章末质量评估(三)
(时间：75分钟 分值：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项是正确的，选对得4分，错选、不选或多选均不得分)
1．关于机械波的说法正确的是( )
A．当波从一种介质进入另一种介质，保持不变的是波长
B．两个振动情况完全相同的质点间的距离是一个波长
C．波源振动一个周期，波就向前传播一个波长的距离
D．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长
2．如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( )
A．提高波源频率 B．降低波源频率
C．增加波源与桥墩的距离 D．减小波源与桥墩的距离
3．近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍．当战机在上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动．这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时发出的巨大响声，称为音爆．音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( )
A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱
B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音
C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低
D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话
4.一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法正确的是( )
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
5.一列简谐横波沿x轴以v＝2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，且此时P质点正在向上振动，下列说法正确的是( )
A．该波沿x轴负方向传播
B．P质点再经过一个周期运动到O位置
C．此时O处质点正在向下振动
D．该波的周期T＝2 s
6．质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图像如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0 m/s.0.3 s后，此质点立即停止运动，再经过0.1 s后的波形图为( )
7.如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4 m/s.图中“A、B、C、D、E、F、G、H”各质点中( )
A．沿y轴正方向速率最大的质点是D
B．沿y轴正方向加速度最大的质点是B
C．经过Δt＝0.5 s，质点D将向右移动2 m
D．经过Δt＝2.5 s，质点D的位移是0.2 m
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选均不得分)
8．关于生活中的各种现象，以下说法正确的是( )
A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象
B．城市交通用红光作为交通警示，是因为红光波长长易发生衍射，使司机和行人都能看到红光
C．火车鸣笛离开站台的过程中，站台听到的音调变低，这是多普勒效应
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象
9．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是( )
A．1 m/s B．3 m/s
C．4 m/s D．6 m/s
10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法正确的是( )
A．这列波的波速可能是50 m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cm
C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cm
D．若周期T＝0.8 s，则在t＋0.8 s时刻，质点Q速度最大
三、非选择题(共5小题，共54分)
11．(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到x＝5 m处的M点时的波形图，图乙是质点N(x＝3 m)从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x＝10 m处的质点，则Q点开始振动时，振动方向沿y轴________方向(填“正”或“负”)；经过________s，Q点第一次到达波峰．
12．(6分)(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)如右图所示，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10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，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0.25 s时，A点经过的路程为________ cm.
13.(12分)一列简谐横波沿x方向传播，如图所示，其中实线和虚线分别为t＝0和t＝0.5 s两时刻的波形图．
(1)若x＝4 m处的质点在t＝0时刻沿y轴负方向振动，判断这列波的传播方向；
(2)求该波的传播速度．
14．(14分)一列波沿＋x轴方向传播，当x1＝10 m的A点位于波峰时，x2＝140 m的B点位于波谷，在A、B之间有6个波峰，振源的振动周期为0.2 s，求：
(1)波的速度；
(2)B点从波谷开始经多少时间位于波峰？
15．(16分)图甲所示为某一列简谐横波在t＝t0时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像．
(1)试讨论波的传播方向和波速大小；
(2)画出经过2.3 s后波的图像，并求出P质点的位移和运动的路程．
章末质量评估(三)
(时间：75分钟 分值：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项是正确的，选对得4分，错选、不选或多选均不得分)
1．关于机械波的说法正确的是( )
A．当波从一种介质进入另一种介质，保持不变的是波长
B．两个振动情况完全相同的质点间的距离是一个波长
