第十二章 机械波 测试题（word版含解析）

第十二章《机械波》测试题
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．当波源向观测者靠近时，观测者所接收到的频率和波源振动的频率f的关系是（ ）
A． B． C． D．无法确定
2．当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声。下列说法中正确的是（ ）
A．声源振动的频率变大 B．声波传播的速度变快了
C．耳膜振动的频率变大了 D．耳膜振动的频率变小了
3．一质点做简谐运动的图象如图所示,下列判断中正确的是( )

A．在t = 4s时质点速度达到最大值
B．振幅为2cm,频率为0.25Hz
C．质点在0到1s的时间内,加速度和速度方向相同
D．在t = 2s时,质点位移为负值,加速度也为负值
4．可以了解地震发生时的一些信息．某次有感地震发生时，测得地震波中的横波与纵波的传播速率分别为4km/h和9km/h，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差5s开始振动．则下列说法正确的是（　　）

A．P先开始振动，震源距地震仪的距离为25km
B．P先开始振动，震源距地震仪的距离为36km
C．H先开始振动，震源距地震仪的距离为36km
D．H先开始振动，震源距地震仪的距离为25km
5．如图5所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是( )

A．a、b点振动加强，c、d点振动减弱 B．a、c点振动加强，b、d点振动减弱
C．a、d点振动加强，b、c点振动减弱 D．a、b、c、d点的振动都加强
6．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s。M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M恰好通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则（ ）

A．该波的周期为s
B．在t=s时, 质点N的速度一定为2m/s
C．从t= 0到t= 1s，质点M向右移动了2m
D．从t=s到t=s，质点M的动能逐渐增大
7．如图7－1所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到B点时的波形图，由图可判断出A点开始振动的方向是(　　)

图7－1
A．向左 B．向右 C．向上 D．向下
8．利用金属晶格（大小约10﹣10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是（ ）
A.物质波和电磁波一样，在真空中的传播速度为光速C
B.实验中电子束的德布罗意波长为
C.加速电压U越大，电子的德布罗意波长越大
D.若用相同动能的质子代替电子，德布罗意波长越大
9．同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波，它们的频率分别为f1、f2，波速分别为v1、v2，波长分别为λ1、λ2，在下列关系式中正确的是(　　)
A．＝ B．＝ C．＝ D．＝
10．如图所示，为一列向左传播的简谐横波在某一瞬时的图像，由图可知 （ ）

Ａ．质点F在该时刻的运动方向朝上
B．P、Q两质点的运动方向始终相反
C．从图示时刻开始算起，质点E比质点Q较早回到平衡位置
D．经极短时间，P质点速度值增大
11．下列说法中正确的是（ ）
A．频率相同的两列波叠加时，振动最强区域的质点位移总是最大
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C．利用多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度
D．在近光速运动的列车中，车上的人看到车头与车尾同时发生的事件，而静止在地面上的人认为车头事件先发生
12．沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=O时刻的波形如 图所示,P为介质中的一个质点，其平衡位置位于x=1.5m处，该波的传播速度为2.5m/s,则t =0. 8s时刻,质点P（ ）

A.位置在x=3.5m处 B.位移沿+y方向
C.速度沿+y方向 D.加速度沿+y方向

二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
13．波源S在t=0时刻从平衡位置开始向上运动，形成向左右两侧传播的简谐横波．S、a、b、c、d、e和a′、b′、c′是沿波传播方向上的间距为lm的9个质点，t=0时刻均静止于平衡位置，如图所示．当t=0.1s时质点S第一次到达最高点，当t=0.4s时质点d开始起振．则以下说法正确的是（ ）

A．该波的波速为10m/s
B．t=0.4s这一时刻质点a的速度最大
C．t=0.4s这一时刻质点c的加速度最大
D．t=0.5s这一时刻质点c′已经振动了0.2s
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s，关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A．波长为2m B．频率为1.5Hz
C．t=1s时，x=1m处的质点处于波谷 D．t=2s时，x=1m处的质点处于波峰
15．A、B两列波在某时刻的波形如图 所示，经过t=TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA∶vB可能是 （ ）

