 s，由于波沿x轴负方向传播，可知x＝8 m处质点再次到达平衡位置的时刻为t′＝0.09 s
时间差为Δt＝0.01 s
则波传播的距离s＝v·Δt＝1 m
可得A点的横坐标为x＝8 m＋s＝9 m。
13.(1)2.5 s (2)80 cm (3)见解析图
解析 (1)波速v＝＝ m/s＝2 m/s
振动传播到质点N经历的时间为t＝＝2.5 s。
(2)由题意知，周期T＝1 s，质点N开始振动时，O点已通过的路程为s＝×4A＝80 cm。
(3)图像如图所示。
14.(1)0.06 m/s 4 s
(2)(0.24n＋0.18) m/s(n＝0，1，2，3，…) s(n＝0，1，2，3，…)
解析 (1)如果该波的周期T大于1 s，且波是向左传播的，则波的速度是v＝＝ m/s＝0.06 m/s
周期为T＝＝ s＝4 s。
(2)如果波是向右传播的，波的速度是
v右＝
x右＝λ(n＝0，1，2，3，…)
解得v右＝ m/s(n＝0，1，2，3，…)
周期为T＝
解得T＝ s(n＝0，1，2，3，…)。
15.(1)0.6 Hz (2)3 m
(3)y＝0.5sin m或y＝0.5cosm
解析 (1)由题意可知，周期为T＝ s＝ s
则波的频率为f＝＝0.6 Hz。
(2)该波的波长为λ＝vT＝1.8× m＝3 m。
(3)由题意知A＝0.5 m
从第1个波峰通过开始计时，该同学的位移随时间变化的表达式为y＝Asin＝0.5sin m
或y＝0.5cosm。(共33张PPT)
章末测评验收卷(三)
第三章 机械波
(时间：75分钟 满分：100分)
D
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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.下列关于机械振动与机械波的叙述，正确的是( )
A.单摆的摆动周期与单摆的摆长、摆球质量和重力加速度有关
B.频率相同的两列波发生稳定的干涉，振动加强点的位移始终最大
C.在教室里隔着门缝听到说话声，是由于声波的干涉现象造成的
D.弹簧振子做简谐运动，加速度增大的过程中，速度一定减小
C
2.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为( )
A.声波是纵波，光波是横波
B.声波振幅大，光波振幅小
C.声波波长较长，光波波长很短
D.声波波速较小，光波波速很大
解析 波发生明显的衍射现象的条件是：孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更小，由于声波的波长比较长(1.7 cm～17 m)，和楼房的高度相近，故可以发生明显的衍射现象，而可见光的波长很短，无法发生明显的衍射现象，故C正确。
C
3.下列现象中，可以用多普勒效应解释的是( )
A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B.同一声源发出的声波，在空气和水中传播速度不同
C.超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化
D.水塘里，微风激起的水波遇到小石块、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播
解析 先看到闪电后听到雷声，是因为光的传播速度大于声音的传播速度，故A错误；同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是由于介质折射率不同导致的，与多普勒效应无关，故B错误；超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化，是由于多普勒效应产生的，故C正确；水塘里，微风激起的水波遇到小石块、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播，是衍射现象，故D错误。
D
4.(2024·广东湛江期末)湛江濒临南海，是国内著名的滨海旅游城市，长达1 500多公里的海岸线，拥有众多优良海水浴场。在金沙湾海滨浴场，某同学测得某一海水的水波上某一位于x＝0处的质点，在t＝0时处于平衡位置，经过1.5 s波刚好传播到x＝4 m的位置，波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.该波的波长为5 m
B.该波的传播速度为3 m/s
C.t＝0时，平衡位置处的质点向上振动
D.此后10 s内，x＝3 m处的质点通过的路程为3 m
C
5.t＝0时，坐标原点O处的质点由平衡位置沿y轴正方向开始做周期为0.4 s的振动，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t＝0.6 s时的波形图是( )
解析 波源在坐标原点，所以向左传播的波和向右传播的波关于y轴对称，t＝0.6 s＝1.5 T，根据机械波的周期性可知，在t＝0.6 s时，波源正处在平衡位置向下振动，而后一质点重复前一质点的运动，故C正确。
D
6.同步振动、频率相同、振幅均为A的两列水波在水面上相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样，其中实线代表波峰，虚线代表波谷。在图示时刻，M为波峰与波峰相遇点、N为波谷与波谷相遇点、P为波峰与波谷相遇点。则以下说法正确的是( )
A.质点P是振动减弱的点，但其振动并不始终减弱
B.质点N是振动减弱的点，其位移始终为0
C.质点M是振动加强的点，其位移大小始终等于2A
D.振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变
解析 两列水波同步振动、频率相同、振幅均为A，在叠加的区域会发生干涉现象，形成稳定的干涉图样。M和N是振动加强的点，振幅均为2A，且振动始终加强，但振动的位移随时间变化，B、C错误；质点P是振动减弱的点，其振幅为0，位移也始终为0，A错误；振动加强和减弱的区域在水面上的位置稳定不变，D正确。
