第十二章 机械波 单元自测卷 Word版含解析

2020-2021学年高二物理人教版选修3-4
机械波
1.下列现象属于机械波的是( )
A.风吹过麦田时形成的滚滚麦浪 B.船驶过平静的湖面，湖面上形成的水波
C.团体操中演员们此起彼伏形成的人浪 D.在船摇晃时，船上的乘客也左右摇晃
2.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是( )
A.物体做机械振动时，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，一定有质点做机械振动 D.机械振动和机械波的产生无关
3.有关纵波与横波，下列说法正确的是( )
A.横波的传播速度一定比纵波慢
B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
C.横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播
D.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部
4.下表给出30 ℃时，声波在不同介质中的传播速度。当声波由空气进入铜中时，下列说法正确的是( )
介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜
波速（m/s） 332 1490 1531 30～50 480 3800
A.频率增大，波长不变 B.频率不变，波长增大
C.频率和波长都不变 D.频率和波长都变大
5.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置，若从该时刻开始计时，则振动图像如图乙所示的质点是( )
A.a处质点 B.b处质点 C.c处质点 D.d处质点
6.如图所示1、2、3分别代表入射波、反射波和折射波的波线，则( )
A.2与1的波长、频率相等，波速不等 B.2与1的波速、频率相等，波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不等
7.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点，则( )
A.此刻a的加速度最小
B.此刻b的速度最小
C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动
D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置
8.巡警开车在公路上以80 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速( )
A.高于80 km/h B.低于80 km/h C.等于80 km/h D.无法确定
9.有一障碍物的尺寸为10 m，下列遇到它时能产生明显衍射现象的波是( )
A.波长为1 m的机械波 B.波长为10 m的机械波
C.波长为20 m的机械波 D.频率为510 Hz的声波
10.关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A.振动是波的成因，波是振动的传播
B.振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C.波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移
D.波源停止振动时，波立即停止传播
11.下列关于机械波的说法正确的是( )
A.一列声波由空气传播到水中，频率和波长都发生变化
B.火车鸣笛时驶向观察者，观察者听到的鸣笛声频率比声源发出的频率高
C.在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离称为波长
D.对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象
12.如图所示为一列质点做简谐运动的机械波在某时刻的波形图，为介质中的四个质点，a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为，它们的速度大小分别为，则( )
A. B. C. D.
13.一条弹性绳子呈水平状态。M为绳子中点，两端同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示。对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是( )
A.两列波将同时到达中点M B.两列波波速之比为1:2
C.中点M的振动总是加强的 D.M点的位移大小在某时刻可能为零
14.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在坐标原点，波速，已知在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到处。下列说法正确的是( )
A.这列波的振幅为10 cm B.这列波的周期为4 s
C.这列波的波长为4 m D.0.2 s后，质点a运动到质点b现在所处的位置
15.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A.这列波的波长是4 m
B.这列波的传播速度是20 m/s
C.经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了3 m
D.时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
答案以及解析
1.答案：B
解析：当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物体本身没有相应的移动，所以麦浪的运动不是波，故A错误；水波是由于水之间相互带动而传播的，故属于波，故B正确；人浪是由于演员有节奏的起立和下蹲形成的，没有振动形式的传播和带动，故C错误；乘客左右摇晃为机械振动，不是机械波，故D错误。
2.答案：C
解析：机械振动在介质中的传播形成了机械波，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。
3.答案：D
解析：横波和纵波速度关系不确定，A错误；纵波和横波在传播过程中，质点不能随波迁移，B错误；横波和纵波都可在固体中传播，也可在液体、气体中传播，C错误；横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部，D正确。
4.答案：B
解析：波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入铜中时，频率f不变，波速v增大，则由公式知波长增大。故选项B正确。
5.答案：C
解析：由题图乙可知，开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动，再结合题图甲给出的四个质点的位置及传播方向，可知题图乙所描述的是c处质点的运动，C正确。
6.答案：D
解析：反射波的波长、频率、波速与入射波的都应该相等，选项AB错误；折射波的波长、波速与入射波的都不等，但频率相等，选项C错误，选项D正确。
7.答案：C
解析：此时a的位移最大，由加速度可知，此时a的加速度最大，A项错误；此时b位于平衡位置，其速度最大，B项错误；若波沿x轴正方向传播，由平移法知题图所示时刻b向y轴正方向运动，C项正确；若波沿x轴负方向传播，此时c向y轴正方向运动，故c比a先回到平衡位置，D项错误。
8.答案：A
解析：巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离。又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于80 km/h，故选A。
9.答案：BC
解析：能产生明显衍射现象的条件是机械波的波长与障碍物的尺寸相比差不多或更大，可知BC正确，A错误；因频率为510 Hz的声波的波长为，则遇到尺寸是10 m的障碍物不能产生明显衍射现象，故选项D错误。
10.答案：AB
解析：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动，这种振动在介质中传播，便形成了波，选项AB正确；波在传播过程中，介质中的质点是在平衡位置附近振动，不会随波一起迁移，选项C错误；沿介质传播行进的波独立于波源，即已经形成的波跟波源无关，在波源停止振动时波仍将继续向外传播而不会停止，选项D错误。
11.答案：BD
解析：一列声波由空气传播到水中，频率不变，波速变大，由知波长变长，故A错误；火车鸣笛时驶向观察者，根据多普勒效应，观察者听到的鸣笛声频率比声源发出的频率高，故B正确；在波动中，相邻的振动相位总是相同的两个质点间的距离称为波长，故C错误；波长越长，波的波动性越强，对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象，故D正确。
12.答案：AD
解析：由简谐运动的特点可以知道，位移越大，加速度越大，速度越小，故质点a与质点d加速度最大，质点c加速度最小，而质点c速度最大，质点a和质点d速度最小，AD正确，BC错误。
13.答案：AD
解析：波在同种介质中传播，波速相同，由于M为绳子中点，所以两波同时到达M点，故A正确，B错误。由于波长的不同，因此两波在M点相遇时，M点的振动并不总是加强或减弱；当两波刚传到M点时，此时刻位移为零，所以M点的位移大小在某时刻可能为零，故C错误，D正确。故选AD。
14.答案：AC
解析：由题图可知，该列波的振幅为10 cm，波长为4 m，故AC正确；由波速与波长及周期的关系式得，，故B错误；由题意知这列机械波为横波，质点只在各自的平衡位置附近做简谐振动，不会沿x轴运动，故不能到达b点，故D错误。
15.答案：AB
解析：本题易错之处是不能根据题图像得出波动信息。根据题图甲可知波长，A正确；根据题图乙可知周期，所以波速，B正确；在波传播的过程中，质点在各自平衡位置附近振动，而不沿波的传播方向移动，C错误；根据题图乙可知，此时质点P向下振动，根据平移法可知，波沿x轴正方向传播，再过，即半个周期，Q在平衡位置上方向平衡位置运动，所以运动方向沿y轴负方向，D错误。