资源简介

第三章 机械波 单元测试
一、单选题
1．两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）（　　）
A．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
B．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率
C．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
D．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
2．材质不同的两根细绳在O点连接，拉直后静置于光滑水平地板上，在水平面内沿着绳子和垂直于绳子建立如图所示的直角坐标系。两位同学分别在绳的两端A、B以相同频率同时振动，绳上形成甲、乙两列相向传播的绳波，经过一个周期后，各点坐标如图所示。已知在波传播的过程中各点的平衡位置保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点振动方向始终相同 B．机械波在左右两根细绳上的传播速度之比为3:2
C．两列波形成的第一个波峰可能在O点相遇 D．振动稳定后，O点的振幅为15cm
3．下列说法正确的是（ ）
A．一切波的传递都需要介质
B．机械波传递过程中各质点的振动是受迫振动
C．波从一种介质进入另一种介质波速不变
D．波源与接受者距离靠近时波源频率变高
4．人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是因为( 　　)
A．室内空气不流动
B．室内声音多次被反射
C．室内声音发生折射
D．室内物体会吸收声音
5．以质点为波源的机械波在绳上传到质点时的波形如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．绳波传播不需要介质
B．点的起振方向朝上
C．绳中质点带动右侧相邻的质点振动
D．当点停止振动时，绳波立即消失
6．甲、乙两列波（无波源）在同种介质中分别向右、向左传播，时刻完整波的波形图如图所示，已知波的传播速度为，下列说法正确的是（　　）。
A．甲、乙两列波相遇后会发生干涉现象
B．时，处的质点开始向下振动
C．时，处质点的位移
D．甲、乙两列波从相遇到完全分开所需时间为
7．如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动．下列判断正确的是( )
A． 时质点5的运动方向向下 B．时质点8的加速度方向向上
C．时质点12的运动方向向上 D．时质点16开始运动
二、多选题
8．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是(　　)
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变
D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低
9．如图，是一列简谐横波某时刻波的图像，Q、P、N是波的传播方向上的三个质点，此时刻三个质点到各自平衡位置的距离相等，并且质点P正加速运动，则
A．此时刻，质点Q正加速运动
B．此时刻，质点N正加速运动
C．再过半个周期，质点Q正加速运动
D．再过半个周期，质点N正加速运动
10．一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示，图乙是位于的质点N此后的振动图像，Q是位于处的质点。则下列说法正确的是（　　）
A．在时，质点Q开始振动
B．在时，质点N运动到Q点
C．在时间内，质点M的速度在增大，加速度在减小
D．在时，质点Q的位置坐标为（10 m，8 cm）
三、实验题
11．如图所示，在水波槽中放入两块挡板，挡板间留狭缝，调节挡板位置，可改变狭缝宽度现产生持续的平面波，且波长保持不变，观察下列两种情况下水波通过狭缝时的实验现象．
(1)调节狭缝的宽度，使其远大于水波的波长；
(2)调节狭缝的宽度，使其接近水波的波长。
12．(1)在利用发波水槽得到水面波形的实验中:
(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图，a图样是水面波的 现象，b图样是水面波的 现象．
(2) 如图所示
用实线表示波峰，虚线表示波谷来描述波的干涉图样，两列波的振幅都为10cm，波速和波长分别为1m/s和0.2m，C点为AB连线的中点．则图示时刻C点的振动方向 (选填"向上”或“向下”)，从图示时刻再经过0.25s时，A点经过的路程为 cm．
13．如图是观察水波衍射现象的实验装置，AB和CD是两块挡板，BC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）之间的距离表示一个波长，则此时 （选填“能”或“不能”）明显观察到波的衍射现象，挡板前后波纹之间的距离 。（选填“相等”或“不相等”）
14．当声源与观察者相对运动时，观测到的声音频率会发生变化，可以用此现象的原理测量运动员移动速度的大小。某同学查阅资料得知声源发出的声音频率是不变的，而观察者接收的频率由下述公式决定，其中v是声速，是观察者的速度，是声源的速度，以上速度均是沿声源与观察者连线方向的速度大小。是声源发出声音的频率，f是观察者接收到的频率。当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低。该同学为进一步研究此规律，设计了如下实验：下图中的扬声器可以发出特定频率的声音，滑片可在气垫导轨上做匀速直线运动。在滑片上固定一部智能手机，手机中的声学传感器可以记录手机接收到的声音频率随时间变化的情况。
（1）图甲是实验过程中手机接收到的频率信息，其中手机在①段处于静止状态，在②段 ，在③段 （分别填“向左运动”“向右运动”或“静止”）；
（2）手机静止一段时间后以的速度运动，由图乙信息可得声速为 ；
（3）在跳台滑雪、速降雪车等项目中，固定在地面的发声器（同时也是接收器）若对着运动员发射频率为33kHz的超声波，声波遇到运动员后会立即反射，反射波的频率等于运动员接收的频率，发声器最终接收的频率是27.5kHz。已知声速是330m/s，测得运动员的速度大小是 m/s。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B B B C C CD BD ACD
1．C
【详解】根据多普勒效应可知，当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．D
【详解】A．由图可知，A的起振方向向下，B的起振方向向上，而A、B同时起振，故A、B两点的振动方向始终相反，故A错误；
B．左绳上传播的波长为
右绳上传播的波长为
