高中物理 阶段质量检测(二)机械波 教科版选修34

阶段质量检测(二) 机械波(时间60分钟，满分100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。

每小题至少有一个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)1．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )A．波速在逐渐变小 B．频率在逐渐变小C．振幅在逐渐变小 D. 波长在逐渐变小2．下列说法中正确的是 ( )A．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动B．纵波在传播过程中，质点也不随波的传播而迁移C．站在火车站的人听到一列鸣笛的火车的音调由高变低，可以判断火车正向你驶来D．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声，是声波的衍射现象3．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沿同一方向传播，如图1所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是( )图1A．波1速度比波2速度大B．相对于同一障碍物，波2比波1更容易发生衍射现象C．这两列波传播的方向上，不会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均与从声源发出时的频率相同4．一列简谐横波某时刻的波形如图2甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图像如图乙所示，则( )图2A．这列波的波速是25 m/sB．这列波沿x轴正方向传播C．质点A在任意的1 s内所通过的路程都是0.4 mD．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25 Hz5．(安徽高考)一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图3所示，已知波速为10 m/s。

则t＝0.1 s时正确的波形应是图4中的( )图3图46．如图5所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A。

a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc。

某时刻a点是两列波的波峰相遇点，c点是两列波的波谷相遇点。

则( )图5A．a处质点的位移始终为2AB．c处质点的位移始终为－2AC．b处质点的振幅为2AD．c处质点的振幅为2A7．(新课标全国卷Ⅰ)如图6，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m。

一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a第一次到达最高点。

下列说法正确的是( )图6A．在t＝6 s时刻波恰好传到质点d处B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点C．质点b开始振动后，其振动周期为4 sD ．在4 s ＜t ＜6 s 的时间间隔内质点c 向上运动8．(重庆高考)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )A ．4 m 、6 m 和8 mB ．6 m 、8 m 和12 mC ．4 m 、6 m 和12 m D. 4 m 、8 m 和12 m二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9．(6分)一列横波沿x 轴正向传播，a 、b 、c 、d 为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。

某时刻的波形如图7甲所示，此后，若经过34周期开始计时，则图乙描述的是图甲中a 、b 、c 、d 四个质点的________点的振动图像。

图710．(16分)新型列车动车组速度可达300 km/h ，与该车汽笛声的音调相比，(1)站在车前方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)，站在车后方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)。

(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛发出的声波频率变化了吗？(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？9．(8分)沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图7所示，P 、Q 两个质点的平衡位置分别位于x ＝3.5 m 和x ＝6.5 m 处。

在t 1＝0.5 s 时，质点P 恰好此后第二次处于波峰位置；则t 2＝________s 时，质点Q 此后第二次在平衡位置且向上运动；当t 3＝0.9 s 时，质点P 的位移为______cm 。

图7解析：质点P 在图示时刻向上振动，第二次处于波峰位置时所用时间t 1＝54T ＝0.5 s ，所以T ＝0.4 s ；质点Q 在图示时刻向下振动，此后第二次在平衡位置且向上运动时需经时间t 2＝32T ＝32×0.4 s＝0.6 s ；当t 3＝0.9 s 时，质点P 运动了214T ，此时P 在波峰，其位移为2 cm 。

答案：0.6 210．(10分)如图8所示，沿波的传播方向上有间距为1 m 的13个质点a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、h 、i 、j 、k 、l 、m ，它们均静止在各自的平衡位置。

一列横波以1 m/s 的速度水平向右传播。

在t ＝0时刻到达质点a ，且质点a 开始由平衡位置向上振动，在t ＝1 s 时刻，质点a 第一次到达最高点，求：图8(1)这列波的波长为________，周期为________。

(2)在图中画出g 点第一次向下达到最大位移时的波形图像。

解析：由题意知，周期T ＝4 s ，波长λ＝vT ＝4 m 。

当g 第一次到达最低点时波形图如图所示。

答案：(1)4 m 4 s (2)见解析图11．(14分)如图8所示，A 处放一频率为40 Hz 的音叉，经过橡皮管ACB 和ADB 连通到B 处，在B 处完全听不到音叉振动的声音。

已知管ACB 的长度为0.4 m ，声音在空气中传播速度为320 m/s 。

图8(1)管ADB的长度至少为多少米？(2)写出管ADB的可能长度的表达式。

12．(16分)如图9所示，一列向右传播的简谐横波，速度大小为0.6 m/s，P质点横坐标x＝0.96 m，从图中状态开始计时，求：图9(1)经过多长时间，P质点第一次到达波谷？(2)经过多长时间，P质点第二次到达波峰？(3)P质点刚开始振动时，运动方向如何？答案1．选C 声波在空中向外传播时，其波速(由空气介质决定)、频率(由振源决定)和波长⎝ ⎛⎭⎪⎫λ＝v f 均不变，故A 、B 、D 错误；又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，故C 正确。

