内容正文:
章末综合检测(三) 机械波
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.关于下列插图涉及的物理知识,说法正确的是( )
A.如图甲,两人合作绘制振动图像,a同学笔尖做曲线运动
B.如图乙,弹簧的振动方向与波的传播方向共线,形成一列横波
C.如图丙,A摆带动其他摆振动一段时间后,D摆的振幅最大
D.如图丁,蜂鸣器在头顶快速转动,几米外的观察者会观测到声波的多普勒效应
解析:选D 题图甲中,两人合作绘制振动图像,a同学笔尖做往复的直线运动,A错误;弹簧的振动方向与波的传播方向共线,形成一列纵波,B错误;题图丙中,A摆带动其他摆振动一段时间后,共振条件是频率相同,则摆长接近的振幅最大,B摆的摆长与A摆长最接近,则B摆的振幅最大,C错误;题图丁中,蜂鸣器在头顶快速转动,波源在远离和靠近观察者,几米外的观察者会观测到声波的多普勒效应,D正确。
2.发波水槽中产生一列水波,用一支圆珠笔插入水中,如图所示,笔对波的传播( )
A.有影响,水波发生明显衍射现象
B.有影响,水波不发生明显衍射现象
C.无影响,水波发生明显衍射现象
D.无影响,水波不发生明显衍射现象
解析:选C 由波的衍射现象可知,当圆珠笔插入水中,笔尖的线度小于水波的波长时,水波会发生明显的衍射现象,即笔对波的传播没有影响,故C正确,A、B、D错误。
3.一波源位于原点O,其振动方程为y=Asin,产生的机械波沿x轴正方向传播,下列图像中能表示T时刻波形图的是( )
解析:选A T时刻,根据振动方程可知,波源处于y=Asin=A位置,T时刻,波向前传播λ。故选A。
4.一列简谐波在均匀介质中沿直线向右以v的速度传播,图中上半部分所示的各质点的平衡位置在同一直线上,间距相等,以质点1从平衡位置开始竖直向上运动为起始时刻,经过时间t,前13个质点第一次形成如图下半部分所示波形图,则两质点平衡位置的间距d为( )
A. B. C. D.
解析:选D 由题意可知,各质点的起振方向竖直向上,前13个质点第一次形成如题图下半部分所示波形图说明波已经传播了2T,即2T=t;而该波的波长λ=vT;由图像可知λ=8d;联立以上各式得d=,故D正确。
5.如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰,下列说法中正确的是( )
A.该图表示的是衍射现象
B.该图表示的是多普勒效应
C.该图表示波源正在向B点移动
D.观察者在图中的A点接收到的波的频率最低
解析:选B 该图表示的是由于波源的移动而引起的多普勒效应,而不是衍射现象,故A错误,B正确;由图可知,波正在向A点移动,故在A点处单位时间内接收到的完全波的个数最多,即在A点处接收到的波的频率最高,故C、D错误。
6.一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播,处在x1=1 m和x2=2 m的两质点A、B的振动图像如图所示。由此可知( )
A.波长为 m
B.波速为1 m/s
C.3 s末A、B两质点的位移相同
D.1 s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度
解析:选A 波从A向B传播,AB间的距离Δx=λ,n=0,1,2,…,由题意知波长大于1 m,则n只能取0,即有Δx=λ,波长λ= m,波速为v== m/s,故A正确,B错误;3 s末A、B两质点的位移分别为yA=-2 cm,yB=0,位移不同,故C错误;由振动图像读出,1 s末A质点的位移yA=2 cm,处于波峰,速度最小,B质点的位移yB=0,处于平衡位置,速度最大,所以1 s末A质点的速度小于B质点的速度,故D错误。
7.如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5 cm,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1 m/s和0.5 m。C点是BE连线的中点,下列说法正确的是( )
A.C、E两点都保持静止不动
B.图示时刻A、B两点的竖直高度差为10 cm
C.图示时刻C点正处在平衡位置且向下运动
D.从图示时刻起经0.25 s后,质点B的路程为20 cm
解析:选D B点是波谷与波谷相遇,E点是波峰与波峰相遇,振动均加强;C点为BE连线的中点,故C点振动也加强,振幅为2A,故A错误;图示时刻A在波峰,B在波谷,且都为加强点,故A、B两点的竖直高度差为4A=4×5 cm=20 cm,故B错误;图示时刻C点处于平衡位置,两列波单独引起的速度均向上,故C点此时的合速度方向向上,故C错误;周期T== s=0.5 s,从图示时刻起经0.25 s,质点B通过的路程为4A=20 cm,故D正确。
8.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴负方向传播,波速为v。若