上海市金山中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-4：机械波 章末综合复习测评（含解析）

机械波
1．如图为甲、乙两列简谐横波某时刻的波形图，甲波向右传播，乙波向左传播。质点M位于x=0.2m处，则（　　）
A．这两列波会发生干涉现象
B．M点是振动加强点，所以其位移总是最大
C．此时M点位移为零，故M点是振动减弱点
D．由图示时刻开始，再经过甲波周期，M点将位于波峰
2．一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频率始终不变，从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调(即频率)(　　)
A．不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同
B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低
C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高
D．一直比飞机实际发出的声音音调高
3．如图所示，S1、S2是位于水面的两个振动情况完全相同的波源，振幅为A，P、M、N三点均位于S1、S2连线的中垂线上，且PM=MN。某时刻P是两列波的波峰相遇点，N恰是两列波的波谷相遇点，则（　　）
A．P、N两点间的距离为半个波长 B．M点位移的最大值为2A
C．P点的位移始终是2A D．N点为振动减弱点
4．一列沿直线传播的简谐横波，其传播速度为，波源的振动图像如图所示，则这列波的波长和频率分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
5．一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图（a）所示，E、F、G、H是介质中的四个质点。则图（b）是E、F、G、H中哪一个质点的振动图像（　　）
A．E点 B．F点 C．G点 D．H点
6．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形图如图所示，此时质点a向y轴正方向运动，当t=5.5s时，质点b恰好第3次到达波峰。下列说法中正确的是（　　）
A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度为0.5m/s
C．t=5.5s时质点a从x=2m运动到x=4m D．a质点的振动方程为
7．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　）
A．图A中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图像测得简谐运动的周期较大
B．由图B可知，系统的固有频率为f0
C．图C中频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫作波的干涉
D．图E中若简谐波的波速为200 m/s，从图示时刻开始，质点a经0.01 s通过的路程为40 m
8．一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图中实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图中虚线所示，波传播的速度为5m/s，下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动
C．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为1.25Hz
D．x＝2m处的质点的位移表达式为y＝0.4sin (2.5πt＋π) (m)
9．如图所示，一质点在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，E、F点分别为AO和OB之间关于O点的对称点（即EO和OF的距离相等）。质点从E点向右运动经过时间t1第一次经过F点，再经过时间t2第四次经过F点，该质点的振动分别在空气中和水中传播形成两列波。下列说法正确的是 。
A．质点经过E点和F点的速度一定相同
B．质点经过Ｅ点和F点的加速度大小相等
C．质点从A点第一次运动到B点的时间为t1+t2
D．该质点的振动周期为
E.此简谐运动分别在空气中和水中传播形成的两列波的波长一定不相同
10．如图所示，一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线是t= 0.2s时刻的波形图，下列说法正确的是
A．质点的振动周期一定是0. 8s
B．该波的波速可能是10m/s
C．t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上
D．t=0.4s时刻，x=6m处的质点恰好位于波峰
E.在0?0.2s时间内，x = 4m处的质点运动的路程为5cm
11．如图所示，图甲为某一列简谐横波在t=0.5s 时的波形图，图乙为介质中P处质点的振动图象，则关于该波的说法正确的是（　　）
A．传播方向沿+x方向传播 B．波速为16 m/s
C．P处质点振动频率为1Hz D．P处质点在5s内路程为10 m
12．一列波向右传播，经过某个有一串粒子的介质。如图所示为某一时刻各粒子的位置，虚线为对应各粒子的平衡位置。以下关于该波在图示时刻说法正确的是（　　）
