成都市第三十一中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：机械波 综合复习检测（含解析）

机械波
综合复习检测
1．如图所示，有一列沿x轴正向传播的简谐横波，在t=0时刻振源S从O点开始振动。当t=0.2s时，波刚好传到x=4m处的质点。下列对该简谐横波的分析中不正确的是（　　）
A．该简谐横波的周期是0.2s，波速是20m/s
B．0.4s时，该简谐横波上的M点通过的路程是4cm
C．该简谐横波遇到尺寸小于4m的障碍物时能够发生明显的衍射现象
D．若站在振源右侧的接收者以速度v匀速向振源靠近，那么接收者接收到的频率一定大于5Hz
2．如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.5s后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T大于0.5s。以下说法正确的是（　　）
A．如果波是向左传播的，波速是0.12m/s
B．波的周期可能是4s
C．如果波是向右传播的，波速是0.
72m/s
D．波的周期一定是s
3．下列关于振动和波的说法，正确的是（　　）
A．声波在空气中传播时，空气中各点有不相同的振动频率
B．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动
C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射
D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大
4．一列向右传播的简谐横波t0=0时刻的波形如图所示，波速v=5m/s，从t=5s时刻开始扫描质点A的振动图象如图所示，其中最符合实际的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t+0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（　　）
A．这列波的波速可能为50m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C．若有另一周期为0.14s的简谐横波与此波相遇，能产生稳定的干涉现象
D．若T=0.8s，当t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同
6．如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+Δt时刻的波形曲线，B和C是横坐标分别为d和3d
的两个质点，下列说法中正确的是（
）
A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C不一定向下运动
B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零
C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为
D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为
7．如图所示，甲为一列简谐波在t＝3.0s时刻波的图象，Q为x＝4m的质点，乙为甲图中P质点的振动图象，则下列说法正确的是(　　)
A．此波沿x轴负方向传播
B．t＝8.0s时，P点位移为2cm
C．若障碍物的尺寸大于12m，则该波不能发生明显衍射现象
D．该波能与另一列频率为4Hz的简谐波发生稳定的干涉现象
8．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6m、10m、15m从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．该波波速是25m/s，传播方向沿x负方向
B．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5Hz
C．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多
D．从该时刻起，再经过0.4s质点Q通过的路程为4m
9．简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。下列说法正确的是（　　）
A．再过一个周期时，质点P的位移为正值
B．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向
C．质点P此时刻的速度沿y轴的负方向
D．经过一个周期，质点P通过的路程为4a
10．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是__________
A．机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程
B．单个物体的振动在介质中不会产生波
C．在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移
D．在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动
E.
横波和纵波都能出现偏振现象
11．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，A为传播介质中的一质点，则该时刻质点A的振动方向是________（选填“沿x轴正方向”、“沿x轴负方向”、“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”），在此后2s内质点A通过的路程为16cm，此列波的传播速度大小为____m/s。
12．一列简谐横波在t=0时的波形图如图甲所示，图乙是介质中质点P的振动图象。则该波沿x轴___________(填“正”或“负”)方向传播；波源的振动频率为___________Hz。
13．如图所示，一直线上有振动情况完全相同的波源S1、S2，已知振动频率为5Hz，波速为10m/s，则该波的波长为_______
m。若S1、S2间距离为2m，S1、A、B、C、S2、间等间距，A、B、C三点中振动加强的点是_______
14．一列横波在x轴上传播，在t1=0时刻波形如图实线所示，t2=0.3s时刻波形如图虚线所示。
（1）若波向左传，t1-t2这段时间波可能传播的路程；
（2）若波向右传最大的周期；
（3）当波速为25m/s时该波的传播方向。
15．机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x＝0.32，从此时刻开始计时。
(1)若每间隔最小时间0.4s出现重复波形图，求波速大小；
(2)若P点经0.4s第一次到达正向最大位移，求波速大小；
(3)若P点经0.4s到达平衡位置，求波速大小。
16．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴双向匀速传播，波源在坐标原点O，x轴上的P、Q两质点的平衡位置相距为d=10m，它们的振动图象分别如图乙和图丙所示。
(1)若0(2)若xp=-6m且xQ>0，求该波传播的可能速度。
参考答案
1．B
【解析】
A．根据题意可知，波速为
A正确；
B．点的具体位置不清楚，无法计算具体的路程大小，B错误；
C．该列波波长为，遇到小于的障碍物能发生明显的衍射，C正确；
