山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：机械波 单元测试题（含解析）

机械波
1．抖动水平绳的一端，在细绳上产生的横波，当手停止抖动后（ ）．
A．波立即消失
B．波形立刻变乱
C．波源立即停止振动，但波继续由近及远传播
D．离波源远的质点先停止振动，离波源近的质点后停止振动
2．图所示中实线是一列简谐波在t时刻的波形图，虚线是时刻该波的波形图则这列波的频率和传播速度不可能的是.
A．， B．，
C．， D．，
3．关于波的频率，下列说法中正确的是.
A．波的频率由介质决定，与波源无关
B．波的频率与波速无关
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率变大
D．波由一种介质进入另一种介质时，频率变小
4．关于波长、波速和波的频率，下列说法正确的是.
A．当波从一种介质进入另一种介质时波速不变
B．波在同一种均匀介质中传播时的波长与频率成反比
C．波在同一种均匀介质中传播时的波速与频率成正比
D．波在同一种均匀介质中振幅大小与频率成正比
5．如图所示，、为两波源，实线代表波峰，虚线代表波谷，以下说法正确的是（ ）.
A．两列波产生稳定的干涉现象
B．A、B两处振动始终加强，C处振动始终减弱
C．这一时刻，A处振动加强，B处振动减弱
D．这一时刻，A、B两处振动加强，C处振动减弱
6．水槽内有一振源振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是（ ）.
A．增加空隙宽度 B．减小空隙宽度 C．增加振源的振动频率 D．减小振源的振动波长
7．甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源 A、B 两点沿直线 Ox 相向传播，t=0 时的图象如图所示，若两列波的波速均为1m/s，则（ ）
A．t=0.2s 时，CD 间 F 点的位移最大
B．t=0.2s 时，CD 间 E、F、G 三点的位移最大
C．t=0.5s 时，CD 间只有 F 点的位移最大
D．t=0.5s 时，CD 间 E、G 两点的位移最大
8．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源．图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长；关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中不正确的是
A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象
9．如图所示，波1、波2相向传播，在它们相遇时出现几种情况如图所示，则可能发生的是（ ）.

