第三章 機械波 單元測試卷學校：___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題(共32分)1、(4分)如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，兩質(zhì)點平衡位置相距0.15 m.當P運動到上方最大位移處時，Q剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是(   )A.0.60 m B.0.30 m C.0.20 m D.0.15 m2、(4分)如圖所示，有兩個沿z軸方向（垂直平面）做簡諧運動的點波源和，兩者平衡位置的坐標分別為（1 m，0）和（5 m，0），振動方程分別為。兩列波的波速均為1 m/s，兩列波在點B（5 m，3 m）和點C（3 m，2 m）相遇時，分別引起處質(zhì)點的振動總是相互(   )
 A.減弱、減弱 B.加強、加強 C.加強、減弱 D.減弱、加強3、(4分)甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中傳播，甲波沿x軸正方向傳播，乙波沿x軸負方向傳播，時刻兩列波恰好在坐標原點相遇，波形圖如圖所示.已知甲波的頻率為，則(   )A.兩列波的傳播速度均為B.兩列波疊加后，處的質(zhì)點振動減弱C.兩列波疊加后，處的質(zhì)點振幅為D.兩列波疊加后，介質(zhì)中振動加強和減弱區(qū)域的位置穩(wěn)定不變4、(4分)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點，則(   )A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動D.若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置5、(4分)一列簡諧橫波在某均勻介質(zhì)中沿直線由a質(zhì)點向b質(zhì)點傳播，兩質(zhì)點的平衡位置相距2.5 m，如圖所示，圖中實線表示a質(zhì)點的振動圖像，圖中虛線表示b質(zhì)點的振動圖像，則下列說法中不正確的是(   )A.質(zhì)點a的振動方程為B.此波的傳播速度可能為1.2 m/sC.此波的傳播速度可能為6 m/sD.在0.1~0.15 s內(nèi)，質(zhì)點b向y軸負方向運動，做加速度逐漸變大的減速運動6、(4分)近年來我國的航空事業(yè)迅速發(fā)展，戰(zhàn)機的超音速飛行已十分普遍.當戰(zhàn)機在法定上空返航時，地面上的人經(jīng)常會聽到一聲雷鳴般的巨響，引起房屋門窗的劇烈顫動.這是因為飛機返航加速過程中，當飛機速度接近聲速時會使發(fā)動機發(fā)出的聲波波面在飛機的前方堆積形成音障，當飛機加速沖破音障時而發(fā)出的巨大響聲，稱為音爆.關(guān)于音障的形成與下列哪種現(xiàn)象的形成原理最為相近(   )A.音叉周圍有些區(qū)域聲音較強，有些區(qū)域聲音較弱B.敲響一只音叉，不遠處的另一只音叉也發(fā)出聲音C.火車進站時鳴笛的音調(diào)會變高，出站時會變低D.在屋外看不見屋內(nèi)的人，卻能聽見屋內(nèi)人說話7、(4分)有一測速雷達發(fā)射電磁波的頻率為，用它來測量一迎面開來的汽車的車速，設該雷達接收到的從汽車反射回來的反射波的頻率為，則(   )A. B. C. D.無法確定8、(4分)汽車無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，最常用的是ACC自適應巡航控制，它可以控制無人車在前車減速時自動減速、前車加速時自動跟上去.其使用的傳感器主要為毫米波雷達，該雷達會發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，再通過回波的時間差和多普勒效應造成的頻率變化來測量目標的相對距離和相對速度.若該雷達發(fā)射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為，則(   )A.當時，表明前車與無人車速度相同 B.當時，表明前車一定處于靜止狀態(tài)C.當時，表明前車在加速行駛 D.當時，表明前車在減速行駛二、多選題(共24分)9、(6分)一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上和處質(zhì)點的振動圖像分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是(   )A.7 m/s  B.2 m/s  C.1.2 m/s  D.1 m/s10、(6分)一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標原點.時振子的位移為-0.1 m，時位移為0.1 m，則(   )A.若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 B.若振幅為0.1 m，振子的周期可能為C.若振幅為0.2 m，振子的周期可能為4 s D.若振幅為0.2 m，振子的周期叮能為6 s11、(6分)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為2 m/s，振幅是平衡位置相距3 m的兩個質(zhì)點，如圖所示，在時，M通過其平衡位置沿y軸正方向運動，N位于其平衡位置上方最大位移處，已知該波的周期大于1 s，下列說法正確的是(   )
