2017-2018学年高中物理选修3-4章末通关演练二 机 械

章末通关演练(二)机械波
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项正确。

)
1．下列说法正确的是()
A．在机械波中，沿波的传播方向上某个质点的振动速度就是波的传播速度
B．“闻其声，不见其人”是声波发生干涉产生的一种现象
C．多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使观察者接收到的波的频率发生了变化
D．在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域，某时刻介质中的P点是两列波的波峰相遇点，此时P点位移最大，经过1/4周期，P点的位移变为零，这说明P点的振动时而加强、时而减弱
2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图1所示。

P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()
图1
A．v变小，a变大B．v变小，a变小
C．v变大，a变大D．v变大，a变小
3.如图2为某列波从介质1入射到介质2的波线分布，已知该波在介质1中的周期T1、频率f1、波长λ1、波速v1，在介质2中的周期T2、频率f2、波长λ2、波速v2，则下列判断正确的是()
图2
A．T1＞T2B．f1＞f2
C．v2＞v1D．λ1＞λ2
4．(安徽高考)一简谐横波沿x轴正向传播，图3甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的x坐标值合理的是()
图3
A．0.5 m B．1.5 m
C．2.5 m D．3.5 m
5．在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。

一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s 到达最大位移处。

在这段时间内波传播了0.5 m。

则这列波()
A．周期是0.2 s B．波长是0.5 m
C．波速是2 m/s D．经1.6 s传播了8 m
6.一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图为一正弦曲线，如图4所示，若其波速为2 m/s，下列说法正确的是()
图4
A．从图示时刻开始，经过1 s质点a通过的路程为0.2 m
B．从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为0.5 Hz
D．若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
7．(重庆高考)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为() A．4 m、6 m和8 m B．6 m、8 m和12 m
C．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m
8．(大纲全国卷)在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。

两个扬声器连续发出波长为5 m的声波。

一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m。

在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为() A．2 B．4
C．6 D．8
二、非选择题(共4小题，共52分。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9．(10分)(新课标全国卷)一简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻的波形如图5(a)所示，x＝0.30 m处的质点的振动图线如图(b)所示，该质点在t＝0时刻的运动方向沿y轴________(填“正向”或“负向”)。

已知该波的波长大于0.30 m，则该波的波长为________ m。

图5
10．(12分)(山东高考)如图6所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1 sin(20πt)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10 m/s。

图6
(1)求简谐横波的波长。

(2)P点的振动________(填“加强”或“减弱”)。

11．(14分)图7为沿x轴向右传播的简谐横波在t＝1.2 s时的波形。

位于坐标原点处的观察者观测到在4 s内有10个完整的波经过该点。

图7
(1)求该波的振幅、频率、周期和波速。

(2)画出平衡位置在x轴上P点处质点在0～0.6 s内的振动图像。

12．(16分)如图8所示是一列简谐横波在某一时刻的波形图，这列波从O点传播到F 点需要0.12 s，求：
图8
(1)这列波的传播速度是多少？
(2)画出这列波经0.26 s后的波形图。

(3)若图中传播方向跟上述方向相反，画出这列波经 0.18 s 后的波形图。

答 案
1．解析：选C 机械波的传播速度由介质决定，不是某个质点的振动速度，选项A 错；“闻其声，不见其人”是声波的衍射现象，选项B 错；由多普勒效应可知，选项C 正确；在完全相同的两列水波相遇而叠加的区域，会形成稳定的干涉图样，某质点振动加强将始终是加强的，加强点将在其平衡位置附近做振幅更大的简谐运动，选项D 错误。

2．解析：选D 由波的传播方向及P 点位置，可知P 点此时正向平衡位置振动，速度增大，加速度减小。

3．解析：选D 折射现象中，折射前后，波的周期与频率不变，A 、B 错。

从题图可知入射角i 大于折射角r ，由折射定律公式sin i sin r ＝v 1v 2得，v 1＞v 2，C 错误，再结合v ＝λf 知，λ1
＞λ2，D 正确。