A．此波为纵波，波长为8cm B．粒子8和10正朝同一方向运动
C．粒子3此时速度为零 D．粒子7和11的位移大小始终相同
13．一列简谐波在均匀介质中传播。图甲图表示t=0时刻的波形图，乙图表示甲图中b质点从t=0开始计时的振动图象，则（　　）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波沿x轴负方向传播
C．质点振动的频率是2Hz
D．该波传播的速度是8m/s
E.a质点和c质点在振动过程中任意时刻的位移都相等
14．一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，周期为T，振幅为A。t=0时刻，该波波形如图中实线所示，此时x=0处的质元沿y轴负向振动，则___________
A．此列波沿x轴正向传播
B．经过T，x=0.2m处的质元传播到x=0.8m处
C．t=T时刻波形如图中虚线所示
D．x=0处的质元向y轴正方向运动时，x=0.6m处质元向y轴负方向运动
E.x=0处质元的位移为－A时，x=0.4m处质元的位移为A
15．已知一列波在某时刻的波形如图所示，波的传播方向向左。求：
（1）波的波长和振幅A；
（2）如果该波的波速，那么，介质质点的振动频率是多少？
（3）经过3/4周期时，介质质点P离平衡位置的位移是多少？
16．如图实线是某时刻的波形图象,虚线是 0.2s 后的波形图象。
（1）波的波长
（2）假定波向左传播,它在这 0.2s 内传播的可能距离?
（3）若这列波向右传播,求它的最大周期?
（4）假如波速为 35m/s,求波的传播方向?
17．一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为20cm．P、Q两点的坐标分别为﹣1m和﹣5m，波沿x轴负方向传播．已知t＝0.5s时，P点第一次出现波谷．试计算：
(i)这列波的传播速度多大；
(ii)当Q点第二次出现波峰时，P点通过的路程为多少．
18．一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在坐标原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波.若从波传到处的M质点时开始计时
（1）经过的时间t等于多少时，平衡位置在处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置？
（2）在图中准确画出t时刻弹性绳上的完整波形.
参考答案
1．A
【解析】
A. 两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，由图可知两列波的波长相等，由可知，频率相等，所以两列波能产生干涉，故A正确；
BC. 两波在质点M的振动均为在平衡位置向下振动，振动总是加强，振幅等于两列波振幅之和，M点做简谐运动，位移随周期变化，故BC错误；
D. 从图示时刻开始，再经过甲波周期?，两列波的波谷在M点相遇，所以M点到达波谷，故D错误。
故选A。
2．D
【解析】
飞机和人的关系如图所示，
其中S为飞机，P为该同学．利用运动的分解把飞机的速度分解为两个速度，不难得到v1＝vcosθ，v为飞机水平速度，v1为靠近速度，随着飞机飞临该同学头顶，θ角逐渐增大，容易看出v1逐渐减小，所以他听到的飞机声音的音调是变的，但始终比飞机实际发出的声音音调高，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．B
【解析】
A．根据题意可知、两点均为振动加强点，又因为点在波峰，点在波谷，所以、两点相距半波长的奇数倍，AD错误；
B．、两点均为振动加强点，两点连线上的点也为振动加强点，所以点位移的最大值为，B正确；
C．点在平衡位置做简谐振动，位移的最大值为，C错误。
故选B。
4．B
【解析】由振动图象可以读出波的周期为，则，由波速公式得：波长，B正确．故选B．
【点睛】解决本题的关键是可以由振动图象获取相应信息，以及熟练掌握公式、．
5．D
【解析】
由图（b）看出，时刻，质点在平衡位置处且沿y轴正方向运动，而图（a）中时刻，只有H点在平衡位置处且沿y轴正方向运动，故（b）图可能是图（a）中H点的振动图像，故ABC错误，D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．质点a在t=0时向y轴正方向运动，则波沿x轴正方向传播，A错误；
B．当t=5.5s时，质点b恰好第3次到达波峰，则
解得
T=2s
由图像可知，波长，则波速
B错误；
C．质点只在平衡位置附近上下振动，C错误；
D．由图像可知，振幅是0.4m，
D正确。
故选D。
7．BC
【解析】
A．演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图像的横坐标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，故A错误；
B．由图B可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，距固有频率f0相差越大，振幅越小，故B正确；
C．频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干涉，故C正确；
D．由图E可知，该波的波长是4 m，则周期
T＝