 A.該波的周期為6 sB.在時，質(zhì)點N正通過平衡位置沿y軸負方向運動C.從到，質(zhì)點M運動的路程為2 cmD.在到，質(zhì)點M運動路程為2 cmE.時刻，處于正中央的質(zhì)點加速度與速度同向12、(6分)如圖所示是水平面上兩列頻率相同的簡諧波在某時刻的疊加情況，圖中實線為波峰，虛線為波谷。已知兩列波的振幅均為2 cm，波速為2 m/s，波長為8 cm,E點是和連線的交點。下列說法中正確的是(   )
 A.兩處質(zhì)點是振動減弱的點 B.兩處質(zhì)點在該時刻的豎直高度差是4 cmC.E處質(zhì)點是振動減弱的點 D.經(jīng)0.02 s,B處質(zhì)點通過的路程是8 cm三、填空題(共20分)13、(5分)如圖（a），在平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧運動的點波源和。兩波源的振動圖線分別如圖（b）和圖（c）所示。兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點的路程差為________m，兩列波引起的點處質(zhì)點的振動相互________（填“加強”或“減弱”），點處質(zhì)點的振動相互_________（填“加強”或“減弱”）。
 14、(5分)聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900 m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時間之差為1.00 s。橋的長度為__________m。若該聲波在空氣中的波長為λ，則它在鋼鐵中的波長為λ的_________倍。15、(5分)具有NFC（近距離無線通信技術(shù)）功能的兩只手機在間距小于10 cm時可以通過電磁波直接傳輸信息，其載波頻率為，電磁波在空氣中的傳播速度為，則該載波的波長為__________m（保留兩位有效數(shù)字）。16、(5分)新型列車動車組速度可達250~350km/h,與靜止的該列車笛聲的音調(diào)相比:1.在列車行駛中站在車前方路旁的農(nóng)民聽起來音調(diào)__________(選填“偏高”或“偏低”);在列車行駛中站在車后方路旁的農(nóng)民聽起來音調(diào)__________(選填“偏高”或“偏低”)。
2.迎面來的另一列車上的乘客聽起來音調(diào)__________(選填“偏高”或“偏低”)四、計算題(共24分)17、(12分)一列簡諧橫波，在時刻的波形如圖所示，兩點坐標分別為1m和5m，質(zhì)點振動的振幅為10cm。兩點的坐標分別為-1m和-9m，波傳播方向由右向左，已知時，P點第二次出現(xiàn)波峰。試計算：（1）這列波的傳播速度多大？
（2）從時刻起，經(jīng)多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰？
（3）當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程為多少？18、(12分)一列簡諧橫波在時的波形圖如圖甲所示，是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點.圖乙是質(zhì)點Q的振動圖像.求：（1）波速及波的傳播方向；（2）質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標.
參考答案1、答案：B解析：由題意知，（，1，2，…），解得（，1，2，…），當時，，當時，，選項B正確，選項A、C、D錯誤.2、答案：A解析：本題考查波的干涉。C點到兩波源的距離相等，兩列波從波源傳到C點的路程差為，為波長的整數(shù)倍，但由兩波源的振動方程可知，兩波源的振動方向相反，所以C點為振動減弱點，B、D錯誤；由振動方程可知兩列波源的振動周期為，波長為，兩列波從波源傳到B點的路程差為，為波長的整數(shù)倍，所以B點為振動減弱點，A正確，C錯誤。3、答案：D解析：A.甲波的頻率為4Hz，甲、乙兩波的波長均為，由于在同一介質(zhì)中傳播，所以波速相同，故A錯誤；B.由于甲乙兩波的波長相同，在處為峰峰相遇，谷谷相遇，兩列波疊加后，處的質(zhì)點振動加強，故B錯誤；C.處的質(zhì)點振動加強，處的質(zhì)點振動減弱，振幅為10cm，故C錯誤；D.加強和減弱區(qū)的形成是兩列波在某一點疊加的結(jié)果，對于兩列穩(wěn)定的波，它們在固定的一點，兩列波如果在該處引起的質(zhì)點的振動是相同的，則總是相同，故D正確。故選：D。4、答案：C解析：本題考查機械波的波動圖像.