4．解析：选C 由振动图像可知，t ＝0时刻该质点的位移为负值，且沿y 轴负方向运动，由波形图可知，t ＝0时刻，x ＝0.5 m 、3.5 m 处的质点位移为正，可知A 、D 项错误；由“上下坡法”可知，t ＝0时刻x ＝1.5 m 处的质点正沿y 轴正方向运动，因此B 项错误；2.5 m 处的质点正沿y 轴负方向运动，C 项正确。

5．解析：选D 由题意可知T ＝0.4 s ，λ＝2 m ，波速v ＝λT ＝2
0.4 m /s ＝5 m/s,1.6 s 内波
向前传播的距离Δs ＝v Δt ＝8 m ，故A 、B 、C 错误，D 正确。

6．解析：选C 由波的图像知波长λ＝4 m ，由v ＝λT 知波的周期T ＝λ
v ＝2 s 。

从图示时
刻起经t ＝1 s ＝T
2，质点a 通过的路程s a ＝2A ＝0.4 m, A 错误；由波的传播方向可以判断，此
时质点b 正沿y 轴负方向运动，回到平衡位置的时间t b ＞T 4，而t a ＝T
4，故B 错误；两列波若
发生干涉，则频率一定相同，C 正确；因障碍物的宽度d ＝3 m ＜λ，所以该波可以发生明显的衍射现象，D 错误。

7．解析：选C 由于该波上两质点处于平衡位置且相距6 m ，且两质点间波峰只有一个，故6 m 与波长λ的关系有三种可能：6 m ＝λ，6 m ＝λ2，6 m ＝3
2λ，故波长的可能值为6 m 、
12 m 、4 m ，C 正确。

8.解析：选B 如图所示，A 、B 分别为两个扬声器的位置，O 为
中点，
因AO －BO ＝0，故O 为加强点 因BA ＝10λ，故A 、B 各为加强点
OA 间还有9个加强点均匀分布，相邻加强点间距为2.5 m ，从O 到左侧10 m 处内共有5个加强点(包括O 点)，声音由强变弱即从加强点到减弱点共经历4次，故B 正确，A 、C 、D 错误。

9．解析：由题图(b)可知，t ＝0时刻题给质点正在向上振动，故其振动方向沿着y 轴正向，且正好在八分之一周期的位置。

考虑到波长大于0.3 m ，因此在题图(a)中处于八分之三波长处，0.3 m ＝3
8
λ，解得λ＝0.8 m 。

答案：正向 0.8
10．解析：本题主要考查振动的位移方程和波长、波速与频率的关系式，意在考查考生解决波相关问题的能力。

(1)设简谐波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由题意知T ＝0.1 s 由波速公式v ＝λ
T
代入数据得λ＝1 m (2)加强
答案：(1)1 m (2)加强
11．解析：(1)由波的图像可知，该波的振幅为A ＝0.1 m ，波长为λ＝2 m 。

由题意知T ＝4
10
s ＝0.4 s 。

所以f ＝1
T
＝2.5 Hz ，v ＝λf ＝5 m/s 。

(2)因为t ＝1.2 s ＝3T 时，P 点向下振，所以 t ＝0时，P 点也向下振，振动图像如图
答案：(1)0.1 m 2.5 Hz 0.4 s 5 m/s (2)如解析图所示
12．解析：(1)从题目和波形图提供的条件，知道波从振源O 传播到F ，波形推移了11
2λ，
所需要的时间为0.12 s ，那么传播一个波长的时间T ＝0.08 s ，则：v ＝λT ＝0.4
0.08 m /s ＝5 m/s
或v ＝Δx Δt ＝0.60.12
m /s ＝5 m/s 。

(2)t 1＝0.26 s ＝0.24 s ＋0.02 s ＝3T ＋T
4，根据振动与波的周期性特点，t 1时刻的波形图如
图所示。

(3)t 2＝0.18 s ＝0.16 s ＋0.02 s ＝2T ＋T
4
，同理可知t 2时刻的波形图如图所示。

答案：(1)5 m/s (2)、(3)见解析。