从图示时刻开始，质点a经0.01s，即半个周期，a恰好到达负的最大位移处，通过的路程为0.4m，故D错误。
故选BC。
8．CD
【解析】
A．由图读出波长λ=4m，则波的周期为
由题，波传播的时间为
根据波形的平移可知，波的传播方向沿x轴负方向，故A错误；
B．波x轴负方向传播，由上下坡法可知t=0时质点a沿y轴负方向运动，故B错误；
C．该波频率为
发生稳定的干涉现象的条件为两列波的频率相同，故C正确；
D．角速度为
t=0时刻x=2m处的质点正向y轴负方向运动，其位移表达式为
故D正确。
故选CD。
9．BDE
【解析】
A．由对称性可知，质点经过E点和F点的速度大小一定相同，但是方向不一定相同，选项A错误；
B．质点经过E点和F点时位移的大小相同，根据可知，加速度大小相等，选项B正确；
CD．质点从E点向右运动经过时间t1第一次经过F点，再经过时间t2第四次经过F点，设周期为T，则
解得
质点从A点第一次运动到B点的时间为
选项C错误，D正确；
E．此简谐运动分别在空气中和水中传播形成的两列波，周期和频率相同，但是波速不同，则波长一定不相同，选项E正确。
故选BDE。
10．BCD
【解析】
B.0.2s内波向右传播的距离为：x=8n+2(m)，则波速，当n=0时v=10m/s，选项B正确；
A.周期为（n=0、1、2、3…..），则质点的振动周期不一定是0. 8s，选项A错误；
C. 波向右传播，根据“逆向爬坡法”可知，t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上，选项C正确；
D. 由波形图可知，t=0.4s时刻，在x=2m处的波峰恰能传到x=6m处，则此时x=6m处的质点恰好位于波峰，选项D正确；
E. 因此波的周期不一定是0.8s，则在0?0.2s时间内，不一定振动T/4，则x = 4m处的质点运动的路程不一定为A=5cm，选项E错误.
11．ACD
【解析】
A．由乙图读出，t=0.5s时刻质点P的速度向上，则由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播．故A正确．
B．由图知：λ=8m，T=1.0s，则波速
故B错误．
C．P处质点振动频率
故C正确；
D．因为 t=5s=5T，质点P做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是四个振幅，所以P处质点在5秒内通过的路程是
S=5×4A=20×0.5m=10m
故D正确。
故选ACD。
12．AD
【解析】
A．从图中可以看出，有疏部和密部，故此波为纵波，3到11正好一个波长，为8cm，A正确；
B．波向右传播，波形平移，8在靠近平衡位置，向左运动，10在远离平衡位置，向右运动，B错误；
C．3位于平衡位置，速度最大，C错误；
D．7跟11运动情况相反，但位移大小相等，D正确。
故选AD。
13．ACD
【解析】
AB．由乙图知，t=0时刻，质点b向上运动，在甲图上，由波形的平移可知，该波沿x轴正方向传播。故A正确，B错误。
C．由乙图知，质点的振动周期为T=0.5s，则频率为
故C正确。
D．由甲图知，波长λ=4m，则波速为
故D正确。
E．a质点和c质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，故E错误。
故选ACD。
14．ACD
【解析】
【详解】
A．t=0时刻，x=0处的质元沿y轴负向振动，则此列波沿x轴正向传播，选项A正确；
B．机械波传播的过程中，质点不随波迁移，选项B错误；
C．因为t=T=2T，则该时刻波形与t=T时刻相同，如图中虚线所示，选项C正确；
D．因为波长为λ=1.2m，则0.6m=λ，则x=0处的质元向y轴正方向运动时，x=0.6m处质元向y轴负方向运动，选项D正确；
E．x=0处质元与x=0.4m处质元平衡位置相差0.4m不等于半个波长，则当x=0处质元的位移为－A时，x=0.4m处质元的位移不是A，选项E错误；
故选ACD。
15．（1）4m，1m；（2）5Hz（3）1m
【解析】
【详解】
（1）根据波的图象知，波长，振幅为；?
（2）周期=，振动频率；
（3）图示时刻质点A正向上运动，经过34个周期时，质点A到达波峰，位移为1m。
16．（1）4m（2）（4n+1）m,（n=0.1.2….）（3）s（4）向右.
【解析】
【详解】
（1）由波形图可知，波的波长λ=4m;
（2）假定波向左传播，它在这 0.2s 内传播的可能距离：
（n=0.1.2….）
（3）若这列波向右传播，则
解得
，（n=0.1.2….）；
当n=0时，可得最大周期为
（4）假如波速为 35m/s，则
x=vt=35×0.2m=7m=1λ
可知波的传播方向向右。
17．(i)10m/s(2)180cm
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 由图可知，波长λ=4m，质点的起振方向竖直向上，由t=0.5s时，P点第一次出现波谷，可知，

解得：

波速

(2) 波从P点传到Q点用时，

Q点从开始振动到第二次出现波峰用时，
P点振动的总时间为：

则P通过的路程为
18．（1）（2）完整波形如下图所示
【解析】
【详解】
(1)由图知半个波长等于1m，所以波长λ=2m，则波速
波传播到M质点时，先向下振动，则x=4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置的时间
(2)画波动图象时先画出N点所处的位置，处于平衡位置且处于下坡段，然后向左画出完整波形，如图