1、人教版高中物理选修3-4 第十二章 机械波 单元检测一、单选题1.如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a、b、c、d四点的振动情况，正确的判断是()A.a、b点振动加强，c、d点振动减弱B.a、c点振动加强，b、d点振动减弱C.a、d点振动加强，b、c点振动减弱D.a、b、c、d点的振动都加强2.轮船在进港途中的x -t图像如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()A.B.C.D.3.如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在某时刻波形图线，质点P在该时刻的速
2、度为v，经过0.1s该质点的速度仍为v，再经过0.1s该质点的速度大小等于v的大小，而方向与v的方向相反，关于该波的传播下列叙述正确的是（）A.若波沿x正方向传播，速度为10m/B.若波沿x负方向传播，速度为10m/C.若波沿x负方向传播，速度为20m/D.若波沿x正方向传播，速度为10m/4.如图，P为直立于小河之中的一个实心桥墩，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，小河水面平静，现在S处于稳定拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（ ）A.提高拍打水面的频率B.降低拍打水面的频率C.不需拍打，A也会振动起来D.无论怎样拍打，A都不会振动起来5.在弹簧振子的小球上安置记录
3、笔，当小球振动时便可在匀速移动的纸带上画出振动图像。下图是两个弹簧振子在各自纸带上画出的曲线，若纸带N1和纸带N2移动的速度v1和v2的关系为v2=2v1 ， 则纸带N1、N2上曲线所代表的振动的周期T1和T2的关系为( )A.T2=T1B.T2=2T1C.T2=T1/2D.T2=T1/46.下列说法正确的是（ ） A.多普勒效应是声波特有的现象B.如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些C.激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D.从本质上说，红外线、紫外线、X射线、射线、射线都是电磁波7.声波能绕过某一建筑物传播，这是因为（ ） A.声波是纵波
4、B.声波是横波C.声波的波长较长D.声波的频率较长8.（2019北京）如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是（ ）A.0.60mB.0.30mC.0.20mD.0.15m9.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t第一次出现如图（b）所示的波形，则该波的（ ）A.周期为t，波长为8LB.周期为 t，波长为8LC.周期为 t，波速为 D.周期为t，波速为 10.一列简谐
5、横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且沿y轴负方向振动再过0.6s，质点Q第一次到达波峰则下列说法正确的是（ ） A.此波沿x轴正方向传播，且传播速度为60m/sB.1s末质点P的位移为0.2mC.质点P的位移随时间变化的关系式为y=0.2cos（2t）mD.00.9s时间内质点Q通过的路程为（0.8+ ）m11.一列简谐波沿x轴的正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波的P点至少再经过0.3s才能到达波峰处，则以下说法正确的是（）这列波的波长是5m这列波的波速是10m/s质点Q要经过0.7s才能第一次到达波峰处质点Q到达波峰处时质点P也
6、恰好到达波峰处 A.只有、对B.只有、对C.只有、对D.只有、对12.如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知()A.B测波是衍射波B.A侧波速与B侧波速相等C.减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D.增大挡板间距离，衍射现象将更明显二、多选题13.机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是() A.在横波中二者方向有时相同B.在横波中二者方向一定不同C.在纵波中二者方向有时相同D.在纵波中 二者方向一定不同14.一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点()A.
7、D、E速度方向相同B.A、C速度方向相同C.从此时算起，B比C先回到平衡位置D.它们的加速度方向与波的传播方向无关15.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，t= s时的波形图如图中虚线所示，若波传播的速度v=8m/s，下列说法正确的是（ ）A.这列波的周期为0.4sB.这列波沿x轴负方向传播C.t=0时刻质点a沿y轴负方向运动D.从t=0时刻开始质点a经0.25s通过的路程为0.4mE.x=2m处的质点的位移表达式为y=0.2sin4t（m）16.由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，
8、且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为158 m、146 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_。 A.P、Q两质点运动的方向始终相同B.P、Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰三、填空题17.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则t=0.15s时，质点P的运动方向是_；从t=0.10s到t=0.25s，该波沿_方向传播
