烟台市第十中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：机械波 综合测评（含解析）

机械波
1．如图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 (　　)．
A．向左 B．向右 C．向上 D．向下
2．如图所示是一列横波在某一时刻的波动图像，以下说法错误的是（ ）.
A． B、I有相同的位移 B．A、E有相同的位移
C．A、H有相同的位移 D．E、F有相同的位移
3．图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图像.从图中可以直接观察到发生变化的物理量是
A．波速 B．频率 C．周期 D．波长
4．一列简谐波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，经后，其波形如图中虚线所示.已知该波的周期大于，以下说法正确的是.
A．波速一定为 B．振幅一定为
C．波长一定为 D．频率一定为
5．如图所示为波源开始振动经过一个周期后，在介质中形成的波形图设介质中质点振动的周期为T，下列说法中错误的是
A．若N点是波源，则该时刻P质点的速度最大
B．若N点是波源，则P点振动了
C．若M点是波源则P点振动了
D．若M点是波源，则M点开始振动方向向下
6．关于振动和波，以下说法正确的是
A．一波源产生的波在不同介质中传播时，波长与波速成正比
B．在波传播的介质中，同一时刻所有各点具有相同振动频率和速度
C．波源产生的波的频率与波源振动的频率相等，波速与波源振动速度相等
D．波在介质中传播时，波的传播速度与波源的振动频率成正比
7．下列关于波长的说法中，正确的是
A．在一个周期内，质点在介质中沿波传播方向运动的距离为一个波长
B．在一个周期内，振动在介质中传播的距离为一个波长
C．在振动过程中，对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离等于一个波长
D．在横波中任意两个波峰之间的距离等于一个波长
8．已知一列在弹性介质上传播的简谐波的波形，以下说法错误的是
A．只要其中一点的振动方向已知（波峰和波谷除外），就可以判断出波的传播方向
B．只要波的传播方向已知，就可以判断出绳上任一点的振动方向
C．波速跟波长成正比，跟周期成反比
D．波动的周期等于绳上每一质点的振动周期
9．一简谐横波向右传播，某时刻波的图像如图所示，已知波的周期为T，则质点A的振动传到质点B所用的时间为
A． B． C． D．
10．一列波从一种介质进入另一种介质时
A．波速频率和波长均不变 B．波速不变，频率和波长发生变化
C．频率不变，波速和波长发生变化 D．波速、频率和波长均发生变化
11．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距lm，A点速度沿y轴正方向；t=0．02s时，质点A第一次到达正向最大位移处．由此可知（ ）
A．此波的传播速度为25m／s
B．此波沿x轴正方向传播
C．从t=0时起，经过0．04s，质点A沿波传播方向迁移了1m
D．在t=0．04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向
12．如图所示，S为上下振动的波源，其频率为，所产生的横波向左右传播，波速为.在波的传播方向上有P、Q两个质点，它们到S的距离分别为，.当S经平衡位置向上振动时，P、Q两个质点的运动情况是
A．P、Q都位于波谷
B．P位于波谷，Q位于波峰
C．P位于波峰，Q位于波谷
D．P、Q都位于波峰
13．如图所示，有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为，振幅为，频率为，在时，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P点的Q点
A．在时的位移是
B．在时的速度最小
C．在时速度的方向向下
D．在时间内的路程是
14．一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．由波形图可知该波的波长
B．由波形图可知该波的周期
C．经周期后质元P运动到Q点
D．经周期后质元R的速度变为零
15．一列频率为25Hz的横波在x轴上传播，某时刻，在x=-2m的质点A正通过平衡位置向上运
动时，在x=4m处的质点恰好位于上方最大位移处。
Ⅰ.设这列波的波长大于6m，若沿x轴正方向传播，则波速多大?若沿x轴负方向传播，则波速多大？
Ⅱ.若这列波的波速为120m/s，求波的传播方向。
16．一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm．O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点．时开始观测，此时质点O的位移为，质点A处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置．求简谐波的周期、波速和波长；
17．一列简谐波沿直线传播，位于此直线上相距1.8 m的两点A、B的振动图象如图所示，已知这列波的波长大于2 m，则这列波的频率、波长、波速为多少？
参考答案
1．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，故振源开始也是向上起振的，C项正确．
2．B
【解析】
由波动图像可知，A、C、H有相同的位移，B、I有相同的位移，E、F有相同的位移，故ACD正确，B错误。
