第12章 机械波 单元测试（word版含解析）

第十二章 机械波
一、不定项选择题（每小题6分，共计42分。选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是（ ）
A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了
B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率
C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动
D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的

2. 在水波槽里放两块挡板，当中留一窄缝，已知窄缝的宽度为0.5 cm，所用水波的波长为5 cm，则如图所示的衍射图样中正确的是（ ）


3. 用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点之间的距离为半个波长
B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C．b点完成全振动次数比a点多一次
D．b点完成全振动次数比a点少一次

4. 在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4 s时，距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是（ ）
A．该横波的波长为2 m B．该横波的周期为4 s
C．该横波的波速为1 m/s D．距离O点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末

5. 一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图所示，已知波速为10 m/s. 则t＝0.1 s时正确的波形应是（ ）


6. 如图所示，实线是x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2 s时刻的波形图．该波的波速为0.8 m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是14 cm
B．这列波的周期是0.5 s
C．这列波可能是沿x轴正方向传播的
D．t＝0时，x＝4 cm处的质点的速度沿y轴负方向

7. 如图4所示，一列简谐横波在x轴上传播．图甲和图乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且xab＝6 m．下列判断正确的是（ ）

A．波一定沿x轴正方向传播
B．波长可能是8 m
C．波速一定是6 m/s
D．波速可能是2 m/s

二、非选择题（共58分）
8.（8分）如图5所示为S1、S2两个相干波源产生的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅都为10 cm，则图示时刻P点的振动方向垂直于纸面________（选填“向上”或“向下”），P点的振幅为________ cm.

9.（10分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图6所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2 m、x＝4 m处．从t＝0时刻开始计时，当t＝15 s时质点Q刚好第4次到达波峰．
（1）求波速；
（2）写出质点P做简谐运动的表达式（不要求推导过程）．




10.（12分）一列简谐横波在t1＝0时刻的波形如图7所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t2＝0.7 s末时，质点P刚好出现第二次波峰，试求：
（1）波速v；
（2）x坐标为6 m的Q点第一次出现波谷的时刻t3.








11.（14分）P、Q是一列简谐横波中的质点，相距30 m，各自的振动图象如图8所示．
（1）此列波的频率f为多大？
（2）如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么波长λ为多大？波速v为多大？






12. (14分)如图9中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：3T（1）若波速向右，波速多大？
（2）若波速向左，波速多大？
（3）若波速大小为74 m/s，波速方向如何？






答案
1. 【解析】　旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，故D错．蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故A错，B对．当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错．
【答案】　B

2. 【解析】　窄缝宽度0.5 cm明显小于水波波长5 cm，符合发生明显衍射的条件，且水波是以水中“某点”为中心的弧线，故只有选项C正确．
【答案】　C

3. 【答案】　D

4. 【解析】　设波速为v，周期为T，由题意得：
t1＝＋＝4 s
t2＝＋T＝7 s
由以上两式得：v＝1 m/s，T＝4 s，B、C均正确，该波波长为λ＝vT＝4 m, A项错误；波传播5 m所用时间为t＝＝5 s，所以t＝5 s时，距离O点为5 m的质点开始振动且振动方向向上，D项错误．
【答案】　BC

5. 【解析】　由题知：波长λ＝4.0 m，波在t＝0.1 s内传播的距离x＝vt＝10×0.1 m＝1 m＝λ，故将原波形图沿波的传播方向(即x轴正方向)平移λ即可，故选项C正确，选项A、B、D错误．
【答案】　C

6. 【解析】　由波形图读出波长，利用波速求解周期，根据传播时间求出可能的传播距离，或者将时间与周期相比较，就可以判断传播方向．由图知该波的波长λ＝12 cm，故A项错误．由v＝，得T＝ s＝1.5×10－1 s，故B项错误．因＝＝，故该波沿x负方向传播，所以C错误．由波沿x负方向传播可判定t＝0时刻，x＝4 cm处质点的振动方向沿y轴负方向．故D项正确．
【答案】　D

7. 【解析】　波的传播方向可能向＋x或－x方向传播，A错．ab之间的距离可能是(n＋)λ或(n＋)λ，周期为4 s，波长可能为8 m，波速可能为2 m/s，C错，B、D正确．
【答案】　BD

8. 【答案】　向下　20

9. 【解析】　(1)设简谐横波的波速为v，波长为λ，周期为T，由图象知，λ＝4 m．由题意知t＝3T＋T①
v＝②
联立①②式，代入数据得
v＝1 m/s.
(2)质点P做简谐运动的表达式为
y＝0.2 sin(0.5 πt) m.
【答案】　(1)1 m/s
(2)y＝0.2 sin(0.5 πt)


10. 【解析】　(1)设该波周期为T，则T＋T＝0.7　T＝0.4 (s)，
故v＝＝＝5 (m/s)．
(2)当t＝0时刻，x坐标为2 m处在波谷平移到Q点时，Q点第一次出现波谷．t＝Δx/v＝4/5＝0.8 (s)．
【答案】　(1)5 m/s　(2)0.8 s


11. 【解析】　(1)由图象可知周期T为4 s，所以频率
f＝＝ Hz＝0.25 Hz.
(2)如果P比Q离波源近，且P与Q间距离小于1个波长，那么应该有：λ＝30 m，所以λ＝40 m，
波速为：v＝＝10 m/s.
【答案】　(1)0.25 Hz　(2)40 m　10 m/s


12. 【解析】　由题图知λ＝8 m，已知3T(1)当波向右传播时，波传播距离
s＝(3λ＋3) m＝(3×8＋3) m＝27 m，
v＝＝ m/s＝54 m/s.
(2)当波向左传播时，波传播距离
s＝(3λ＋5) m＝(3×8＋5) m＝29 m.
v＝＝ m/s＝58 m/s.
(3)s＝vt＝74×0.5 m＝37 m．因为s＝37 m＝
(4λ＋5) m，所以波向左传播．
【答案】　(1)54 m/s　(2)58 m/s　(3)向左