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第3章《机械波》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.如图所示是一列沿着绳向右传播的绳波波形，此时波刚传到B点，由图可判断波源A点开始的振动方向是(　　)
A．
向左
B．
向右
C．
向下
D．
向上
2.一质点做简谐运动．质点的位移随时间变化的规律如图所示，则从图中可以看出(　　)
A．
质点做简谐运动的周期为5
s
B．
质点做简谐运动的振幅为4
cm
C．t＝3
s时，质点的速度为零
D．t＝3
s时，质点沿y轴正向运动
3.一列简谐波，在t＝3
s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中一质点P1的振动图象，则以下判断不正确的是(　　
)
A．
该波向右传播
B．
该波的传播速度为6
m/s
C．t＝2
s时，质点P2处于正向最大位移处
D．t＝10
s时，质点P2处于平衡位置处
4.某横波在介质中沿x轴传播，甲图为t＝0.25
s时的波形图，乙图为P点(x＝1.5
m处的质点)的振动图象，那么下列说法不正确的是(　　)
A．
该波向右传播，波速为2
m/s
B．
质点L与质点N的运动方向总相反
C．t＝0.75
s时，质点M处于平衡位置，并正在往正方向运动
D．t＝1.25
s时，质点K向右运动了2
m
5.图(a)为一列简谐横波在t＝0.10
s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0
m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0
m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，下列说法正确的是(　　)
A．
在t＝0.10
s时，质点Q向y轴正方向运动
B．
在t＝0.25
s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相反
C．
从t＝0.10
s到t＝0.25
s，该波沿x轴负方向传播了6
m
D．
从t＝0.10
s到t＝0.25
s，质点P通过的路程为30
cm
6.声音在空气中传播的过程中，以下说法正确的是(　　)
A．
波速不断减小
B．
频率不断减小
C．
振幅不断减小
D．
波长不断减小
7.设在某均匀介质中(如空气)有一发声体P正在发射某一恒定频率的声波，在离P距离为s的地方有一观察者Q听到P发出的声波音调一定，那么以下说法中正确的是
(　　)
A．
当P不动，Q以一定速度远离P时，Q听到的音调变高
B．
当Q不动，P以一定速度远离Q时，Q听到的音调变高
C．
当P、Q均以一定速度相互接近时，Q听到的音调变低
D．
当P、Q均以一定速度相互远离时，Q听到的音调变低
8.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是(　　)
A．
质点上下振动形成的波是横波
B．
质点左右振动形成的波是纵波
C．
质点振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的波是横波
D．
在固体中传播的波一定是横波
9.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中质点a的起振时刻比质点c延迟了3
s，b和c之间的距离是2.5
m，以下说法正确的是(　　)
A．
此列波的波长为5
m
B．
此列波的频率为2
Hz
C．
此列波的波速为2.5
m/s
D．
此列波的传播方向为沿x轴负方向传播
10.波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为(　　)
A．f1＝f2＝f0
B．f1＝f2＞f0
C．f1＝f2＜f0
D．f2＜f0＜f1
11.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点(　　)
A．
它的振动速度等于波的传播速度
B．
它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C．
它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D．
它的振动频率等于波源的振动频率
12.一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.04
s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的传播速度为2.5
m/s，可判断(　　)
A．
波向左传播，周期为0.032
s
B．
波向右传播，周期为0.032
s
C．
波向左传播，周期为0.04
s
D．
波向右传播，周期为0.04
s
13.如图甲为一列横波在t＝0时的波动图象，图乙为该波中x＝4
m处质点P的振动图象，下列说法正确的是：①波速为4
m/s；②波沿x轴正方向传播；③再过0.5
s，P点向右移动2
m；④再过0.5
s，P点振动路程为0.4
cm(　　)
A．
①②
B．
①③
C．
①④
D．
②④
14.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40
m/s，则t＝s时(　　)
A．
质点M对平衡位置的位移一定为负值
B．
质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．
质点M的加速度方向与速度方向一定相同
D．
质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同
15.如图是某时刻t两列波的叠加图，S1、S2是相干波源，它们的振动情况完全相同，发出两列完全相同的水波，波峰、波谷分别用实线、虚线表示，下列说法正确的是(　　
)
A．B质点始终位于波谷处，D质点始终位于波峰处
B．
经过半个周期，B质点变为波峰，D质点变为波谷
C．
只有D质点振动始终加强
D．C、E两质点振动现在减弱，过半个周期会加强
二、填空题(共3小题)
16.如图甲所示，是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是介质中离原点距离为x1＝2
m的一个质点，Q是介质中离原点距离为x2＝4
m的一个质点，此时介质中离原点距离为x3＝6
m的质点刚要开始振动．图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)．以下说法正确的是________．
A．这列波的波长为λ＝
4
m
B．这列波的频率为f＝2.5
Hz
C．这列波的传播速度为v＝2
m/s
D．这列波的波源起振方向沿y轴的负方向
E．乙图可能是图甲中质点P的振动图象
17.二十世纪二十年代，天文学家哈勃从星光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行，距离越远，退行速度越大，两者成正比，这个规律称为哈勃定律．一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者，则地球观察者测量的星系光谱波长________(选填“大于”“等于”或“小于”)超新星发出光谱波长；地球观察者测量超新星发出光的传播速度为________(光在真空中传播速度为c)．
18.两列相干波在同一水平面上传播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示．图中M是波峰与波峰相遇点，是凸起最高的位置之一．下列说法正确的是(　　)
A．发生干涉的两列波的频率一定是相同的
B．图中M、P、Q是振动加强的点，N、O是振动减弱的点
C．图中N点的位移始终都是零
D．由图中时刻经，质点M和O点处在平衡位置
E．两列波的传播速度的大小一定相同
三、简答题(共3小题)
19.如图所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、…、h等质点这一时刻的速度方向．
20.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图所示，已知波的传播速率是16
m/s.