D．若站在振源右侧的接收者以速度v匀速向振源靠近，根据多普勒效应可知接收者接收到的频率一定大于，D正确。
本题选择不正确的，故选B。
2．A
【解析】
由图知波长：λ=0.24m；据题该波的周期T大于0.5s，说明波在0.5s内传播的距离小于一个波长。
A．
波可能向左传播，传播距离为
x1=6cm=0.06m
故波速为
由得：
T=4t=4×0.5s=2s
故A正确；
BCD．
波可能向右传播，传播距离为
x2=18cm=0.18m
故波速为
由得：
故BCD错误。
故选：A。
3．C
【解析】
A．声波在空气中传播时，空气中各点在波源带动下做受迫振动，则振动频率相同，故A错误；
B．水波在水面上传播时，水面上各点沿垂直于波的传播方向上振动，故B错误；
C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射，故C正确；
D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点振动加强，振幅最大，但是位移不是始终最大，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
简谐横波向右传播，由波形平移法可知t=0时刻质点A的振动方向向下．由图读出波长，则周期为，因为，所以质点A在时刻到达平衡位置向下，速度方向向下，正向波谷运动，所以从时刻开始扫描质点A的振动图象，D图最符合实际，故选项D正确，ABC错误．
点睛：本题关键分析t=5s时刻质点A的状态，要熟练运用波形平移法判断质点的速度方向，根据位移图象的斜率判断质点的速度方向，并能把握两种图象的联系．
5．ABD
【解析】
A．经过0.6s，波向前传播了个波长，故周期
当故波速
当n=0时，波速为50m/s，故A正确；
B．当n=0时，质点a经过个周期，通过的路程最短，t=0时，质点a向上振动，那么质点a在这段时间内通过的路程一定小于3A=30cm，当n>0，则质点a在这段时间内通过的路程可能大于30cm，故B正确；
C．简谐波的周期，令T=0.16s可得：n=3；故当n=3时，能产生稳定的干涉现象；当T=0.14s时n不是整数，则另一周期为0.14s的简谐横波与此波相遇，不能产生稳定的干涉现象，故C错误；
D．若T=0.8s，当t+0.5s时刻，质点b从最低点向上运动个周期、P从平衡位置向下振动个周期，故两者位移相同，故D正确；
故选ABD。
6．AD
【解析】
AB．从图上可以看出，该波不是标准正弦波，波长为3d，质点B、C间距不是相差半个波长，运动方向并不总是相反，如果质点B向上运动，则质点C不一定向下运动。速度可能大小相等，也可能不相等，故A正确，B错误。
C．如果波向右传播，则波传播的距离为
k?3d+0.5d，其中k=0，1，2…，传播时间可能为
得
由于k是整数，则周期T不可能为，故C错误。
D．若波向左传播，则波传播的距离为
k?3d+2.5d，其中k=0，1，2…，为该波向左传播的可能整数波的个数，传播时间可能为
得
当k=1时，有
故D正确。
故选AD。
7．ABC
【解析】
本题考察根据振动图像和波动图像分析质点和波的运动以及对干涉、衍射现象的理解。
【详解】
A．t＝3.0s时P质点向y轴正方向振动，由“上下坡法”知此波沿x轴负方向传播，A正确；
B．由题图可知这列波的周期T＝4s，波长λ＝12m，得波速
v＝＝3m/s
从t＝3.0s到t＝8.0s
Δt＝5.0s＝
P振动到正向最大位移处，B正确；
C．产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多，C正确；
D．根据波产生干涉的条件：频率相等，该波频率为Hz，故不能发生稳定干涉现象，D错误。
故选AB。
8．AD
【解析】
A．由乙图知：t=0时刻质点A正向上运动，所以波的传播方向沿x负方向。由图知，波长为
λ=20m，周期为
T=0.8s，则该波波速是
故A正确；
B．该波频率为
两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，所以，若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz，故B错误；
C．该波波长为20m，若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m小很多，或差不多，故C错误；
D．从该时刻起，再经过0.4s即半个周期，振幅为2m，质点Q通过的路程为2A=4m，故D正确。
故选AD。
9．AD
【解析】
A.
再过一个周期时，质点P回到图示位置，位移为正，故A正确；
BC.
波沿x轴的正方向传播，根据平移法可知，质点P此时刻的速度沿y轴正方向，故BC错误。
D.
振幅为a，经过一个周期，质点P通过的路程为4a，故D正确。
故选AD。
10．ACD
【解析】
机械波是振动在介质中的传播，需要大量介质质点依次重复波源的振动，A正确；单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波，B错误；波传播的是机械振动形式，同时传播了能量，介质中的质点做受迫振动，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，CD正确；只有横波会出现偏振现象，纵波不会出现偏振现象，E错误。
11．沿y轴负方向
4
【解析】
[1][2]沿x轴传播的横波上的质点横坐标不变，只在y方向做简谐运动；根据波向右传播，由“上下坡法”或平移法可得：A向下振动，即图示时刻A的运动方向沿y轴负方向；由图可得：振幅A＝2cm，根据在此后2s内A通过的路程为16cm＝8A可得：在2s内质点A做了2个完整的周期运动，故周期
T＝1s
由图可得：波长λ＝4m，故波速
12．负
0.5
【解析】
由振动图像可知t=0时刻质点P向上振动，由波形图可知，波沿x轴负向传播；由振动图像可知：T=2s，则波源的频率为f=1/T=0.5Hz.
13．2m
B
【解析】
[1]．该波的波长为
[2]．因AC两点到波源S1和S2的距离之差都等于1m=，则AC都是振动减弱点；因B点到波源S1和S2的距离之差等于0，则B点是振动加强点；
14．（1）1.2n+0.3（m）（n=0，1，2……）；（2）0.4s；（3）向左
【解析】
（1）根据波形图可知波长为=1.2m
若波向左传播，在△t=0.3s，波传播的最小距离为=0.3m
根据传播的周期性和振动的重复性，则可能的路程为
，（n=0，1，2…）
（2）若波向右传播，波传播的距离为
则
△t=0.3=nT+T
可得
T=（n=0，1，2……）
当n=0时
Tmax=0.4s
（3）由波的传播速度，可得:
若波向左传播
代入波速25m/s，解得
n=6
满足n为自然数.
若波向右传播
代入波速25m/s，解得
n=
不符合条件.
综合可得波速为25m/s时该波的传播方向左。
15．(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)依题意得
解得波速为
(2)波沿x轴正方向传播
P点恰好第一次到达正向最大位移，解得波速为
(3)波沿x轴正方向传播，若P点恰好第一次到达平衡位置，则波传播的距离为0.32m，由周期性可知波传播的可能距离
代入解得，可能波速为
16．(1)100m/s；(2)
【解析】
(1)根据题意
根据
可知，要使得该波传播的速度最大，要取得最大值，所以令
代入数据得
(2)简谐横波沿x轴双向匀速传播，设点关于点对称点，则
、振动状态相同，则波由传向，历时
联立上式，解得