9、了_m 18.空间中存在一列向右传播的简谐横波，波速为2m/s，在t=0时刻的波形如图1所示，则x=2.0m处质点的位移y时间t关系表达式为_cm请在图2中画出该简谐横波t1=0.25s时刻的波形图（至少画一个波长）19.只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者_时，才能观察到明显的衍射现象 四、解答题20.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10 cmO和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5 cm处的两个质点t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4 cm，质点A处于波峰位置：t= s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1 s时，质点A第一次回到平衡位置求（i）简谐波的周期
10、、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式 21.一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则：（i）若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？（ii）若t=0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45m的质点（未画出）第二次位于波峰？ 五、综合题22.如图所示，S是水面波的波源，x、y是挡板，S1、S2是两个狭缝(SS1SS2 ， 狭缝的尺寸比波长小得多)，试回答以下问题：（1）若闭上S1 ， 只打开S2 ， 会看到什么现象？ （2）若S1、S2都打开，会发生什么现象？ （3）若实线和虚线分
11、别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D各点中，哪些点向上振动最强，哪 些点向下振动最强，哪些点振动最弱？ 23.在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4m的B、C两质点，t1=0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷当t2=0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一，试求 （1）该简谐横波的周期、波速各为多少？ （2）若波速为27m/s，振幅为A，则以t2时刻为计时起点，写出质点C的振动方程？ 24.一列横波在x轴上传播，在t10时刻波形如图中实线所示，t20.05 s时刻波形如图中虚线所
12、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 2.【答案】A 3.【答案】B 4.【答案】B 5.【答案】D 6.【答案】C 7.【答案】C 8.【答案】B 9.【答案】C 10.【答案】D 11.【答案】D 12.【答案】B 二、多选题13.【答案】B,C 14.【答案】C,D 15.【答案】B,C,D 16.【答案】B,D,E 三、填空题17.【答案】y轴负方向；x轴负向；6 18.【答案】y=5sin2t或y=5sin（2t+） 19.【答案】相差不多；比波长更小 四、解答题20.【答案】解：（i）设振动周期为T由于质点A在0
13、到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是 个周期，由此可知T=4 s；由于质点O与A的距离5 m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t= s时回到平衡位置，而A在t=1 s时回到平衡位置，时间相差（ ）s两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度 ；利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长=vT=7.54m=30m（ii）设质点O的位移随时间的变化关系为 ，将（i）中的解及题中的条件代入上式得，4=Acos， ，联立以上两式得， ，A=8cm所以质点O的位移随时间的变化关系为： （国际单位制）答：（i）简谐波的周期为4s、波速为7.5m/s，波长为30m；（ii）质点O的位移
14、随时间变化的关系式 （国际单位制） 21.【答案】解：（i）由振动图象乙可以看出，此波的周期为 T=0.8s，所以频率为 f= =1.25Hz因为发生稳定干涉现象的条件是两列波的频率相同，所以另一列波的频率为1.25Hz（ii）由A点在t=0时刻向上振动，知波沿x轴正方向传播由题图甲可知波长为 =20m，由题图乙可知周期为 T=0.8s，则波速为：v= = =25m/s当图中x=0处的波峰传到坐标为45m的质点时，该质点第二次位于波峰，所用时间为：t= = =1.8s答：（i）该波所遇到的波的频率为1.25Hz（ii）从该时刻起再经1.8s时间坐标为45m的质点第二次位于波峰 五、综合题22.
15、【答案】（1）只打开S2时，波源S产生的波传播到狭缝S2时，由于狭缝的尺寸比波长小，于是水面波在狭缝S2处发生明显的衍射现象，水面波以狭缝S2处为波源向挡板另一侧传播开来（2）由于 ，所以从波源发出的水波传播到S1、S2处时它们的振动情况完全相同，当S1、S2都打开时产生相干波，它们在空间相遇时产生干涉现象，一些地方振动加强，一些地方振动减弱，加强区与减弱区相互间隔开，发生明显的干涉现象（3）质点D是波峰与波峰相遇处，是振动最强点；质点B是波谷与波谷相遇处，也是振动最强点，质点A、C是波峰与波谷相遇的地方，这两点振动最弱 23.【答案】（1）解：首先可以判断，B、C相隔一个波长，根据因为在t1
16、=0s时，B，C两个质点的位移为正的最大位移，而且B、C间有一个波谷故波长=0.4m 如果波是从B向C传播的话，那么就是说在这段时间内波通过的位移是：x1=（n+ ），所以波速为：v1= = =（4n+3）m/s，周期为：T1= = s （n=0，1，2，3，）；如果波是从C向B传播的话，在这段时间内的位移为：x2=（n+ ），波速为：v2= = =（4n+1）m/s，T2= s，（n=0，1，2，3，）；答：该简谐横波从B向C传播时，周期、波速分别为： s、（4n+3）m/s，（n=0，1，2，3，）；从C向B传播时，周期、波速分别为： s，（4n+1）m/s，（n=0，1，2，3，）（2）解：当v=27m/s时，满足v=（4n+3）m/s，所以根据前面所求的，可知波的传播方向是B向C 位移x=vt=270.1=2.7m=6 ，所以C点在平衡位置，且向上运动则以t2时刻为计时起点，质点C的振动方程为：y=Asin t=Asin t=Asin5t答：若波速为27m/s，则以t2时刻为计时起点，质点C的振动方程为y=Asin5t24.【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