本题要求选错误的，故选B。
3．D
【解析】
同一机械波在不同介质中传播时，频率不会改变（由振源决定），波长和波速改变，而从图象中能直接观看发生改变的量当然是波长，故D正确。
故选D。
4．B
【解析】
由图知：波长 λ=16m，振幅 A=2cm；若波向左传播，由于波的周期大于0.05s，即波传播的时间小于周期，传播的距离不足一个波长，所以波在0.05s内传播的距离为：，所以波速
频率为
若波向右传播，由于波的周期大于0.05s，即波传播的时间小于周期，传播的距离不足一个波长，所以波在0.05s内传播的距离为：，所以波速
频率为
故选B。
5．A
【解析】
AB．若N是波源，则知波向左传播，此时刻波已经过一周期，而波传播到P点需要因此P点已振动了，此时P点处于最大位移处，速度为零，故A错误，B正确；
CD．由题意，若M是波源，则波向右传播，根据波形的平移法可知图示时刻N点的振动方向是向下，因此M点开始振动方向也向下。此时刻波已经过一个周期，而波传播到P点需要，因此P点已振动了，故CD正确。
故选A。
6．A
【解析】
A．同一波源，周期不变，由公式可知，一波源产生的波在不同介质中传播时，波长与波速成正比，故A正确；
B．介质的振动频率与波源频率相同，但由于质点做简谐运动，在同一时刻的速度不一定相同，故B错误；
C．波在同一均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的。波速反映振动在介质中传播快慢，而波源的振动速度反映波源振动的快慢，所以波的速度与振源的振动速度不同，故C错误；
D．同一波源，频率不变，由公式可知，波速度与波长成正比，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
A．介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，不沿波的传播方向传播，故A错误；
B．在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长，故B正确；
C．在振动过程中，相邻的对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离才等于一个波长，故C错误；
D．横波中相邻的两个波峰间的距离才等于一个波长，故D错误。
故选：B。
8．C
【解析】
【详解】
A．只要其中一点的振动方向已知（波峰和波谷除外），利用“上下坡”法就可以判断出波的传播方向，故A正确；
B．只要波的传播方向已知，利用“上下坡”法就可以判断绳上任一点的振动方向，故B正确；
C．机械波的传播速度仅由介质的性质决定，与波的周期无关，故C错误；
D．波已形成时，当质点完成一个全振动，则波向前传播一个周期，即波的传播周期等于绳上每一质点的振动周期，故D正确。
故选C。
9．A
【解析】
【详解】
由图可知，质点A与质点B相距3.5个波长，波传播一个波长所用的时间为一个周期，所以质点A的振动传到质点B所用的时间为3.5T，故A正确。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
波的频率由波源决定，当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。波速由介质决定，不同介质，波速不同，由公式v=λf知，f不变，v变化，则λ变化，故C正确。
故选C。
11．A
【解析】
由题λ=2m，T=0．08s，则波速．故A正确．A点速度沿y轴正方向，则波沿x轴负方向传播．故B错误．简谐横波沿x轴传播，质点A沿波传播方向并不迁移．故C错误．此时B向下，t=0．04s时，B向上．故D错误，故选A．
【点睛】
对于波的图象问题往往需要研究波的传播方向和质点的振动方向之间的关系，必须熟练运用；一般判断质点振动方向的方法是用“同侧法”．
12．C
【解析】
由v=λf得，波长
则
当质点恰通过平衡位置向上运动，结合波形可知，此时刻P质点在波峰，Q在波谷，故C正确。
故选C。
13．D
【解析】
ABC．由题意可知，周期
波长
PQ相隔为
波向右传播，P、Q间的距离为0.2m，等于半个波长，当P点位于其平衡位置上方最大位移处，则Q位于平衡位置下方最大位移处，位移x=-4cm，再经过0.1s，即经过四分之一个周期，Q点在平衡位置且向上运动，在0.1s时速度最大，故ABC错误；
D．在0到0.1s时间内的路程等于振幅，等于4cm，故D正确。
故选D。
14．AD
【解析】
由该波形图可知波的波长为4m，A正确；波动图像无法获得波的周期，B错误；波中各质点都在平衡位置上下振动，不随波传动，因此C错误；经四分之一周期，质点R运动到波谷，因此速度为零，D正确
15．（1）200m/s，600m/s（2）沿x轴负方向传播
【解析】ⅰ.T=1/f=0.04s ①
若波沿x轴正方向传播， ， ， ②
若波沿x轴负方向传播， ， ， ③
ⅱ.波沿x轴正方向传播，可能的波长满足（n=0，1，2，3 ） ④
波沿x轴负方向传播，可能的波长满足（n=0，1，2，3 ） ⑤
由 ，可知波沿x轴负方向传播 ⑥
16．，，
【解析】
时，A处质点位于波峰位置
时，A处质点第一次回到平衡位置
可知
，
时，O第一次到平衡位置
时，A第一次到平衡位置
可知波从O传到A用时，传播距离
故波速
波长
17．1 Hz　3.6 m　3.6 m/s
【解析】由振动图象可知质点的振动周期T＝1 s，所以波的频率f＝＝1 Hz
由振动图象看出A、B两点振动情况相反，且由题意知波长大于A、B间距离，综上可得波长λ＝1.8×2 m＝3.6 m
所以波速v＝λ·f＝3.6×1 m/s＝3.6 m/s.