A．1∶3 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶1
16．某横波在介质中沿x轴传播，图甲为t=0.25s时的波形图，图乙为P点（x=1.5m处的质点）的振动图像，那么下列说法正确的是（ ）

A．该波向右传播，波速为2m/s
B．质点L与质点N的运动方向总相反
C．T=0.75s时，质点M处于平衡位置，并正在往y轴负方向运动
D．T=1.25s时，质点K向右运动了2m


三、实验题
17．如图所示为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率________的波．当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________．

18．一列简谐横波在t0=0.02s时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x=1m处的质点P的振动图像如图乙所示。已知质点Q的平衡位置在x=1.5m处，质点M的平衡位置在x=1.75m处。下列说法正确的是_____

A.该波中每个质点的振动频率都为50Hz
B.t0时刻后质点M比质点Q先到达平衡位置
C.从t0时刻起经过0.045s，质点Q的速度大于质点M的速度
D.从t0时刻起经过0.025s，质点M通过的路程为1m
E.t=0.05s时，质点Q的加速度大于质点M的加速度
19．（1）细绳的一端在外力作用下从t =0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，图中第一个图为t =0时刻各点所处的位置，图中第二个图为t =T/4时刻的波形图（T为波的周期）。在图中第三个图中画出t =3T/4时刻的波形图。

(
t
=0

t
=
T
/4
t
=3
T
/4
)
（2）在利用单摆测定重力加速度的实验中，下列说法正确的是： 。
A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 t/100
C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小


四、解答题
20．一列机械横波某时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，质点P的横坐标x=0.32m，从图示时刻开始计时。

（i）若质点P经0.4s第一次到达y轴正方向最大位移处，求该机械波的波速。
（ii）若质点P经0.4s到达平衡位置，求该机械波的波速。
21．如图12－2－9所示，空间同一平面上有A、B、C三点，AB＝5 m，BC＝4 m，AC＝3 m，A、C两点处有完全相同的波源，振动频率为1360 Hz，波速为340 m/s，则BC连线
上振动最弱的位置有几处？

试卷第6页，总6页

参考答案
1．C
【解析】
【详解】
波源振动的频率f是由波源每秒钟所振动的次数决定的，介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定的，当波源向观测者靠近时，观察者接收到的机械波频率比波源静止时接收到的频率大，即。故A、B、D错误，C正确。
故选：C
2．C
【解析】
试题分析：当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，声源振动的频率和传播的速度都没变，根据多普勒效应，人耳接收到的声音的频率变大，故选项C正确。
考点：多普勒效应。
3．BC
【解析】
4．B
【解析】纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，解得x=36km。故B正确，ACD错误。故选B。
5．B
【解析】
试题分析：当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条加强线，一条减弱线…即加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样，在图中设定A、B、C、D四点，实线相交点，即波峰与波峰相遇，都是振动加强点，可知B、D决定的直线为加强线，过A、C的平行BD直线的两条直线也应是加强线，a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动加强点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间，应为减弱线，故b、d两点的振动是减弱的．故选B
考点：波的叠加
【名师点睛】波的叠加满足矢量法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。

6．D
【解析】
试题分析：由题意：波速为2m/s，周期大于1s，则波长λ大于vT=2m．由题，分析得知，，得波长，周期为．故A正确．N的速度与波传播速度是两回事，在t=s时，N的速度不一定等于2m/s．故B错误．波传播过程中质点M不向前移动，M点只上下振动．故C错误．从t=s到t=s，即T到T，M点正从波峰向平衡位置运动，动能逐渐增大．故D正确．故选AD．
考点：机械波的传播