C．波源振动一个周期，波就向前传播一个波长的距离
D．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长
解析：当波由一种介质进入另一种介质时不变的只有频率，A错误；两个振动情况完全相同的质点间的距离是波长的整数倍，B错误；波源振动一个周期，波刚好向前传播一个波长的距离，C正确；在一个周期内，介质的质点走过的路程等于振幅的4倍，D错误．
答案：C
2．如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( )
A．提高波源频率 B．降低波源频率
C．增加波源与桥墩的距离 D．减小波源与桥墩的距离
解析：叶片A之所以不动，是因为水波不能绕过桥墩传过来，也就是说水波衍射不太明显，而发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多，所以要让叶片A动起来，方法只能是减小桥墩的尺寸或增大水波的波长．水波的速度一定，减小频率会增大波长，增大频率会减小波长，A错误，B正确；改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显，选项C、D错误．
答案：B
3．近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍．当战机在上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动．这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时发出的巨大响声，称为音爆．音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( )
A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱
B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音
C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低
D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话
解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调变低表示远离，音调变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误．
答案：C
4.一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法正确的是( )
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
解析：t＝0时刻，a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，速度最大，加速度为零，A、B错误；根据“上下坡法”可知，t＝0时刻a在上方最大位移处向下运动，b在平衡位置向下运动，C错误，D正确．
答案：D
5.一列简谐横波沿x轴以v＝2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，且此时P质点正在向上振动，下列说法正确的是( )
A．该波沿x轴负方向传播
B．P质点再经过一个周期运动到O位置
C．此时O处质点正在向下振动
D．该波的周期T＝2 s
解析：由题可知此时P质点正在向上振动，则该波沿x轴正方向传播，A错误；质点不随波迁移，B错误；波沿x轴正方向传播，则此时O处质点正在向上振动，C错误；由图可知波长为4 m，根据T＝，可知周期T＝2 s，D正确．
答案：D
6．质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图像如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0 m/s.0.3 s后，此质点立即停止运动，再经过0.1 s后的波形图为( )
解析：简谐横波沿x轴正方向传播，波源停止振动后，波将继续在介质中匀速传播，0.4 s内简谐横波在介质中传播的总距离为x＝vt＝0.4 m，即0.4 s时，x轴上x＝0.4 m处的质点刚好起振，由振动图像可知其起振方向沿y轴正方向，故C选项描述的波形图正确．
答案：C
7.如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4 m/s.图中“A、B、C、D、E、F、G、H”各质点中( )
A．沿y轴正方向速率最大的质点是D
B．沿y轴正方向加速度最大的质点是B
C．经过Δt＝0.5 s，质点D将向右移动2 m
D．经过Δt＝2.5 s，质点D的位移是0.2 m
解析：在平衡位置的质点速率最大，又从传播方向可以判断，质点D向上振动，质点H向下振动，所以A项正确；在最大位移处的质点加速度最大，加速度的方向与位移方向相反，B质点的加速度方向向下，B项错误；质点只能在平衡位置两侧上下振动，并不随波迁移，C项错误；波传播的周期T＝＝1 s，经过Δt＝2.5 s＝2.5T，质点D仍位于平衡位置，所以位移为0，D项错误．
答案：A
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选均不得分)
8．关于生活中的各种现象，以下说法正确的是( )
A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象
B．城市交通用红光作为交通警示，是因为红光波长长易发生衍射，使司机和行人都能看到红光
C．火车鸣笛离开站台的过程中，站台听到的音调变低，这是多普勒效应
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象
解析：在空房子里只有墙面、地面和天花板对声波反射，这种反射的方向较为单一，而房间内放置许多物品时，声波的反射方向较为分散，所以才使人感觉空房子里讲话声音特别响亮，故A错误；城市交通用红光作为交通警示是红光波长长易发生衍射，使司机和行人都能看到红光，故B正确；火车鸣笛离开站台的过程中，站台听到的音调变低，这是多普勒效应，故C正确；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，说明声波可以在固体中传播，故D错误．
答案：BC
9．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是( )
A．1 m/s B．3 m/s
C．4 m/s D．6 m/s
解析：因为t＜T，故，若波向右传播，则波传播的距离x1＝0.02 m，则波速v1＝＝ m/s＝1 m/s；若波向左传播，则波传播的距离x2＝0.06 m，则波速v2＝＝ m/s＝3 m/s，故正确的选项为A、B.
