2016-2017学年高中物理单元智能评估(二)机械波新人教版选修3-4资料

单元智能评估（二）机械波
1．下列事实属于明显的衍射现象的是( )
A．池塘里的水波，遇到突出水面的小石块，小石块对波的传播没有影响
B．水波前进方向上有一障碍物，其后面没有水波传播过去
C．水波前进方向上有一带孔的屏，水波通过小孔传播到屏后的区域
D．板胡的声音比弦声更响
解析： 波绕过障碍物(或小孔)的现象叫衍射现象，故A、C两项正确；因为水波没有绕过障碍物，所以B选项错误；声音是否响亮不是衍射现象所决定的，故D错．
答案：AC
2．以下关于多普勒效应的说法中正确的是( )
A．有多普勒效应时，波源的振动频率发生变化
B．有多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化
C．多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化
D．人与波源有相对运动时，观察到的频率一定发生变化
解析： 当观察者与声源有相对运动(接近或远离)，观察者测得声波频率有变化，但波源的频率不变．观察者尽管有相对运动，但距离不变时，此时不会出现多普勒效应，B正确，A错误．若观察者与声源在一直线上发生相对运动，则必发生多普勒效应．若观察者与声源的相对运动不共线(如圆周运动)，则就不一定发生多普勒效应，选项C、D错误．
答案：B
3．振源以原点O为平衡位置，沿y轴方向做简谐运动，它激发的简谐波在x轴上沿正、负两个方向传播，在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图所示．在原点的左方有一质点P，从图示时刻开始，经过1/8周期，质点P所在的位置以及振动方向为( )
A．x轴下方，向上运动 B．x轴下方，向下运动
C．x轴上方，向上运动 D．x轴上方，向下运动
解析： 振源所激发的波沿x轴正负方向同时传播所得的图象具有对称性，由此判断此时刻P点在负最大位移处，经过T，质点P仍在x 轴下方，但应向上运动，所以A正确．
答案：A
4．一列波在介质中向某一方向传播，下图为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是( )
A．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T
B．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间3T/4
C．波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4
D．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T/4
解析： 由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源．振动从N点传播到M点，经过一个周期；又从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了T/4，选项C正确．
答案：C
5．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为( )
A．A＝1 m　f＝5 Hz B．A＝0.5 m　f＝5 Hz
C．A＝1 m　f＝2.5 Hz D．A＝0.5 m　f＝2.5 Hz
解析： 由图可知振幅A＝0.5 m．波从M传到N的过程，波速v＝＝ m/s＝10 m/s.由图可知λ＝4 m，所以T＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz.D正确．答案：D
6．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形图如中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是( )
A．2 m/s B．3 m/s
C．4 m/s D．5 m/s
解析： 由图知波长λ＝8 cm，若波向右传播，则T＝0.02 s，波速v＝＝＝1 m/s；若波向左传播，则T＝0.02 s，波速v＝＝＝3 m/s，选项B正确．
答案：B
7．如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2 cm，波速为2 m/s，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4 m(小于一个波长)，当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1 cm的位置，则( )
A．此波的周期可能为0.6 s
B．此波的周期可能为1.2 s
C．从此时刻起经过0.5 s，b点可能在波谷位置
D．从此时刻起经过0.5 s，b点可能在波峰位置
解析： 根据波的传播方向和质点的振动方向的关系可知：t＝0时刻，b质点在－1 cm处，既可以沿y轴正方向运动也可能沿y轴负方向运动；该波的波长λ满足<0.4，即λ<1.6 m，T<0.8 s，又λ>0.4 m，T>0.2 s，所以A对，B错；同理可知C、D均有可能．
答案：ACD
8．下图为一横波发生器的显示屏，可以显示出波源O点的振动从左向右传播的图象，屏上每小格边长为1 cm.在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示．因为显示屏的局部故障造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)．此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷．下列判断正确的是( )
A．该波的振幅为10 cm B．该波的波长为6 cm
C．该波的周期为2 s D．在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰
解析： 由波形图可知，该列波的振幅为5 cm，波长为12 cm，故A、B错误；t＝0时刻，B处波处于平衡位置且向上运动，经过2.75T＝
5.5 s第三次出现波谷，解得T＝2 s，C正确；B、C两处相距半个波长，两处振动情况完全相反，B处于波谷则C处应显示为波峰，D正确．答案：CD
9．两列平面简谐横波在空中叠
加，如图，其中简谐横波a(图中虚线所示)沿x轴正方向传播，简谐横波b(图中实线所示)沿x轴负方向传播，波速都是20 m/s，t＝0时，这两列波的波动图象如图所示，那么位于x＝45 m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是( )
A．1.50 s,0.25 s B．0.25 s,0.75 s
C．0.50 s,0.75 s D．0.75 s,0.25 s
解析： 从题图上可知两波波长均为λ＝40 m，故T＝＝2 s，波峰a或b第一次传到P点，均需要t＝ s＝0.25 s，而平衡位置状态传到P需要t′＝ s＝0.75 s.
答案：B
10．一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图1所示，已知波速为10 m/s.则t＝0.1 s时正确的波形应是图2中的( )
解析： 由题知，波长λ＝4.0 m，波在t＝0.1 s内传播的距离x＝vt ＝10×0.1 m＝1 m＝λ，故将原波形图沿波的传播方向(即x轴正方向)平移λ即可，故选项C正确，选项A、B、D错误．
答案：C
11．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图(a)所示，一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图(b)所示的波形，则该波：
(1)波长为多少？
(2)质点振动的周期为多少？
(3)波速为多少？
解析： (1)由图象可知：质点1、9是两个相邻的且振动情况总是相同的两个质点，它们的平衡位置之间的距离即为一个波长，即λ＝8L.
(2)t＝0时，波刚传到质点1，且质点1起振方向向下，说明波中各质点的起振方向均向下，在Δt后由图象可知质点9的振动方向为向上，说明它已经振动了，因此Δt＝T＋，即T＝Δt.
(3)波速v＝＝＝.
答案：(1)8L　(2)Δt　(3)
12．一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示，波速为v＝0.06 m/s，质点P、Q的坐标分别为x P＝0.96 m，x Q＝0.36 m.
(1)质点P开始振动时，振动方向如何？
(2)从图示时刻经多长时间，质点P第一次到达波谷？
(3)质点P到达波峰时，质点Q在何处？
解析： (1)在波的传播方向上，各质点起振方向都相同，与此时刻x＝0.30 m处质点R的振动方向相同，沿y轴负方向．
(2)方法一：　由波的图象可得波长λ＝0.24 m，P点第一次到达波谷的时间即为P点前方距P点最近的波谷传播到P点所用的时间Δt＝＝s＝
12 s
方法二：　可从“振动形式传播”的角度分析，由图象知，波长λ＝0.24 m，故波的周期T＝＝ s＝4 s
R的振动形式传到P点所用的时间Δt1＝＝ s＝11 s
P开始振动后只需即可到达波谷，即Δt2＝＝1 s
故再经过12 s，质点P第一次到达波谷．
(3)因Δx PQ＝0.6 m＝λ，所以P、Q两质点振动情况完全相反，当质点P达到波峰时，质点Q在波谷．
答案：(1)y轴负方向　(2)12 s　(3)波谷。