1、机械波综合侧试卷2本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分.满分100分，考试用时90分钟.第卷（选择题，共40分）一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。）1关于波动的下列说法，正确的是（ ）A介质中的质点随波的传播而迁移B质点振动的方向总是垂直于波的传播方向C波不但传递能量，还能传递信息D一切波的传播均需要介质图12如图1所示为一列横波在某时刻的波形，已知f质点在此时的运动方向向下，那么下列说法中正确的是（ ）A波向左传播B质点c比b先回到平衡位置C质点c和f的振幅相同D质点c在此时刻的加速度为零图23图2中
2、画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形图线，由图线可知（ ）A质点b此时的位移是零B质点b此时向y方向运动 C质点d的振幅是2 cmD质点d此时的加速度沿正方向图34若图3（乙）是（甲）中A质点的振动图象，则 （ ）A在乙中t =0时刻A质点在平衡位置B在乙中B指示的时刻A质点加速度为零C在乙中C指示的时刻A质点正远离平衡位置D在乙中C指示的时刻A质点的加速度方向向着平衡位置图45图4所示是一列波某时刻的波形图，若已知质点C正向上振动，则（ ）A此波向右传播BD比C先回到平衡位置 C此时B点速度为正，加速度为正D再过 ，A到达波峰图56如图5所示，在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M
3、点为12 m，距N点为21 m，由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8 m，波速为4 m/s，下列说法中正确的是（ ）AM点先开始振动，N点后振动，振动时间相差2.25 s，但振动周期都为2 sBM点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动CM点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动D振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同图67如图6是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长.则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（ ）A此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹
4、间距离相等C如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显的观察衍射现象8在波速方向上，波中两质点a和b平衡位置间距为1.05 m，当a到达最大位移时，b恰在平衡位置，已知波的频率为200 Hz，则波速可能为（ ）A120 msB140 msC280 msD420 ms9一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图7所示，自右向左传播，已知在t1=0.7 s时，P点出现第二次波峰（0.7 s内P点出现两次波峰），Q点的坐标是（7，0），则以下判断中正确的是（ ）图7A质点A和质点B在t=0时刻的位移是相等的B在t=0时刻，质点C向上运动图8C在t2=0.9
5、s末，Q点第一次出现波峰D在t3=1.26 s末，Q点第一次出现波峰10如图8所示，表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷.已知两列波的振幅均为2 cm，波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法正确的是（ ）AA、C两点是振动的减弱点BE点是振动加强点CB、D两点在该时刻的竖直高度差4 cmDt=0.05 s时，E点离平衡位置的位移大小为2 cm第卷（非选择题，共60分）二、填空题（每小题6分，共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）图911如图9所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播.（
