第12章机械波单元综合试题及答案5

学而思网校第十二章机械波章末综合检测一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．关于机械波，下列说法正确的是()A．在传播过程中能传递能量B．频率由波源决定C．能产生干涉、衍射现象D．能在真空中传播解析：选ABC.机械波的频率就是质点振动的频率，而各介质质点都是在波源驱动力作用下做受迫振动，故波的频率由波源决定，因而B选项正确．波的传播过程，传播的不仅是波源的振动形式，也传播能量．将波源的能量沿波的传播方向传递出去，因而A选项也正确．干涉和衍射现象是一切波都具有的性质，因而C选项也正确．由机械波的形成条件可知，要有机械波必须具有弹性介质，因而D选项错误．2．关于横波和纵波，下列说法正确的是()A．对于横波和纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B．对于纵波质点的运动方向与波的传播方向一定相同C．形成纵波的质点，随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波答案：D3．下列关于声波的判断中，错误的是()A．夏日雷声轰鸣不绝，这是声波的干涉现象B．闻其声而不见其人，是声波的衍射现象C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象D．鸣着笛的汽车从身边急驶而过时，喇叭的声调发生变化，这是多普勒效应答案：A4．有一测速雷达，发射电磁波的频率为f1，用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2，则()A．f1f2B．f1＝f2C．f1f2D．无法确定答案：C5．同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波，它们的频率分别为f1、f2，波速分别为v1、v2，波长分别为λ1、λ2，在下列关系式中正确的是()A.v1λ1＝v2λ2B.v1f1＝v2f2C.f1λ1＝f2λ2D.v1f2＝v2f1答案：A6.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻波形如图12－4所示，关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况，下列叙述正确的是()图12－4学而思网校．若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将减小B．若波沿x轴负方向传播，c将向下运动C．若e比d先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播D．若波沿x轴正方向传播，再经过半个周期b将移到d现在的位置解析：选B.若波沿x轴正方向传播，则a向下运动，速度增大；e比d迟回到平衡位置；b不随波迁移到d，而是在平衡位置附近上下振动．7.一列沿x方向传播的横波，其振幅为A，波长为λ，某一时刻波的图象如图12－5所示，在该时刻某质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为()图12－5A.54λ，0B．(λ，－A)C．(λ，A)D.54λ，A解析：选B.经过14T后，质点向下振动，到达波谷处，此时坐标为(λ，－A)．8．一列横波在T＝0时刻的波形如图12－6中实线所示，在T＝1s时刻波形如图中虚线所示．由此可以判定此波的()图12－6A．波长一定是4cmB．周期一定是4sC．振幅一定是4cmD．传播速度一定是1cm/s解析：选A.由题图知，波长是4cm，振幅是2cm，周期及波速无法确定．9.如图12－7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2cm，波速为2m/s，波长为0.4m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法正确的是()图12－7学而思网校．A、C两点是振动减弱点B．E点是振动加强点C．B、D两点在该时刻的竖直高度差为4cmD．t＝0.05s，E点离开平衡位置2cm解析：选AB.由图可知A、C两点在该时刻是波峰和波谷相遇，所以是减弱的，A选项正确．同理可知，B、D两点是振动加强点，且高度差为4A＝8cm，C选项错误．T＝λv＝0.42s＝0.2s，当t＝0.05s＝14T时，两波的波峰传过来，E处于波峰，x＝2A＝4cm，所以E是加强点，B选项正确，D选项错误．10．(2011年江西南昌高二检测)在一均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图12－8甲所示，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，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图乙所示的波形．则()图12－8A．第9个质点的起振方向向上B．该波的周期为0.2sC．该波的波速为4m/sD．在介质中还有一质点P，距质点1的距离为10m，则再经2.35sP点处于波峰．