而两机械波的周期相同，根据
可知
故B错误；
C．左绳上的机械波，第一个波峰到达O点所需时间为
右绳上的机械波，第一个波峰到达O点所需时间为
所以不可能同时到达，即两列波形成的第一个波峰不可能在O点相遇，故C错误；
D．O点到A点的距离满足
O点到B点的距离满足
但是由于B点的起振方向和A点相反，因此左右两列波在O点的振动相互减弱，即O点振幅满足
故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．机械波的传播在介质中进行，需要介质；电磁波的传播不需要介质，故A错误；
B．机械波的传播过程中，介质质点在上一个质点的驱动下做简谐运动，各质点的振动都是受迫振动，故B正确；
C．波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率一定不变，波速由介质决定，故C错误；
D．靠近我们的汽车鸣笛时，我们听到的声音更“尖”，这叫做多普勒效应，而汽车靠近我们时发出的声波频率并没有变化，故D错误．
故选B.
4．B
【详解】在室内说话，说话的声音传到墙壁上又反射回来，时间差太短，我们不能分辨出回声与原声，我们听到的是回声与原声的混合，因此我们听到的响亮，在空旷的场合我们说话，声音传播出去，周围没有高大的建筑物，声音不能反射回来，我们听到的只是原声，因此听起来就没有室内响亮，综上分析，ACD错误，B正确。
故选B。
5．B
【详解】A．绳波是机械波，机械波的传播需要满足两个条件：①振源振动，②介质，所以绳波传播需要介质，故A错误；
B．点的起振方向朝上，点的起振方向也朝上，故B正确；
C．由于波向左传播，绳中质点带动左侧相邻的质点振动，故C错误；
D．如果振源停止振动，在介质中传播的振动不会立即停止，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】A．甲、乙两列波的频率不相等，两列波相遇后不能发生干涉现象，A错误；
B．时，甲波传播到处，沿轴正方向振动，乙波也传播到处，沿轴负方向振动，由于甲的振幅大于乙的，则在平衡位置时甲波的振动速度大于乙的，故处的质点开始向上振动，B错误；
C．经过，甲波向右传播，处的质点的振动状态传播至处，即，经过，乙波向左传播，处的振动状态传播至处，即，根据叠加原理可知，时，处质点的位移，C正确；
D．时，两列波在处相遇，时，两列波在处分开，故甲、乙两列波从相遇到完全分开所需时间为，D错误。
故选C。
7．C
【详解】根据质点起振动方向与波源起振方向相同，确定质点的振动方向．
A、质点5起振方向与质点1相同，为竖直向上，故A错误；
B、t=T时，传播到9质点，8质点正竖直向上运动，振动的速度方向竖直向上，加速度竖直向下，故B错误；
C、时，质点13开始振动，质点12位于平衡位置上方，正在向上运动，故C正确；
D、t=T时，质点17开始运动．故D错误．
8．CD
【详解】若波源和观察都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；当观察者与波源相互靠近或远离时发生，故B错误；当声源朝靠近观察者运动时，即两者间距减小，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率大于声源的频率，但声源的频率不变，故C正确；当声波远离观察者运动时，即两者间距增大，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率小于声源的频率，故D正确．
9．BD
【详解】因为此时刻质点P正在加速运动，即向下运动衡位置，根据“上下坡”法判断可知波向左传播，此时Q向上运动，处于减速状态；N向上运动，处于加速状态；再过半个周期Q向下运动，处于减速状态，N向下运动，处于加速状态.
A．描述与分析不符，故A错误.
B．描述与分析相符，故B正确.
C．描述与分析不符，故C错误.
D．描述与分析相符，故D正确.
10．ACD
【详解】A．由质点N的振动图像可知，其起振方向向下，则波沿x轴正方向传播，且周期
由图甲可得波长
根据波速公式
波由M点传到Q点所用的时间
故A正确；
B．质点只能够上下运动，不能左右运动，故B错误；
C．时间
此时M点正向平衡位置运动，速度在增大，所以在时间内，M点的速度在增大，根据
可知加速度在减小，故C正确；
D．在时，质点Q已经振动的时间为
根据波的特点可知质点Q的起振方向向上，故可知在时，质点Q刚好到达波峰，故其坐标为（10 m，8 cm），故D正确。
故选ACD。
11．(1)无明显的衍射现象。
(2)有明显的衍射现象。
【详解】(1)当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长更小时，才会发生明显的衍射现象；因狭缝的宽度远大于水波的波长，所以观察不到明显的衍射现象。
(2)因狭缝的宽度与水波波长相差不多，所以能观察到明显的衍射现象。
12． 衍射 干涉 向下 100
【详解】(1) [1]波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图a说明发生了明显的衍射现象．
[2]当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现象．
(2) [3] B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C处于平衡位置，经过四分之一周期，波谷传播到该点，知C点的振动方向向下．
[4]波的周期
质点在一个周期内振动的路程等于4倍的振幅，经过0.25s时，走过的路程等于5倍的振幅，A点是振动加强点，
A=20cm
则
s=100cm
13． 能 相等
【详解】[1] 因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象。
[2] 波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等。
14． 向左运动 向右运动 318.6 30
【详解】（1）[1]由题意可知，当两者靠近时，观察者接收的频率变高，反之变低，根据题图甲可知②阶段，其频率变高，即手机在接近声源即②阶段在向左运动。
[2]由题图甲可知，在③阶段，接收到的频率变低，即在远离声源，也就是在向右运动。
（2）[3]由题图乙可知，声源的频率约为3000Hz，通过分析可知，手机在远离声源，且手机接收到的频率约为2995Hz，其中声源的速度为零。根据公式有
带入数据解得
（3）[4]由题可知，以发声器作为观测者，其接收到的频率变小了，即两者在远离声源。由于反射波的频率等于运动员接收的频率，且发声器接收的信号为反射信号，故从发声器发出信号到接收到信号的过程，可等效成发声器发出信号后，以和运动员大小相同、方向相反的速度运动。即两者的速度大小关系为
故根据公式
解得

展开更多......

收起↑