波形圖的橫軸相當于簡諧橫波的平衡位置，質(zhì)點在波峰或波谷處的速度為零，加速度最大，由題圖可知a質(zhì)點此時處于波峰，其加速度最大，故A錯誤；質(zhì)點在平衡位置處的加速度為零，速度最大，由題圖可知b質(zhì)點此時處于平衡位置，其速度最大，故B錯誤；若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)“上坡下，下坡上”的原則，此刻b質(zhì)點處于該波形圖的“下坡”應向上振動，即此刻b向y軸正方向運動，故C正確；若波沿x軸負方向傳播，此刻a向下振動，c向上振動，由于a比c距x軸遠，所以c比a先回到平衡位置，故D錯誤.5、答案：B解析：由題圖知該波的周期為，振幅，則質(zhì)點a的振動方程為，故A正確，不符合題意；由a質(zhì)點的振動方程可知，當時位移為2 cm，而對質(zhì)點b，當時，位移為2 cm，結(jié)合波的周期性可知，波從a傳到b的時間為（，1，2，…），則波速為（，1，2，…），由于n是整數(shù)，所以v不可能為1.2 m/s，當時，，故B錯誤，符合題意，C正確，不符合題意；在0.1~0.15 s內(nèi)，根據(jù)題圖可知，質(zhì)點b向y軸負方向運動，位移增大，加速度增大，速度減小，做加速度逐漸變大的減速運動，故D正確，不符合題意.6、答案：C解析：音叉周圍有些區(qū)域聲音較強，有些區(qū)域聲音較弱，這是聲音的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；敲響一只音叉，不遠處的另一只音叉也發(fā)出聲音，這是聲音的共振現(xiàn)象，故B錯誤；火車進站時鳴笛的音調(diào)會變高，出站時會變低，音調(diào)會變低表示遠離，音調(diào)會變高表示靠近，該現(xiàn)象與音障的形成類似，故C正確；在屋外看不見屋內(nèi)的人，卻能聽見屋內(nèi)人說話，這是聲音的衍射現(xiàn)象，故D錯誤.7、答案：C解析：由于雷達是測量迎面開來的汽車的車速根據(jù)多普勒效應，接收到的波的頻率應大于發(fā)射波的頻率，即，C正確.8、答案：A解析：當聲源和觀察者之間的距離不變化時，觀察者接收到的頻率和聲源發(fā)出的頻率相等，故當時，說明二者之間的距離不變，表明前車與無人車速度相同，但不一定靜止，故A正確，B錯誤；當時，說明接收到的頻率增大，兩車距離減小，表明前車在減速行駛，故C錯誤；當時，說明接收到的頻率減小，則兩車距離增大，表明前車在加速行駛，故D錯誤.9、答案：BC解析：本題通過振動圖像考查了波的多解問題.由圖知，時刻，處的質(zhì)點處于平衡位置向下運動，處的質(zhì)點處于波峰，則或（，1，2，…），解得波長或（，1，2，…），由圖知，波的傳播周期為，則波的傳播速率為或（，1，2，…），當時，、，當時，、，當時，，選項B、C正確，選項A、D錯誤.10、答案：AD解析：若振幅為0.1 m，說明該振子初始位置在波谷，振子在波峰，則有，，1，2，…，當時，振子的周期為，當時，，當時，，故A正確，B錯誤；若該振子的振幅為0.2 m，則由可知，當該振子起振方向不同時，可能經(jīng)過、或時到達位移為0.1 m的位置，根據(jù)振動的周期性可知或，或，，1，2，…；當時，或或，當時，或或，由此可知C錯誤，D正確.11、答案：BDE解析：由題意可知，解得，因，則，選項A錯誤；在時，質(zhì)點N正通過平衡位置沿y軸負方向運動，選項B正確；從到，經(jīng)過了，則質(zhì)點M運動的路程為，選項C錯誤；在時刻M點在最低點，時回到平衡位置，則質(zhì)點M運動路程為2 cm，選項D正確；時刻，M點在波峰位置，N點在平衡位置，則處于正中央的質(zhì)點正在平衡位置下方向上振動，此時的加速度與速度同向，選項E正確。12、答案：AD解析：由題圖可知，兩處質(zhì)點是兩列波波峰與波谷疊加的地方，是振動減弱的點，A正確；兩處質(zhì)點都是振動加強的點，振幅都是4 cm，此時D點處于波峰，B點處于波谷，則兩處質(zhì)點在該時刻的豎直高度差是8 cm，B錯誤；兩點都是振動加強的點，它們連線上的各點振動也加強，所以E處質(zhì)點是振動加強的點，C錯誤；，0.02 s為半個周期，則B處質(zhì)點通過的路程是，D正確。13、答案：2；減弱；加強解析：本題考查波的干涉。若兩波源同相，在干涉區(qū)域內(nèi)，波程差的點振動加強，波程差為的點振動減弱。若兩相干波源反相，在干涉區(qū)域內(nèi)，波程差的點振動減弱，波程差的點振動加強。本題中兩波源反相，A到兩波源的距離差為。由圖（b）和圖（c）得，則，因，故B點振動減弱。，恰好為半個波長，故C點振動加強。14、答案：365；解析：設橋長為x，則有，解得：。波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率不變，由，有。15、答案：21解析：由波速公式得波長。16、答案：1.偏高; 偏低; 2.偏高解析：1.站在車前方的農(nóng)民與列車的距離在減小,因此聽起來頻率變大,音調(diào)偏高,站在車后方的農(nóng)民在遠離列車,聽起來音調(diào)偏低。
2.迎面來的列車上的乘客聽起來音調(diào)偏高。17、答案：（1）10m/s（2）1.1s（3）0.9m解析：（1）由題圖知：這列波的波長，解得，
由波速公式得；
（2）第一個波峰傳到Q點的距離為，所需時間；
（3）振動傳到P點需個周期，所以當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點已振動了
則P點通過的路程為18、答案：（1）18 cm/s;波沿x軸負方向傳播（2）9 cm解析：（1）由圖甲可以看出，該波的波長為①由圖乙可以看出，周期為②波速為③由圖乙知，當時，Q點向上運動，結(jié)合圖甲可得，波沿x軸負方向傳播.（2）設質(zhì)點平衡位置的x坐標分別為、.由圖甲知，處，因此④由圖乙知，在時Q點處于平衡位置，經(jīng)，其振動狀態(tài)向x軸負方向傳播至P點處，由此及③式有⑤由④⑤式得，質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標為⑥
 

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