第12章机械波单元测试卷题号一二三总分得分一、单选题（本大题共7小题，共35.0分）1.关于机械波，下列说法正确的是（）A. 海啸波是由纵波和横波组成的简谐波B. 波源的振动能量随波传递C. 振动质点的频率随着波的传播而减小D. 波源的能量靠振动质点的迁移来传播2.一列简谐横波在介质内传播，若波源质点突然停止振动，则（）A. 所有质点立即停止振动B. 已经振动的质点将继续振动,未振动的质点不可能再振动C. 能量继续向远处传递D. 能量立即停止传递3.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和频率应分别为（）A. 5 m,1 HzB. 10 m,2 HzC. 5 m,2 HzD. 10 m,1 Hz4.如图为一横波波形图象，波沿x轴负方向传播，就标明的质点而言，其速度为正且加速度为负的质点是（）A. PB. QC. RD. S5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质元A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质元B的平衡位置在距坐标原点16cm处．从该图象对应时刻算起，当质元A的运动状态与图示时刻质元B的运动状态相同，所需的最短时间为0.12s．则（）HzA. 该简谐横波的频率为103B. 从图示时刻起,质元A比质元B先回到平衡位置C. 介质中平衡位置x=10cm处质点的振动方程为y=10sin(10πt+π)cmD. 该波传播中遇到宽度为2m障碍物能发生明显的衍射现象6.如图所示，是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图，a在正向最大位移处，b恰好处在平衡位置，经过△t=T的时间，8关于a、b两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是（）A. s a=s bB. s a<s bC. s a>s bD. 以上三种情况都有可能7.一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播．质点A、B间的水平距离x=3m，如图所示．若t=0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动方程为y=2sinπ2t cm，则B点的振动图象为下图中的（）A. B.C. D.二、多选题（本大题共5小题，共25.0分）8.如图所示，一列横波以10m/s的速率沿水平方向传播，某时刻的波形图。
如图中实线所示，经过△t后的波形图如图中虚线所示。
已知2T＞△t＞T（T为这列波的周期）。
由此可知△t可能是（）A. 0.3sB. 0.5sC. 0.6sD. 0.7s9.一列简谐波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O，A的平衡位置相距0.9m，以下判断正确的是A. 波长为1.2mB. 波源起振方向沿y轴正方向C. 波速大小为0.4m/sD. 质点A的动能在t=4s时最大10.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A．M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s．则（）A. 该波的周期为53sB. 在t=13s时,N的速度一定为2 m/sC. 从t=0到t=1s,M向右移动了2 mD. 从t=13s到t=23s,M的动能逐渐增大11.如图所示，在弹性介质中的一条直线上有一系列的质点，其中质点a是波源。
相邻质点间的距离均为1.0m。
当t=0时，质点a开始向下做简谐运动，经过0.1s第一次到达最大位移处，此时质点c刚好开始振动。
下面说法中正确的是（）A. 此波长为8.0mB. 周期为0.4sC. 此波的频率为2.5HzD. 波的传播速度为10 m/s12.如图所示为一列简谐横波在t1=0.7s时刻的波形，波自右向左传播．已知在t2=1.4s时，P点出现第二次波峰（0.7s内P点出现两次波峰），则以下判断中正确的是（）A. 该波的传播速度为0.1m/sB. 在t0=0时刻,质点C向上运动C. 在t3=1.6s末,Q点第一次出现波峰D. 在t1到t4=1.9s过程中,Q点通过的路程为0.2m三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）13.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm。
O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。
t=0时开始观测，此时质点O的位移为s时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点y=4cm，质点A处于波峰位置t=13A第一次回到平衡位置。
求（i）简谐波的周期、波速和波长；（ii）质点O的位移随时间变化的关系式。
14.一列简谐横波在x轴上传播，如图所示，实线为t=0时刻的波形图，虚线为△t=0.2s后的波形图，求：①此波的波速为多少？②若△t＞T且波速为165m/s，试通过计算确定此波沿何方向传播？15.如图为沿x轴向右传播的简谐横波在t＝1.2s时的波形，位于坐标原点处的观察者测到在4s内有10个完整的波经过该点。
（1）求该波的波幅、频率、周期和波速。