6、1）该时刻A质点运动的方向是_，C点的运动方向_，D点的运动方向_.（2）再经过T/2，质点A通过的路程是_ cm，质点C的位移是_ cm.12甲乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波从湖面上传播开来，每只船每分钟上下振动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船间还有一个波峰，则水波的波长和波速分别为 .13一列波在介质甲中传播时，波速为400 m/s，波长为0.5 m；当这列波进入介质乙时，波速变为200 m/s.则这列波在介质乙中的波长为_m，频率为_Hz.14如图10所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的
7、两点，且ab=l.在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图_；频率由高到低的先后顺序依次是图_.图10三、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）15（12分）以速度v=20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率f=275Hz，已知常温下空气中的声速v0=340m/s。当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率为多少？当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的频率又是多少？16（12分）图11如图11所示，A、B是一列简谐横波中的两点.某时刻，A正处于正向最大位移处，另一
8、点B恰好通过平衡位置向一y方向振动.已知A、B的横坐标分别为xA=0 cm，xB=70 cm.，并且波长符合不等式：20 m80 m，求波长. xyO图1217（12分）一列横波如图12所示，波长m，实线表示时刻的波形图，虚线表示s时刻的波形图求：（1）波速多大？（2）若，波速又为多大？ 参考答案1【答案】C【解析】 介质中的质点只是随波源在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波形的移动而迁移.选项A错误.横波中质点振动的方向和波传播的方向垂直，而纵波中质点振动的方向和波的传播方向在同一直线上.选项B错误.波在传播过程中，传播的不仅是波源振动的形式，还传播波源振动的能量和信息.选项C正确.传播
9、机械波一定要有介质，但传播电磁波可以没有介质.选项D错误.2【答案】 ABC 【解析】 由波的传播特点可知，当f点向下移动时，与它邻近的E点也将向下运动，E、f两点相比较，f的运动超前于E，f为前一质点，E为后一质点，波由右向左传播.质点c已到达最大位移处，之后c将移向平衡位置，而质点b却正在向最大位移处移动，所以质点c将比b先回到平衡位置.尽管此时c和f的位移不同，但它们的振幅却是相同的.质点c此时处在最大位移处，加速度最大.3【答案】ACD【解析】 由图象可知质点b此时位于平衡位置，此时其位移为零，故选项A正确.由于波向右传播，质点b与质点a相比较，a靠波源近，a的振动超前b，a此时处于正
10、向位移最大处，b正在向正向位移最大处运动，故b向+y方向运动，选项B错.简谐波在传播时介质中各质点的振幅都相等，尽管质点d此时的位移不是最大，但d振动的振幅仍是2 cm，故选项C对.质点d此时的位移方向为负，由a =kx/m可知，此时质点d的加速度为正，故选项D正确.4【答案】 BD【解析】 虽然甲图所反映的时刻A正处于平衡位置，但是由A质点的振动图象（乙图）可知，A质点在t=0时刻正处于正向最大位移处.5【答案】 BC 【解析】 已知C质点向上运动，可知B质点也向上运动，C质点的运动超前，C、B两质点相比较，C为前一质点，B为后一质点，波从右向左传播.再经T/2，质点A将再回到平衡位置.6【
11、答案】ACD【解析】 M、N两质点的振动周期相同,都等于波源S的振动周期，由v=得T=s=2s.波由M匀速传到N的时间t= s=2.25 s.选项A正确. M、N相距9 m，等于2.由于两点间的距离等于波长的整数倍时，两点的振动状态相同，所以比较两点的振动状态时，可以“去整留零”，只考虑余下的小于一个波长的那部分.本题中，N点的振动与M点之后/8的点振动状态完全相同.当M点在最高点时，M点之后/8的点已越过了平衡位置向最高点运动，所以N点也在平衡位置之上向上运动.选项C正确，B错误.在振动过程中，任意两点的位移都有可能相同，因为当这两点的中间点处于最大位移时，此两点的位移就相同.选项D正确.7