答案：AB
10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法正确的是( )
A．这列波的波速可能是50 m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cm
C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cm
D．若周期T＝0.8 s，则在t＋0.8 s时刻，质点Q速度最大
解析：由题中波形图可知波长λ＝40 m，且0.6s＝nT＋T(n＝0，1，2，…)，解得周期T＝ s(n＝0，1，2，…)，当n＝0时，T＝0.8 s，波速v＝＝50 m/s，选项A正确；质点a在平衡位置上下振动，振动时间为T(n＝0，1，2，…)，通过路程x＝×4A，当n＝0时，x最小＝×4A＝30 cm，故a在这段时间通过的路程一定不小于30 cm，选项B错误；若n＝1，则T＝ s，波传播到c点所用时间为T，0.6 s＝，则0.6 s内质点c振动的时间为T－T＝T，故在这段时间内质点c通过的路程为6A＝60 cm，选项C正确；若T＝0.8 s，在t＋0.8 s时刻，质点Q位于正向最大位移处，速度为零，选项D错误．
答案：AC
三、非选择题(共5小题，共54分)
11．(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到x＝5 m处的M点时的波形图，图乙是质点N(x＝3 m)从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x＝10 m处的质点，则Q点开始振动时，振动方向沿y轴________方向(填“正”或“负”)；经过________s，Q点第一次到达波峰．
解析：题图甲所示的波形为波刚传到M点的波形，由题图甲可知，此时质点M的振动方向向下，故Q点开始振动的方向沿y轴负方向．由题图甲可以看出波长λ＝4 m，由题图乙可以看出周期T＝4 s，所以波速v＝＝ m/s＝1 m/s.由题图甲还可以看出，最前面的波峰与Q点的距离Δx＝8 m，故最前面的波峰传播到Q点，也就是Q点第一次到达波峰的时间，则t＝＝ s＝8 s.
答案：负 8
12．(6分)(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)如右图所示，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10 cm，波速和波长分别为1 m/s和0.2 m，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0.25 s时，A点经过的路程为________ cm.
解析：(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．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)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．波的周期T＝＝ s＝0.2 s，质点在一个周期内振动的路程等于4倍的振幅，经过0.25 s时，走过的路程等于5倍的振幅，A点是振动加强点，A＝20 cm，则s＝100 cm.
答案：(1)衍射 干涉 (2)向下 100
13.(12分)一列简谐横波沿x方向传播，如图所示，其中实线和虚线分别为t＝0和t＝0.5 s两时刻的波形图．
(1)若x＝4 m处的质点在t＝0时刻沿y轴负方向振动，判断这列波的传播方向；
(2)求该波的传播速度．
解析：(1)根据x＝4 m处的质点在t＝0时刻的运动方向可判定该简谐横波的传播方向沿x轴负方向．
(2)若波向右传播，由波动规律可得
Δt＝nT＋T＝0.5 s(n＝0，1，2，…)，
v＝＝4(4n＋1) m/s(n＝0，1，2，…)．
若波向左传播，同理可得
Δt＝nT＋T＝0.5 s(n＝0，1，2，…)，
v＝＝4(4n＋3) m/s(n＝0，1，2，…)．
答案：(1)沿x轴负方向 (2)见解析
14．(14分)一列波沿＋x轴方向传播，当x1＝10 m的A点位于波峰时，x2＝140 m的B点位于波谷，在A、B之间有6个波峰，振源的振动周期为0.2 s，求：
(1)波的速度；
(2)B点从波谷开始经多少时间位于波峰？
解析：(1)由题知x2－x1＝6.5λ，
则得λ＝ m＝ m＝20 m，
波速v＝＝100 m/s.
(2)B点从波谷运动到波峰最短时间为，根据波的周期性可知，B点从波谷开始经t＝T＝(0.2n＋0.1) s，n＝0，1，2，…时位于波峰．
答案：(1)100 m/s (2)(0.2n＋0.1) s，n＝0，1，2，…
15．(16分)图甲所示为某一列简谐横波在t＝t0时刻的图像，图乙是这列波上P质点从这一时刻起的振动图像．
(1)试讨论波的传播方向和波速大小；
(2)画出经过2.3 s后波的图像，并求出P质点的位移和运动的路程．
解析：(1)根据题图振动图像可以判断，P质点在t＝t0时刻在平衡位置且向负方向运动，由此可确定波沿x轴正向传播．
由题图甲知该波波长λ＝2 m，由题图乙知T＝0.4 s，
则v＝＝ m/s＝5 m/s.
(2)由于T＝0.4 s，所以2.3 s＝5T，
波形重复5次再沿x轴前进个波长，故经过2.3 s后的波的图像如图所示．
P质点的位移为x＝0.1 m＝10 cm，
路程s＝4A×5＋3A＝23A＝2.3 m.
答案：(1)沿x轴正向传播 5 m/s (2)见解析图 位移为10 cm 路程为2.3 m