D
7.(2024·广东广州期末)图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝1 s时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.该列横波的周期为0.4 s
B.质点K在1 s的时间内沿x轴方向移动0.2 m
C.如果图乙为质点K的振动图像，则波沿x轴正向传播
D.如果图乙为质点L的振动图像，则波沿x轴正向传播
解析 由题图乙可知，该波的周期为T＝2 s，故A错误；质点K只能沿y轴振动，不能沿x轴移动，故B错误；如果题图乙为质点K的振动图像，由题图乙可知，t＝1 s时质点K沿y轴负方向振动，结合题图甲可知，波沿x轴负向传播，故C错误；如果题图乙为质点L的振动图像，由题图乙可知，t＝1 s时质点L沿y轴负方向振动，则波沿x轴正向传播，故D正确。
AC
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起浮标上下振动，下列说法正确的是( )
A.减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
B.增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响
C.减小波源的振动频率，衍射现象更明显
D.增大波源的振动频率，衍射现象更明显
ACD
9.(2024·茂名开学考试)如图甲、乙分别为两列机械波Ⅰ、Ⅱ的波源的振动图像，t＝0时刻分别同时从图丙的A、B两点开始沿水平方向传播，并在t＝2 s时恰好相遇，已知A、B相距0.8 m，C为AB中点，D距A点0.15 m，则下列说法正确的是( )
A.直线上A、B外侧均为振动减弱点
B.机械波Ⅱ的波速为2 m/s
C.t＝4 s内直线上C点通过的路程为零
D.机械波Ⅰ的波长为0.2 m
ABC
10.图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0.5 s 时的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播速度为4 m/s
B.图乙可能是图甲中M质点的振动图像
C.从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置
D.从此时刻起，经过4 s，P质点运动了1.6 m 的路程
三、非选择题(本题共5小题，共54分。)
11.(7分)在利用发波水槽得到水面波形的实验中：
(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的________现象，b图样是水面波的________现象。
(2)如图所示，用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，C点为AB连线的中点。则图示时刻C点的振动方向________ (选填“向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25 s时，A点经过的路程为________ cm。
答案 (1)衍射 干涉 (2)向下 100
解析 (1)波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图a说明发生了明显的衍射现象。频率相同的两列波相遇时，当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现象。
(2) B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，知C点的振动方向向下。
12.(10分)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0.07 s时刻的波动图像如图甲所示，图乙是质点A的振动图像，由题可知该波的传播方向沿x轴________(选填“正”或“负”)方向传播，该波的传播速度________________ m/s，t＝0.07 s时刻质点A偏离平衡位置的位移为________ cm，A点的横坐标为x＝________ m。
由题图乙可知质点A的振动方程为
y＝20sin (25πt－π) cm
由质点A的振动方程可知质点A再次到达平衡位置的时刻为t＝0.08 s，由于波沿x轴负方向传播，可知x＝8 m处质点再次到达平衡位置的时刻为t′＝0.09 s
时间差为Δt＝0.01 s
则波传播的距离s＝v·Δt＝1 m
可得A点的横坐标为x＝8 m＋s＝9 m。
13.(9分)在一个无限大的薄平面弹性介质中建立如图所示的Ox轴，现使O点垂直介质平面(沿y轴方向)做简谐运动，于是沿Ox轴形成简谐波，轴上质点N的平衡位置为x＝5 m，从O点开始振动计时，经过0.5 s振动传播到质点M时的波形如图所示，求：
(1)O点振动后传播到质点N的时间；
(2)质点N开始振动时，O点已通过的路程；
(3)画出质点N从t＝2.5 s开始计时的振动图像。
答案 (1)2.5 s (2)80 cm (3)见解析图
14.(13分)图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经1 s后，其波形如图中虚线所示。
(1)如果该波的周期T大于1 s，且波是向左传播的，波的速度多大？波的周期多大？
(2)如果波是向右传播的，波的速度多大？波的周期多大？
15.(15分)(2024·广东深圳期末)一游乐场的造浪池中，水面波平稳地以1.8 m/s的速率向岸边传播。某同学在原地漂浮时，发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s，不考虑波在传播过程中的能量损失。
(1)求该波的频率；
(2)求该波的波长；
(3)若波浪的最高点比静水平面高0.5 m，该同学会随着波浪上下浮动(可视为如图所示的简谐运动)，从第1个波峰通过开始计时，写出其位移随时间变化的表达式。
