高二物理下册假期课时调研检测试题17.doc

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12.2 机械波

1．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图12-2-1所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为(　　)．

图12-2-1
A．A＝1 m　f＝5 Hz
B．A＝0.5 m　f＝5 Hz
C．A＝1 m　f＝2.5 Hz
D．A＝0.5 m　f＝2.5 Hz
解析　由题干图可知振幅A＝0.5 m．波从M传到N的过程，波速v＝＝ m/s＝10 m/s.由图可知λ＝4 m，所以T＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz.D正确．
答案　D
2．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s，已知t＝0时，波刚好传播到x＝40 m处，如图所示．在x＝400 m处有一接收器(图图12-2-2中未画出)，
则下列说法正确的是(　　)

图12-2-2
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m的质点运动的路程为0.6 m
C．接收器在t＝2 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为9 Hz
解析 t＝0时，波刚好传播到x＝40 m处，由质点振动的滞后性可以断定，x＝40 m处的质点的起振方向是向下的，这显然也是波源初始时刻的振动方向．由于T＝＝0.1 s，f＝＝10 Hz.从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m的质点振动了t＝T，通过的路程为s＝×4 A＝0.6 m．此波传到接收器所需时间为Δt＝＝ s＝1.8 s．由多普勒效应可知，当波源向x轴正方向运动时，接收器接收到波的频率会大于10 Hz.所以正确选项为B.
答案 B
3．如图12-2-3所示是一列简谐波在t＝0时的波形图，介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin 5πt cm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是(　　)．

图12-2-3
A．这列简谐波的振幅为20 cm
B．这列简谐波的周期为5.0 s
C．这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/s
D．这列简谐波沿x轴正向传播
解析　本题主要考查考生对波形图的正确认识．由图可知，质点偏离平衡位置的最大距离即振幅为10 cm，A错；由该质点P振动的表达式可知这列简谐横波的周期为T＝＝ s＝0.4 s，B错；由题图可知，该波的波长为λ＝4 m，波速v＝＝ m/s＝10 m/s，C错；由质点P做简谐运动的表达式可知，t＝0时刻质点P正在向上运动，由此可判断波沿x轴正向传播，D正确．
答案　D
4．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
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，选项A、C错误．机械波可能是横波，也可能是纵波，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是受迫振动，故质点的振动频率等于波源的振动频率，选项D正确．
答案 D
5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源，如图12-2-5所示是波源开始振动后0.1 s时的波形图，则下列判断正确的是(　　)．

图12-2-5
A．这列波的周期为0.4 s，振幅为20 cm
B．这列波的波速为40 m/s，波长为4 m
C．再经过0.15 s，x＝6 m处质点的位置坐标为(x＝6 m，y＝0 cm)
D．再经过0.55 s，x＝24 m处的质点第一次到达波峰
解析　本题考查机械波的相关问题，意在考查学生对波形图的理解能力．观察振动0.1 s时的波形图可知周期为0.2 s，波长为8 m，振幅为10 cm，可算出波速为40 m/s，选项A、B错误．再经过0.15 s，波继续向前传播四分之三个周期，x＝6 m处的质点正经过平衡位置向下振动，选项C正确.0.1 s时的波峰在2 m处，x＝24 m处的质点离它有22 m，这个波峰传播到x＝24 m处所需的时间为Δt＝ s＝0.55 s，选项D正确．
答案　CD
6．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图12-2-6a是t＝1 s时的波形图，图b是某振动质点的位移随时间变化的图象，则图12-2-6b可能是图a中哪个质点的振动图象(　　)．

图12-2-6
A．x＝0处的质点 B．x＝1 m处的质点
C．x＝2 m处的质点 D．x＝3 m处的质点
解析　由题图b知，t＝1 s时，质点的位移为零，振动方向向下，由于波向左传播，故图b应是x＝0、x＝4 m、x＝8 m等处的质点的振动图象，正确选项为A.
答案　A
7．如图12-2-7所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在x＝6 m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是(　　)．