2．选B 当波源突然停止振动时，由于波是使质点间相互带动，并且重复，同时后一个质点比前一个质点滞后，所以离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动，所以A 错；纵波在传播过程中，传播“振动”这种运动形式，质点不随波的传播而迁移，所以B 对；根据多普勒效应得知，当火车向你驶来的时候，警笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，所以C 错；在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声，是声波的反射现象，所以D 错。

3．选C 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。

由图读出声波1和声波2波长之比为λ1∶λ2＝2∶1，波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象，故B 错误。

由v ＝λf 得到两波频率之比为f 1∶f 2＝1∶2，而两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象，故C 正确。

由多普勒效应可知D 错误。

故选C 。

4．选AD 由乙图可知，T ＝0.8 s ，t ＝0时质点A 沿＋y 方向振动，此波沿x 轴负方向传播，B 错误；v ＝λT ＝200.8 m/s ＝25 m/s ，A 正确；由1 s ＝5T 4可知，质点A 由图示甲时刻在1 s 内通过路程为5A ＝0.4 m ，但并不是质点A 在任意1 s 内的路程均为0.4 m ，C 错误；由f ＝1T＝1.25 Hz 可知，要发生干涉现象，另一波的频率为1.25 Hz ，D 正确。

5．选C 已知波速为10 m/s ，由图像可知波长为4 m ，则周期为0.4 s 则t ＝0.1 s 时正确的波形应是C 。

6．选CD 因为a 、b 、c 三点均在S 1S 2的中垂线上，则各点到S 1、S 2的距离相等。

则S 1与S 2到各点的波程差为零，S 1与S 2是相同的，在a 、b 、c 各点是同相相遇振动加强，振动加强并不是位移不变始终为2A ，而是振幅最大为2A ，则选项C 、D 正确。

7．选ACD 因为a 开始时向下运动，经过t ＝3 s 后恰好第一次到达最高点，所以波的周期为T ＝4 s ，波长λ＝vT ＝8 m ，在t ＝6 s 时波向前传播的距离为s ＝vt ＝12 m ，即恰好传到d 点，A 选项正确；当t ＝5 s 时，波向前传播了10 m ，作出波形图可知c 恰好处于平衡位置，B 选项错误；b 振动的周期即为波的周期，所以C 选项正确；在4 s ＜t ＜6 s 的时间内质点c 从最低点运动到最高点，D 选项正确。

8．选C 根据题意，有以下三种情况符合要求：ab ＝6 m ，即λ12＝6 m ，λ1＝12 mcd ＝6 m ，即λ2＝6 mef ＝6 m ，即32λ3＝6 m ，λ3＝4 m故C 正确，A 、B 、D 错误。

9．解析：根据波的图像可知：a 处质点经过34周期，在波谷，b 处质点经过34周期，在平衡位置且向下振动，c 处质点经过34周期，在波峰，d 处质点经过34周期，在平衡位置且向上振动，则图乙描述的是b 处质点的振动图像。

答案：b10．解析：(1)站在列车前方的人与列车的距离在靠近，因此听起来音调偏高，站在列车后方的人与列车的距离在远离，因此音调偏低。

(2)迎面来的列车上的乘客听起来音调偏高，此时列车汽笛发出的声波频率不变。

(3)坐在该列车上的乘客与列车的相对位置不变，故听起来音调不变。

答案：(1)偏高 偏低 (2)偏高 不变 (3)不变11．解析：(1)由公式λ＝v f ，得λ＝32040m ＝8 m 要使B 处听不到声音，B 处应为振动减弱区，则波程差至少为λ2，即s ADB －s ACB ＝λ2，解得s ADB ＝4.4 m 。

(2)在B 处听不到声音时管ADB 的长度应对应一系列值，即s ADB －s ACB ＝nλ＋λ2(n ＝0、1、2…)得s ADB ＝(8n ＋4.4) m(n ＝0、1、2…)答案：(1)4.4 m (2)s ADB ＝(8n ＋4.4) m(n ＝0、1、2…)12．解析：(1)P 质点第一次到达波谷的时间，就是初始时刻x 坐标为0.18 m 处质点的振动状态传到P 质点所需要的时间，则t 1＝Δx 1v，又Δx 1＝(0.96－0.18) m ＝0.78 m ，所以t 1＝0.780.6s ＝1.3 s 。

(2)P 质点第二次到达波峰的时间等于初始时刻x 坐标为0.06 m 处质点的振动状态传到P 质点所需要的时间与一个周期的和，则t 2＝Δx 2v ＋T ＝Δx 2＋λv，又Δx 2＝(0.96－0.06) m＝0.9 m ，λ＝0.24 m ，所以t 2＝0.9＋0.240.6s ＝1.9 s 。