粤教版高中物理选修34 第二章 机械波 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修3-4 第二章机械波单元测试

一、单选题

1.在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中同时沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是( )

A. 波1速度比波2速度大

B. 相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象

C. 这两列波传播的方向上，能产生稳定的干涉现象

D. 这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同

2.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.04s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的传播速度为2.5m/s，可判断（）

A. 波向左传播，周期为0.032s

B. 波向右传播，周期为0.032s

C. 波向左传播，周期为0.04s

D. 波向右传播，周期为0.04s

3.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为x a=2m和x b=6m，图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是（）

A. 该波沿+x方向传播，波速为1m/s

B. 质点a经4s振动的路程为4m

C. 此时刻质点a的速度沿+y方向

D. 质点a在t=2s时速度为零

4.如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知（）

A. 振子的振动周期等于t1

B. 在t=0时刻，振子的位置在a点

C. 在t=t1时刻，振子的速度为零

D. 从t1到t2，振子正从O点向b点运动

5.周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（）

A. 沿x轴正方向传播，波速v=20m/s

B. 沿x轴正方向传播，波速v=10m/s

C. 沿x轴负方向传播，波速v=20m/s

D. 沿x轴负方向传播，波速v=10m/s

6.两根相同的绳子上某时刻存在A、B两列绳波，两波形如图所示．经过t时间，在该区域内两波再次出现如图波形，设波A和B的周期分别是T A、T B，则t可能等于（）

A. T A

B. T B

C. 2T A

D. 2T B

7.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、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

二、多选题

8.关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()

A. 同一波面上的各质点振动情况完全相同

B. 同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同

C. 球面波的波面是以波源为中心的一个个球面

D. 无论怎样的波，波线始终和波面垂直

9.两列简谐横波的振幅都是10cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图23所示区域相遇，则。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A. 在相遇区域会发生干涉现象

B. 实线波和虚线波的频率之比为3:2

C. 平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零

D. 平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>10cm

E. 从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0

10.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则（）

A. 甲乙两波的起振方向相反

B. 甲乙两波的频率之比为3:2

C. 再经过3s，平衡位置在x=7m处的质点振动方向向下

D. 再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零

三、填空题

11.频率相同的两列波叠加时，某些区域的________、某些区域的________，这种现象叫做波的干涉．产生干涉的两个必要条件：两列波的频率必须________，两个波源的相位差必须________．一切波都能发生干涉，干涉也是波所________的现象．

12.________振动在________中传播，形成机械波．介质中有机械波传播时，________并不随波一起传播，传播的只是________这种运动形式．波不但能传递________，也可以传递________．

13.波的折射定律：波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线在________内，入射线与折射线分别位于法线的两侧(如图2所示)，入射角的正弦值________．在波的折射中，波的________保持不变，________和________都发生变化．由λ＝知，当波进入新的介质后，若波速增大，则波长变长，若波速减小，则波长________．波发生折射的原因是波在不同介质中的________不同．

四、解答题

14.某同学在t＝0时刻手抓绳子左端(右端绳头固定)将其上下抖动，如图所示为经过形成的绳波，试画出

再经过形成的绳波．

五、综合题

15.一列横波的波源在图中的坐标原点O处，经过0.4s，振动从O点向右传播20cm，P点离O点的距离是80cm．求：

（1）P点起振时的速度方向如何？

（2）该波从原点向右传播时开始计时，经多长时间质点P第一次到达波峰？（保留一位小数）

16.一列横波在x轴上传播，在t1＝0时刻波形如图中实线所示，t2＝0.05 s时刻波形如图中虚线所示．求：

（1）这列波的振幅和波长；

（2）这列波的最小波速的大小和方向．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】B

【解析】【分析】两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同．故A错误。

声波1的波长较长，相对于同一障碍物，波1比波2发生衍射现象更明显．故B正确。

由于两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉现象．故C错误。

这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率不相同．故D错误。

【点评】对于波的三个物理量抓住：波速是由介质决定的，频率是由波源决定的，波长由介质和波源共同决定。

2.【答案】B

【解析】【解答】解：若该波的传播速度为2.5m/s，则该波在t=0.04s内传播的距离为：

x=vt=2.5×0.04m=0.1m

由图知波长为：

λ=8cm=0.08m，

则得：x= λ，所以波向右传播，

由t=0.04s= T，得周期为：T=0.032s

故选：B

【分析】根据公式x=vt求出波在t=0.04s内传播的距离，结合波形平移法，分析波传播距离与波长的关系，确定波的传播方向和周期．

3.【答案】D

【解析】【解答】解：A、ab两点间的距离为x=x b﹣x a=6﹣2=4m，振动从a传播到b的时间为半个周期，为t= =4s，所以波速为：v= = =1m/s，但是b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向，由微平移法可知波向﹣x轴方向传播，A不符合题意．

B、质点a振动4s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的2倍，即为1m，B不符合题意

C、此时刻b的振动方向是向y轴正方向，ab间相隔半个波长，振动步调完全相反，所以此时刻质点a的速度沿﹣y方向，C不符合题意．

D、在t=2s时，质点b在正的最大位移处，ab两质点的振动步调完全相反，所以质点a在负的最大位移处，此时a的速度为零，D符合题意．

故答案为：D

【分析】本题考察间谐波的传播和质点振动关系，解题的关键是对波传播方向的判断。

4.【答案】D

【解析】【解答】解：A、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出其周期T=2t1；A不符合题意；

B、由图乙知在t=0时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，所以振子的位置在O点，B不符合题意；