图12-2-7
A．这列波沿x轴的正方向传播
B．这列波的波速是2 m/s
C．b比a先回到平衡位置
D．a、b两质点的振幅都是10 cm
解析　本题考查波动图象和振动图象的综合应用．由振动图象得x＝6 m处的质点该时刻向y轴正向运动，对照波动图象可知，波的传播方向为x轴负向，A错误；此刻b向平衡位置运动，a远离平衡位置运动，b先回到平衡位置，C正确；由振动图象得T＝4 s，由波动图象得λ＝8 m，故v＝＝2 m/s，B正确；所有质点的振幅都为5 cm，D错误．
答案　BC
8．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ.若在x＝0处质点的振动图象如图12-2-8所示，则该波在t＝时刻的波形曲线为(　　)．

图12-2-8

图12-2-9
解析　从振动图象上可以看出x＝0处的质点在t＝时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确．
答案　A
9．在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图所示．质点A振动的周期是________s；t＝8 s时，质点A的运动沿y轴的________方向(填“正”或“负”)；质点B在波的传播方向上与A相距16 m，已知波的传播速度为2 m/s，在t＝9 s时，质点B偏离平衡位置的位移是________cm.

图12-2-10
解析 题图为波的振动图象，由图象可知周期为4 s，波源的起振方向与各个质点起振方向相同且向上，t＝6 s时质点在平衡位置向下振动，故t＝8 s时质点在平衡位置向上振动；波传播到B点，
需要时间t1＝＝ s＝8 s，
故t＝9 s时，质点又振动了1 s (个周期)，
处于正向最大位移处，
位移为10 cm.
答案 4　正　10
10．如图12-2-11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，已知波的传播速度v＝2 m/s.试回答下列问题．

图12-2-11
(1)写出x＝0.75 m处质点的振动函数表达式；
(2)求出x＝0.25 m处质点在0～4.5 s内通过的路程及t＝4.5 s时的位移．
解析　(1)波长λ＝2.0 m，
周期T＝＝1.0 s，
振幅A＝5cm，
则y＝5sincm.
(2)n＝＝4.5，
则x＝0.25 m处的质点经4.5个周期后的路程s＝90 cm，
经4.5个周期后的位移y＝－2.5 cm.
答案　(1)y＝5sincm　(2)90 cm －2.5 cm
11．一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图12-2-12甲所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求：
(1)该简谐波的波长、波速分别为多少？
(2)经过多长时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？
(3)如果以该机械波传到质点P开始计时，请在图12-2-12乙中画出P点的振动图象，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．

图12-2-12
解析　(1)λ＝2 m
T＝ s＝0.2 s
v＝＝10 m/s.
(2)波峰传到P点：
t＝＝ s＝0.45 s
(3)如下图所示

答案　(1)2 m　10m/s　(2)0.45 s
(3)图见解析
12．一列简谐横波，某时刻的波形图象如图12-2-13甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图12-2-13乙所示，则：

图12-2-13
(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？
(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？
(3)从该时刻起，再经过Δt＝0.4 s，P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？
(4)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰？
解析　(1)由振动图象可以看出，此波的周期为0.8 s，所以频率为1.25 Hz.因为发生稳定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25 Hz.
(2)由波动图象可以看出，此波的波长为20 m，当障碍物的尺寸小于等于20 m时能够发生明显的衍射现象．
(3)因为Δt＝0.4 s＝，故经0.4 s P质点回到平衡位置，位移为0；
质点P通过的路程为2A＝4 m
在时间内波传播的距离为＝10 m.
(4)由A点在t＝0时刻向上振动知，波沿x轴正方向传播，波速v＝＝ m/s＝25 m/s，x＝45 m处的质点第一次到达波峰的时间t1＝＝ s＝1 s
此质点第二次位于波峰的时间t＝t1＋T＝1.8 s
答案　(1)1.25 Hz　(2)小于等于20 m　(3)0　4 m　10 m
(4)1.8 s

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