（2）画出平衡位置在x轴上P点处的质点在0－0.6s内的振动图象16.一列沿-x方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm，P、Q两点的坐标分别为（-1，0）、（-9，0），已知t=0.7s时，P点第二次出现波峰，试计算：①这列波的传播速度多大？②从t=0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？③当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？答案和解析1.【答案】B【解析】解：A 、海啸波中既有纵波，也有横波，是一种复杂的机械波，故A 错误； BD 、波源的振动能量通过对相邻质点做功而由近及远地传播，不是靠质点的迁移来传播的，故B 正确D 错误；C 、振动质点实际上是在做受迫振动，质点的频率只与波源有关，故C 错误。
故选：B 。
明确波的产生规律，知道简谐波的性质，同时明确波传播的基本规律即可解答。
本题要知道波的性质，明确波传播的是能量和振动形式，同时明确海啸波的复杂性。
2.【答案】C【解析】解：当波源的振动方向与波的传播方向相互垂直时，称之为横波．当波源突然停止振动时，由于波是使质点间相互带动，并且重复，同时后一个质点比前一个质点滞后，所以离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动；波的能量仍在质点的振动下传播．ACD 、最终所有质点将会停止振动，但靠近波源先停止，远离波源后停止振动，故AD 错误，C 正确；B 、已经振动的质点继续振动，尚未振动的质点，将在波的能量传播后，会停止振动，故B 错误； 故选：C ．振源在介质中振动，介质中质点相互带动，重复与滞后，从而使波向前传播．当波源停止振动后，则质点由近向远停振．考查波如何形成与传播，同时掌握质点的振动与波的方向关系，及质点的振动不随波传播．3.【答案】A【解析】解：由图知，b 和c 之间的距离等于波长，则λ=5m 。
由题可知：0.5s =（n +12）T ，n =0，1，2…，T =12n+1s ，频率f =1T =2n +1，当n =0时，f =1Hz ，但f 不可能为2Hz 故选：A 。
由图知，b 和c 之间的距离等于波长．质点b 的起振时刻比质点a 延迟了0.5s ，说明波沿x 轴正方向传播，0.5s =（n +12）T ，求出周期，得到频率．本题首先理解波长的含义：相邻两个波峰间的距离即等于波长．题中a 、b 两点是反相点，得到0.5s =（n +12）T ，可得到周期的通项．4.【答案】D【解析】解：因波沿x 轴负方向传播，所以S 、R 两点均向上振动，P 、Q 两点均向下振动，且各质点的加速度方向均由各自所在位置指向平衡位置，故S 点的速度为正，加速度为负，故D 正确，ABC 错误。
故选：D 。
根据波的传播方向判断各质点的振动方向，再确定各质点的速度与加速度方向，选择符合题意的选项。
波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。
同时，要熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。
5.【答案】C【解析】解：A 、使A 点与B 点的运动状态相同，则应是平衡位置为-4的点的波形平移到A 点；即相当于波应传播12cm ；则波速v =0.120.12=1m /s ；则由v =λf 可知，f =v λ=10.2=5Hz ；故A 错误；B 、波向右传播，则A 点向下振动，B 点向上振动；由图可知，B 应先回到平衡位置；故B 错误；C 、由波形图可知，波的振幅为10cm ；，10cm 处的点的相位为10πt +π；故其振动方程为：y =10sin （10πt +π），故C 正确；D 、波的波长为20cm ；远小于障碍物的尺寸，故不能发生明显的衍射现象；故D 错误； 故选：C ．根据波的传动法可以得出0.12s 所对应的距离，由波速公式可求得周期和频率；由振动和波的关系确定振动方程；由衍射现象的条件可确定能否发生衍射．本题考查波的传播及波长、波速及频率的关系，要注意学会根据传播距离及传播时间求解波速． 6.【答案】B【解析】解：在简谐波传播过程中各质点在各自的平衡位置附近做简谐运动，所以质点做的是变速运动，由题中图象知，在图示时刻，质点a 位于最大位移处，则其加速度最大，速度为零，而质点b 位于平衡位置，其加速度为零，速度最大，所以在△t =T8的时间内，a 质点的平均速度小于b 质点的平均速度，因此s a ＜s b ，故B 正确，ACD 错误。
故选：B 。
分析a ，b 两个质点在△t =T8的时间振动情况和平均速度的大小关系进行判断。
本题主要是考查了简谐运动的知识；振动的质点在振动过程中各物理量的变化情况可以这样分析：位移增大→回复力增大→加速度增大→速度减小→动能减小→势能增大。
7.【答案】B【解析】解：A 、C 、由x =vt 得：波从A 传到B 所用的时间为：t =x v =31s =3s ，所以B 在t =3s 时刻开始振动，故AC 错误。
B 、D 、由题意，质点A 刚从平衡位置开始向上振动，则质点刚开始也从平衡位置向上振动，速度为正向。
由y =2sin π2tcm 知，ω=π2rad /s ，则周期为：T =2πω=2ππ2s =4s ，故B 正确，D 错误。
故选：B 。
简谐横波传播过程中介质中各个质点的起振方向都相同，与波源起振方向相同，各个质点的振动周期和振幅也相同．根据质点A 的振动方程，读出ω，由T =2πω求出周期．根据x =vt 求出波从A 传到B 所用的时间，即可选择图象． 解决本题关键抓住简谐波的基本特点：各个质点的起振方向相同、振动周期和振幅相同，只是起振有先后而已． 8.【答案】BD【解析】解：根据v =λT ，则T =0.4 s ，当此波向右传播时，有： △t =T +34T =0.7 s 。