12、【答案】ABC 【解析】 由图示可看出，孔AB的大小跟水波的波长差不多，满足发生明显衍射现象的条件，所以选项A正确.由于波在挡板前后是在同一种介质中传播的，且波的频率也未变，由=v/f知波的波长未变，所以选项B正确.如果将孔扩大，则可能不再满足发生明显衍射的条件，故选项C正确.当波源频率f增大时，波长=v/f减小，根据波发生明显衍射现象的条件可知，此种情况下波的衍射现象只能向着不明显的方向发展.故选项D错误.8【答案】 AC【解析】 由题意可知：=（2n+1） （n=0、1、2、）由此得=则v=f=（n=0、1、2）.9【答案】 BC 【解析】 从图中可知，t=0时刻，质点A和质点B的位移虽然
13、是最大值，但方向不同，故选项A错.由于波向左传播，很容易判断出C点在t=0时刻向上运动，故选项B对.由已知条件t1=0.7 s时P点出现第二次波峰以及P点的运动方向，可判定在这0.7 s内应完成1次全振动.由T=0.7 s得波的振动周期为T=0.4 s. A在t=0时刻的振动状态（波峰）经过一段时间第一次传播到Q时（Q点第一次出现波峰），传播距离x=9 m，而波速v= m/s=10 m/s，故Q点第一次出现波峰的时间应是t= s=0.9 s.10【答案】AB 【解析】 图中B、D均为振动加强的点，E位于B、D的连线上，故也是振动加强点，而A、C两点为波峰与波谷相遇，故是振动减弱点.图中所示时刻
14、，B点偏离平衡位置4 cm，而D点偏离平衡位置4 cm，故二者竖直高度差为8 cm.再过0.05 s，两列波的波峰恰在E点相遇，故E点偏离平衡位置的距离将达到4 cm.11【答案】 （1）向上；向下；向下（2）4；012【答案】 16 m；5.33 m/s 【解析】 由题意知，甲、乙两船之间相距为1.5个水波的波长.即1.5=24，=16 m.船每分钟上下振动20次，说明水波的频率为f= Hz= Hz.则水波的波速为 v=f=16 m/s=5.33 m/s.13【答案】 0.25 m，800 Hz【解析】 这列波的频率为f= Hz=800 Hz，波由甲介质进入乙介质频率仍不变.由v=f知v ，
15、则有=，乙=甲=0.25 m.14【正确答案】 BDCA；DBCA 【解题思路】 由波长概念可知A、B、C、D四个图所示的波的波长分别为l、2l、l.根据波的公式f=得图A、B、C、D所对应的波的频率分别为：、.因此波的频率由高到低的先后顺序依次是图DBCA由于波沿x轴正方向传播，可以判定A、B、C、D四个图中a点的振动方向分别是向上、向上、向上、向下，到达波峰所需时间分别为、TD又T=得TA、TB、TC、TD分别为、.所以A、B、C、D四图中a点到达波峰所需时间分别为、.因此a点出现波峰的先后次序依次为B、D、C、A15（12分）【解析】火车向观察者驶来（火车接近观察者）时，以观察者为参考系
16、（观察者相对介质静止），声波的波长减小为 （3分）这时观察者接收到的笛声的频率为 （3分）火车驶去（火车远离观察者）时，以观察者为参考系，声波的波长增大为 （3分）这时观察者接收到的笛声的频率为 （3分）16（12分） 【解析】 根据题目中A点和B点的位置，作出AB间的两种最简波形图（如图13中的实虚两种曲线波形）. （2分） （1）由实线最简波形图写出这种情况的通式为图13 xBxA=（n+） （2分）得70= （1分）所以波长通式为 = （1分）其中n=0、1、2、3、.将n=0、1、2、3依次代入通式解得=280 m、56 m、31m、，由已知20 m80 m的限制条件，波长应为31 m
17、或56 m，且该波向x方向传播. （1分）（2）由虚线最简波形，写出这种情况的通式为 xBxA=（n+） （2分）得 70= （1分）所以波长的通式为 = （1分）其中n=0、1、2、3、.将n=0、1、2、3、依次代入通式解得=93m、40 m、25 m、 ，由已知20 m80 m的限制条件，波长应为25m或40 m，且波向+x方向传播. （1分）17（12分）【解析】（1）因为题中没有给出波的传播方向，故需要对波沿x轴正方向和x轴负方向传播分别进行讨论又因为题中没有给出与周期T的关系，故需要考虑到波的重复性若波沿x轴正方向传播，则可看出是波形传播的最小距离 m （1分）波传播的可能距离是 （ m） （1分）则可能的波速为 （m/s） （1分）其中n = 0、1、2、 （1分）若波沿x轴负方向传播，则可看出是波形传播的最小距离m （1分）波传播的可能距离是 （m） （1分）则可能的波速为 （m/s） （1分）其中n = 0、1、2、 （1分）（2）当时，根据波动与振动的对应性可知，这时波速的通解表达式中n=1 （2分）若波沿x轴正方向传播，则波速为 （ m/s） （1分）若波沿x轴负方向传播，则波速为 （ m/s） （1分）