(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少；
(2)画出再经过0.125
s时的波形图象．
21.公路巡警开车在高速公路上以100
km/h
的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时：
(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低．
(2)巡警车接收到的超声波频率比发出的高．
四、计算题(共3小题)
22.某物体发出的声音在空气中的波长为1
m，波速为340
m/s，在海水中的波长为4.5
m，此物体在海面上发出的声音经0.5
s听到回声，则海水深为多少米？
23.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示．经0.6
s时间质点a第一次到达波峰位置，求：
(1)波的传播速度大小；
(2)质点b第一次出现波峰的时刻．
24.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4
s．求该波的波速并判断P点此时的振动方向．
答案解析
1.【答案】D
【解析】由于波刚刚传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向，B点此时正向上振动，所以波源A点刚开始的振动方向向上，选项D正确．
2.【答案】D
【解析】由图知，该质点的周期为4
s，该质点的振幅为2
cm，故A、B错误；t＝3
s时，质点处于平衡位置，加速度为零，速度最大，故C错误；根据图象可知，t＝3
s时，质点处于平衡位置，下个时刻位移为正，则质点沿y轴正向运动，故D正确．
3.【答案】D
【解析】t＝3
s时刻，质点P1向上振动，由甲图知波向右传播．波长24
m，周期4
s，所以波速为6
m/s.t＝2
s时，质点P1在波谷，质点P1与质点P2差半个周期，质点P2处于正向最大位移处，t＝10
s时和t＝2
s时，质点P2振动相同，处于正向最大位移处，D错．
4.【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】C
【解析】声音是由物体的振动产生的，声音在空气中的传播过程中，传播速度、频率以及波长均不发生变化；但其振幅随着距离的增大而减小，
故A、B、D错误，C正确，
7.【答案】D
【解析】根据多普勒效应，声源跟观察者相互靠近时，音调变高，反之音调变低．
8.【答案】C
【解析】区分横波和纵波的依据是波的传播方向和质点振动方向的关系，而横波和纵波都能在固体中传播．
9.【答案】D
10.【答案】D
【解析】f0由波源每秒钟所振动的次数决定，介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定．波源运动时，在波源的正前方介质振动的频率高于波源振动的频率．
11.【答案】D
【解析】机械波在传播过程中，振动质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做简谐运动，一个周期质点振动走过的路程是4倍的振幅，振动速度和传播速度无关，选项A、C错误；机械波可能是横波，也可能是纵波，纵波传播方向和振动方向在一条直线上，故振动质点的振动方向不一定垂直于波的传播方向，选项B错误；振动质点的振动是由波源的振动引起的，故振动质点的振动频率等于波源的振动频率，选项D正确．
12.【答案】B
13.【答案】C
14.【答案】C
15.【答案】B
【解析】质点B和质点D为振动加强点，但随时间做周期性运动，不会总处于最大位移处，A、C错；C、E两点为波峰和波谷相遇，振动减弱点，总是振动减弱，D错．
16.【答案】ACD
17.【答案】大于　c
【解析】根据多普勒效应，遥远的超新星以速度v远离地球观察者，则地球观察者测量的星系光谱波长大于超新星发出光谱波长；根据相对论原理，地球观察者测量超新星发出光的传播速度为c.
18.【答案】ADE
19.【答案】
【解析】由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复．比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点．此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言．若以此时最大位移处的c点为参照点，由波的形成特点可知d点的振动．d点的振动滞后于c点，要追随移动到最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度都向下；b的振动超前，已从负的最大位移回振，所以速度向上；a超前于b，已回到平衡位置，速度最大也向上，同理以g为参照点，可知h点速度向上．
20.【答案】(1)10
cm　
(2)
【解析】(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移大小是10
cm，因此振幅是10
cm.(2)再经0.125
s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125
m＝2
m，所以再经过0.125
s后的波形图象如图中的虚线所示．
21.【答案】(1)轿车的速度大于100
km/h　(2)轿车的速度小于100
km/h
【解析】(1)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离．又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100
km/h.
(2)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100
km/h.
22.【答案】382.5
m
【解析】本题是波的反射现象与v＝λf的综合应用，知道不同介质中同一列波的频率是定值为解决本题的关键，波的频率f＝，频率不变，解得f＝340
Hz，声音在海水中的传播速度为v水＝λ水f＝4.5×340＝1
530
m/s，海水的深度h＝v水·0.25
m＝1
530×0.25
m＝382.5
m.
23.【答案】(1)5
m/s　(2)1
s
24.【答案】2.5
m/s　P点沿y轴正向振动

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