解析：选BCD.由于质点1起振方向向下，故最前面质点的起振方向也向下．根据t＝0.3s时的波形图可知，0.3s内传播了Δx＝1.5λ＝1.2m，故波速v＝ΔxΔt＝1.20.3m/s＝4m/s.质点的振动周期等于波传播的周期T＝0.2s.t＝0.3s时，最前面的波峰为质点7，故波峰传到P点的时间Δt＝10－0.64s＝2.35s.11．(2011年安徽合肥高二检测)一简谐横波沿x轴方向传播，已知t＝0.1s时的波形如图12－9甲所示，图乙是x＝4m处的质点的振动图象，则下列说法不．正确的是()图12－9A．简谐横波是沿x轴负方向传播B．简谐横波的波速为10m/sC．在t＝0.5s时，x＝2m处的质点到达平衡位置，沿y轴负方向运动D．经过0.4s，x＝2m处的质点经过的路程为20m解析：选D.t＝0.1s时x＝4m处的质点的振动方向沿y轴正方向，所以简谐横波是沿x轴负方向传播，A项正确；根据图象可知波长λ＝4m，周期T＝0.4s，所以波速为10m/s，B项正确；在t＝0.1s时，x＝2m处的质点在平衡位置，沿y轴负方向运动，所以再过一个周期又回到原位置，C项正确；经过0.4s，x＝2m处的质点经过的路程为4A＝20cm，D项错误．12．(2011年高考海南卷)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图12－10所示．介质中x＝2m学而思网校＝10sin(5πt)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是()图12－10A．周期为4.0sB．振幅为20cmC．传播方向沿x轴正向D．传播速度为10m/s解析：选CD.由y＝10sin(5πt)cm可知振幅A＝10cm，角频率ω＝5π，则振动周期也即波的周期T＝2πω＝0.4s，A、B皆错误．仍从上式可知t＝0时质点P经过平衡位置向y轴正方向振动，结合该时刻波形图可知波沿x轴正方向传播．波长λ＝4m，则波速v＝λT＝10m/s，C、D正确．二、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)(2010年高考山东卷)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图12－11所示．图12－11(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)．(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．解析：(1)质点振动的周期T＝1f＝1.0×10－5s，所以x＝7.5×10－3m处质点的振动图象如图所示：(2)从题图读出λ＝15×10－3m，求出v＝λf＝1500m/ss＝vt2＝3000m答案：(1)见解析图(2)3000m14．(8分)图12－12所示为t＝0时刻的一列简谐横波的部分波形图象，波的传播速度是4.0m/s，在该时刻质点a的速度方向是向下的．求：图12－12(1)质点a的振动周期；学而思网校(2)质点a再一次回到t＝0时刻所处位置所需的时间．解析：(1)质点振动的周期和波的传播周期相等，T＝λv＝1.64.0s＝0.4s.(2)将波的平移和质点的振动相联系，可求出质点a再一次回到t＝0时刻所处位置所需的时间t＝T2＋2×Δxv＝0.2s＋2×0.8－0.64s＝0.3s.答案：(1)0.4s(2)0.3s15．(12分)(思维拓展题)如图12－13所示，甲图为某波源的振动图象，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O点表示波源．问：图12－13(1)这列波的波速多大？(2)若波向右传播，当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过了多少路程？解析：(1)由振动图象可知周期T＝0.2s，由波动图象可知波长λ＝0.2m则由波速公式可得v＝λT＝0.20.2m/s＝1m/s.(2)t1＝PQv＝0.41s＝0.4s在此之前P点已经振动了T2＝0.1s，所以P点一共振动了0.4s＋0.1s＝0.5s＝5×T2＝5T2可得P点经过的路程为5×2A＝5×2×0.05m＝0.5m.答案：(1)1m/s(2)0.5m16．(12分)如图12－14中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形，这列波的周期T符合：3T＜t2－t1＜4T.问：图12－14(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为74m/s，波速方向如何？解析：由图象可知：λ＝8m由3T＜t2－t1＜4T知波传播距离3λ＜Δx＜4λ，即n＝3(1)当波向右传播时，波传播距离学而思网校＝(3λ＋3)m＝(3×8＋3)m＝27m，v＝st＝270.5m/s＝54m/s.(2)当波向左传播时，波传播距离s＝(3λ＋5)m＝(3×8＋5)m＝29m，v＝st＝290.5m/s＝58m/s.(3)s＝vt＝74×0.5m＝37m.因为s＝37m＝(4λ＋5)m，所以波向左传播．答案：(1)54m/s(2)58m/s(3)向左