7．C
【解析】由图可知，沿波传播方向B点的前边质点在其上方，B点要重复前边质点的振动，故B向上运动，故振源也是向上起振的，C项正确。
思路分析：后面的质点要重复前面的质点的振动，
试题点评：波在传播过程中后面的质点要重复前面质点的振动，根据这个规律可用来判断质点的起振方向
8．B
【解析】
试题分析：物质波是用来表示物质在空间出现的几率大小，不存在传播速度，A错误；电子加速过程，根据动能定理可得，故解得，从公式中可以看出加速电压U越大，电子的德布罗意波长越短，B正确C错误；相同动能的质子代替电子，质量变大，所以德布罗意波长变短，D错误；
考点：考查了物质波
9．A
【解析】波的频率由波源决定，同一波源产生的两列频率是一定的，所以f1=f2；
根据波速公式v=λf，f相同，则v∝λ，即有：v1/λ1=v2/λ2，A正确、BCD错误。
故选：B.
【名师点睛】
波的频率由波源决定，波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。根据波速公式v=λf即可求解。
10．CD
【解析】因为简谐波向左传播，质点F此时向下振动，A错；只有相距为半个波长的两个质点振动方向始终相反，由此可知B错；此时质点E向上振动，经过四分之一个周期回到平衡位置，质点F此时向下振动，经过半个周期回到平衡位置，C对；此时P点向着平衡位置振动，速度增大，D对；
11．C
【解析】
振动最强区域的质点，是振动的振幅最大，但它仍然在平衡位置附近来回往复运动，位移随时间呈周期性变化，即位移可能为零，故A错误；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，是由于发生了光的干涉现象，故B错误；利用多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度，C正确；在近光速运动的列车中，车上的人以车为参考系，看到车头与车尾同时发生的事件对静止在地面上的人以自己为参考系而言，根据光速不变原理可知，他将认为车尾事件先发生；故选项D错误。
12．D
【解析】
试题分析：介质中的质点不随波传播，A错，由图知，此波长为4m,由V=λ/T得周期T=1.6s，故经0.8s即半个周期时，质点位移沿-y方向, 速度沿-y方向, 加速度沿+y方向.所以本题选D
考点：本题考查了对机械波的图像的理解，质点在某时刻的运动情况，受力情况，波速、波长和周期关系。
13．ACD
【解析】
试题分析：由题意当t=0.1s时质点s第一次到达最高点，当t=0.4s时质点d开始起振，可知，该波的周期为T=0.4s，波长为λ=4m，而且介质中各质点起振方向均向上．
A、波速为v===10m/s，故A正确；
BC、当 t="0.4s" 时，质点c已经振动了0.1s，c点开始是向上起振的，则说明此时c正处于波峰，加速度最大；当 t="0.4s" 时，质点a已经振动了0.3s，a点开始是向上起振的，则说明此时a正处于波谷，速度为零．故B错误，C正确；
D、根据对称性可知，c′与c的振动情况完全相同．当 t="0.5s" 时，质点c′已经振动了0.2s，故D正确．
故选：ACD．
14．BCD
【解析】由图可得：波长λ=4m，故A错误；波经过0.5s向左传播了n+，n∈N，故有：(n+)T＝0.5s，n∈N，又有T＞0.5s，所以，n=0，T＝s；故频率f＝1/T＝1.5Hz，故B正确；由波向左传播，根据图象可得：t=0s时，x=1m处的质点处于波峰，故经过t＝1s＝1.5T后质点处于波谷，经过t=2s=3T后质点处于波峰，故CD正确；故选BCD。
点睛：波的传播问题，一般根据波形图得到波长，然后由两个时刻的图象或传播距离得到周期，即可求得波速；注意波传播的多解性及限制条件。
15．ABC
【解析】由图可知：λA=a，λB=a，则得λA=a，λB=a，λA=2λB．根据题意周期关系为：t=TA，t=nTB（n=1、2、3…），则得TA=nTB（n=1、2、3…），所以由v=有：，（n=1、2、3…）当n=6时=；当n=4时，=；当n=1时，=；由于n是整数，故不可能为3：1．故ABC正确，D错误．故选ABC．
点睛：波传播的是形式能量，经过整数周期将重复出现波形，这往往是解决问题的突破口．如本题中由于B波重复出现波形，说明了所经历时间为其周期整数倍．
16．AB