(a) (b)
A．图②、③ B．图①、② C．图②、③、④ D．图③④
10．关于波的干涉问题，以下说法正确的是（ ）.
A．任何两列水波相遇都会产生干涉现象
B．在水波干涉中，振动总是加强和总是减弱的区域位置是确定的
C．在水波干涉中，振动最强和最弱的位置互相间隔但不确定
D．在水波干涉中，振动加强的位置上始终是稳定的波峰
11．在做水波通过小孔衍射的实验时，激发水波的振子的振动频率为，声波在水槽中的传播速度为.为了使实验效果更明显，使用小孔的直径d应为（ ）.
A．小于 B．小于 C．大于 D．越小越明显
12．关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（　　）
A．物体作机械振动时，一定产生机械波 B．没有机械振动，也可能形成机械波
C．有机械波，一定有质点作机械振动 D．机械振动和机械波的产生无关
13．图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波（ ）.
A．向右传播，且此时质点B正向上运动
B．向右传播，且此时质点C正向下运动
C．向左传播，且此时质点D正向上运动
D．向左传播，且此时质点E正向下运动
14．在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是(　　)
A．a波源的频率为b波源频率的2倍
B．a波的波长为b波波长的2倍
C．a、b两列波叠加能产生稳定的干涉
D．通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显
E.a、b两列波的波速相同
15．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为υ=0.4m/s，波源的振幅均为A=2cm。如图所示为t=0时刻两列波的图象，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点恰好开始振动。质点M的平衡位置位于x=0.5m处。求：
（1）两列波相遇的时刻t为多少？
（2）当t=1.5s时质点M的位移为多少？
16．如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为经过0.02s时第一次出现的波形图，则波沿x轴________(选填“正”或“负”)方向传播，波速为________m/s.
17．如图所示，为一列在均匀介质中传播的简谐波在时刻的波形图．已知该列简谐波的波速为，且此时点振动方向沿轴负方向。求：
（1）该波的波长和周期为多少；
（2）该波的传播方向；
（3）在图上画出经过时的波形图．
18．如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06 s时刻的波形图. 已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动，则．
(1)判断该波的传播方向；
(2)求该波的波速；
参考答案
1．C
【解析】
由波的形成可知，已经产生的波会继续由近向远传播，当手停止抖动，波源立即停止振动，则不会形成新的波，故C正确。
故选C。
2．C
【解析】
若波向右传播，传播的最短距离为波长，则有波传播的距离
波速通项为
频率通项为
若波向左传播，传播的最短距离为波长，同理得到波速通项为
v2=（8n+6）m/s
频率通项为
A. 当n=3时
f1=6.5Hz，v1=26m/s
故A可能不符合题意。
B.当n=4时，
f1=8.5Hz，v1=34m/s
故B可能不符合题意。
C. 若f2=9.5Hz时，
n=4，v2=38m/s≠36m/s
不可能，故C符合题意。
D.当n=5时
f2=11.5Hz，v2=46m/s
故D可能不符合题意。
3．B
【解析】
AB. 波的频率由波源决定，与介质无关，与波速无关，故A错误B正确。
CD.当波由一种介质传到另一种介质时，频率不变，故CD错误。
4．B
【解析】
A. 波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，而波速会变化。故A错误。
B. 波在同一种均匀介质中传播时波速不变，v=λf，波长与频率成反比，故B正确C错误。
D.振幅与频率无关，故D错误。
5．D
【解析】
A．根据题意可知，在同种介质中传播，所以波速相同，但是根据图像可知，波长不同，则周期频率不同，故不能发生稳定的干涉现象，故A错误。
BCD．因为不能发生稳定干涉，所以不会始终加强或减弱，只是此时，A为波峰与波峰叠加，是加强点，B为波谷与波谷叠加，是加强点，而C为波峰和波谷叠加，是减弱点，故BC错误D正确。
6．B
【解析】
【详解】
发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，因此，为使衍射现象更明显，可采用的方法是减小空隙宽度或用频率较低的波，振动频率低，则对于波长变大。
A． 增加空隙宽度与分析不符，故A错误。
B． 减小空隙宽度与分析相符，故B正确。
C． 增加振源的振动频率与分析不符，故C错误。
D． 减小振源的振动波长与分析不符，故D错误。
7．C
【解析】
AB．t=0.2s时，波传播的距离x=vt=0.2m，两列都传到F点，此时两列波单独引起F点的振动方向均向下，但位移是零，E、G两点位移最大，故AB错误。
CD．t=0.5s时，波传播的距离x=vt=0.5m，两列波的波峰同时传到F点，CD间只有F点的位移最大，故C正确，D错误。
8．D
【解析】
因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，A正确；波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，B正确；如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误．
9．A
【解析】
【详解】
当左边波的波谷和右边波的波峰相遇时，出现③图形，当左边波和右边波完全相遇时，出现②图形。
A． 图②、③与分析相符，故A正确。
B． 图①、②与分析不符，故B错误。
C． 图②、③、④与分析不符，故C错误。
D． 图③④与分析不符，故D错误。
10．B
【解析】
【详解】
A． 频率相同，相位恒定的两列波相遇才能产生稳定的干涉图样，故A错误；
BC． 在干涉图样中振动加强的区域始终加强，振动减弱的区域始终减弱，故B正确C错误。
D． 在波的干涉中，振动加强的点仍在做振动，位移随时间在周期性变化，不可能始终是稳定的波峰，故D错误。
11．A
【解析】
【详解】
由发生明显衍射现象的条件知，当d≤λ时满足要求，由v=λf得
因为d≤λ，所以
d≤0.01m
A． 小于与分析相符，故A正确。
B． 小于与分析不符，故B错误。
C． 大于与分析不符，故C错误。
D． 越小越明显与分析不符，故D错误。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
机械振动在介质中的传播称为机械波，所以有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波，故C正确，ABD错误．
13．C
【解析】
【详解】
AB．质点A正向上运动，由波形平移法可知，波向左传播，质点B、C向下运动，故AB错误
CD．由上可知，波向左传播，由波形平移法可知，质点D、E正向上运动，故C正确，D错误。
14．BDE
【解析】
【详解】
ABE．由波的图像可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为同一介质中波速相等，由波速公式v＝λf可知a波的波长等于b波的2倍，故A错误，BE正确；
C．两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误；
D．波长越长，衍射现象越明显，则通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显，D正确。
15．（1）0.75s (2)4cm
【解析】本题考查波的图象与波的叠加。
(1) t=0时刻，两列波相距，两列波相向传播，速度均为，两列波相遇的时刻
(2) 由于两列波波速、波长均相等，同期也相等
M点起振方向向下，以M起振时计时，M的振动方程为
，代入方程可得：
16． 正 0.5
【解析】试题分析：由于P质点向y轴负方向可以断定波沿x轴正方向传播；由于虚线为经过0.02s时第一次出现的波形图，可知0.02s内波向右传播了1m，因此
考点：波速，波长及周期的关系
17．（1）； （2）沿轴正方向．
（3）
【解析】本题考查波的图象与振动相结合。
（1）由图波长，则周期．
（2）根据题意点振动方向沿轴负方向，其振动比左侧波谷振动迟，所以该波的传播方向沿轴正方向．
（3）由题可知， ，又知波向右传播，则经过的波形图如图：
18．（1）向右传播 （2）15+20n (n=0,1,2,3…)
【解析】（1）因在时刻， 处的质点向y轴正方向运动，由波形图可以出，该波的传播方向沿x轴正方向即向右传播；
（2）由图可知，在到这段时间内，波向右传播的距离为：

则波速为： ；
点睛：本题是多解问题，关键是会通过波形微平移确定各个质点的振动方向和波动方向；然后由图象得到质点传播的距离，最后求解传播速度。