C、在t=t1时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，C不符合题意；

D、从t1到t2，振子的位移从0变化到正向最大，说明正从O点向b点运动．D符合题意．

故答案为：D．

【分析】振子的周期可以通过图乙直接读出，t=0时振子的位移为零，处在平衡状态，t=t1时，振子处在平衡位置，速度最大。

5.【答案】B

【解析】【解答】解：由题，此时P点向y轴负方向运动，根据平移法可知，波形将向右平移，则知，该波沿x轴正方向传播．

由图读出波长λ=20m，故波速v= m/s．故B正确．

故选：B．

【分析】由于此时P点向y轴负方向运动，再过四分之一周期就会到达波谷，因此判断波沿X轴正方向传播，根据可以求得速度。

6.【答案】C

【解析】【解答】解：由图知A波的波长为L，B波的波长为，同一介质，速度相同

A波周期：

B波周期：

周期关系：

根据题意，在该区域内两波再次出现如图波形，经历的时间可能是、、

…故C正确，ABD错误；

故选：C

【分析】根据两图可知两波波长关系，B波经过时间t重复出现波形，说明了经历时间为其周期的整数倍，这是解本题的突破口．

7.【答案】D

【解析】【解答】波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由得波长不同，故C错，D对．【分析】波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关．波速由介质决定，介质发生变化波速可能发生变化，由知波长就会4发生变化．

二、多选题

8.【答案】A,C,D

【解析】【解答】同一波面上的各质点振动情况完全相同，同时球面波的波面是以波源为中心的一个个球面而且，无论怎样的波，波线始终和波面垂直。

【分析】惠更斯原理。

9.【答案】B,D,E

【解析】【解答】A、两列波波速相同，波长不同，根据，频率不同，不能发生干涉现象，故A错误.B、两列波波速相同，波长分别为4m、6m，为2:3，根据，频率之比为3:2，故B正确.C、平衡位置为x=6m处的质点此刻位移为零，两列波单独引起的速度均向上，故合速度不为零，故C错误.D、平衡位置为x=8.5m 处的质点，两列波单独引起的位移分、，故合位移大于振幅A，故D正确.E、传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，其周期为0.5s，可知虚线波的周期为0.75s，从图示时刻起再经过0.25s，实线波在平衡位置为x=5m处的质点处于波谷，而虚线波处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y <0 ，故E正确.故选BDE.

【分析】本题考查波的叠加、波的干涉和衍射现象．；波形图反映某时刻各质点的位置，是很多质点同时振动的位置形状；振动图则是反映某一个质点在各个时刻的位置变化．

10.【答案】A,B,D

【解析】【解答】据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项A正确；据图可知甲波波长为4m，甲波周期为：，频率，乙波波长为6m，周期为：，频率为：，故选项B正确；再经过3s，甲波波谷到达x=7m处，乙波是平衡位置

与波峰之间某一振动到达x=7m处，所以该质点应该向上振动，选项C错误；此时除了波源还有x=9m处、x=6-7m处、x=6m处、x=5-6m处、x=2-3m处质点位移为零，故选项D正确。

【分析】根据上下坡法判断甲乙两波的起振方向，根据波长关系，结合波速相等，求出甲乙两波的频率之比，根据3s内两波传播的距离，通过波的叠加分析x=7m处质点的振动方向以及合位移为零的位置．

三、填空题

11.【答案】振幅加大；振幅减小；相同；保持不变；特有

【解析】【解答】频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫做波的干涉。

【分析】加强概念的理解。

12.【答案】机械；介质；介质本身；振动；能量；信息

【解析】【解答】机械振动在介质中的传播，形成机械波，介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，传播的只是振动这种运动的形式。波不但能传递能量，也可以传递信息。

【分析】各种概念牢固掌握。

13.【答案】同一平面；；频率；波速；波长；减小；传播速度

【解析】【解答】波的折射定律：波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分别位于法线的两侧(如图2所示)，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比，即＝。

【分析】强化概念掌握。

四、解答题

14.【答案】由题意可知，经过，波沿绳传播到第5个质点，再经，沿绳传播到第17个质点，且质点刚要向下振动，质点1回到平衡位置刚要向下振动，此时绳波为：

【解析】【分析】根据波的传播来画质点的振动方向。

五、综合题

15.【答案】（1）解：振动从O点向右传播，根据波形平移法可知图中x=20cm处质点的振动方向沿y轴负方向，则P点起振时的速度方向沿y轴负方向．

答：P点起振时的速度方向沿y轴负方向．

（2）解：由题：经过0.4s，振动从O点向右传播20cm，得到波速v= = =0.5m/s．

x=5cm处的振动状态传到P点时P第一次到达波峰，波传播的距离x′=75cm=0.75m，则质点P第一次到达波峰所经过的时间t′= +0.4s= +0.4=1.9s．

答：该波从原点向右传播时开始计时，经1.9s时间质点P第一次到达波峰．

【解析】【分析】本题主要考查横波的图像，要抓住波的基本特点：介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同，能熟练运用波形的平移法求解波传播的时间．

16.【答案】（1）由图可知振幅，波长.

（2）若波向右传播，则时间内传播的距离

速度

若波向左传播，则时间内传播的距离

速度

显然当n取同一数值时，取，最小速度，方向向右．

【解析】【分析】（1）由y的最大值读出振幅，由相邻两个波峰或波谷间的距离读出波长．（2）根据波形的平移法，得出波传播的最短距离，再求解最小的波速。