【解析】
【分析】
根据质点P点的振动图象，可确定波的传播方向，再由波的传播方向来确定质点L的振动方向．由振动图象读出质点的振动周期，从而知道波的传播周期，根据，从而求出波速，质点不随着波迁移．
【详解】
从振动图象可知，在t=0.25s时，P点振动方向向上，所以波向右传播，且据，则有v=m/s=2m/s，故A正确；由波动图象可知，质点L与质点N平衡位置间距为半个波长，振动情况总是相反，因此运动方向总是相反，故B正确。由乙图可知周期是2s；甲图为t=0.25s时的波形图，到t=0.75s时经过了的时间是：0.75s-0.25s=0.5s=T时，即t=0.75s时，质点M处于平衡位置，并正在向y轴正方向运动。故C错误。在1.25s时间内，质点K在平衡位置来回振动，并不随着波迁移。故D错误。故选AB。
【点睛】
本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力，以及把握两种图象联系的能力，同时掌握由振动图象来确定波动图象的传播方向．
17．相等，等于零，等于原振幅的二倍。
【解析】试题分析：声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率相同的波且相位差固定．若波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消．所以两列波传播的路程相差半个波长（奇数倍），则此处声波的振幅减小；若传播的路程相差一个波长（半波长的偶数倍），则此处声波的振幅增大．
考点：机械波的干涉
【名师点睛】此题是关于机械波的干涉问题；关键是掌握两列波相遇产生干涉的条件：波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消。
18．ACE
【解析】由图乙得到周期为0.02s，故频率为50Hz，故A正确；t0=0.02s时刻，质点P向下振动，可知波向右传播，质点M向上运动，故t0时刻后质点Q比质点M先到达平衡位置，故B错误；周期为T=0.02s，△t=0.045s=（2+）T，故从t0时刻起经过0.045s，质点Q在平衡位置，而质点M在平衡位置上方，故质点Q的速度大于质点M的速度，故C正确；周期为T=0.02s，△t=0.025s=（1+）T，从t0时刻起，由于质点M不在平衡位置开始运动，故路程不是5A，即不为1m，故D错误；经过△t=0.05s=（2+）T，Q在负的最大位移位置，故Q的位移大于M的位移，故Q的加速度大于M的加速度，故E正确；故选ACE.
点睛：本题考查波动图象，关键是结合波形图得到各个质点的振动情况，对简谐运动，要明确其在半个周期通过的路程为2A．
19．
（2）（3分） C (
t
=0

t
=
T
/4
t
=3
T
/4
)
【解析】（1）略（2）单摆运动的摆角小于等于5°，A错；测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 t/50，B错；选择密度较大的摆球，测得的重力加速度值误差较小，D错；
20．（i）（ii）
【解析】
试题分析：（i）依题意，周期，波速．
波沿x轴正方向传播，当的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．
波传播的距离
波速．
（ii）波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则，
由周期性，可知波传播的可能距离
可能波速．
考点：考查了横波传播，
【名师点睛】当x=0.32m的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移．根据传播的距离，求出波速v；根据波形的平移，P点形成平衡位置波传播的最短距离为0.32m，根据波的周期性，列出波传播距离有通项，再求出波速的通项．
21．8处
【解析】到两波源距离之差为波长整数倍的点在振动加强区域；到两波源的距离之差为半波长奇数倍的点在振动减弱区域，由题意可得λ＝＝25 cm＝ m，
BC上的点到A、C处的距离之差满足1 m≤Δx≤3 m ①
而振动减弱的点满足Δx＝(2n＋1) ②
联立①②解得3.5≤n≤11.5，故n可取4、5、6、7、8、9、10、11等8个值，对应BC上有8个振动减弱的点．