机械波.docx
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机械波
机械波
1、如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,当Q
点在t=0的振动状态传至P点时,
(A)Q处的质点此时正在波峰位置
(B)Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
(C)Q处的质点此时的振动速度比P处的大
(D)1cm<x<3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
2、如图3所示,均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处,质点P
位于x轴上xP=4m处.t=0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动,振动
周期均为T=0.1s,传播速度均为v=40m/s,波源S1的振幅为A1=2cm,波源S2的振
幅为A2=3cm,则从t=0至t=0.35s内质点P通过的路程为( )
A.12cm B.16cm C.24cm D.32cm
3、一列简谐横波以1m/s的速率沿绳子由A向B传播,质点A、B间的水平距离x=3m,如图甲所示。
若t=0时,质点A刚从平衡位置开始向上振动,其振动图象如图乙所示。
则B点的振动图象为下面四个图中的( )
4、如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。
下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是( )
5、一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速为v=4m/s.已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图所示(a),在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时的波形的图是( )
6、图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图,x=1.2m处
的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动,则
A.该波的频率可能是125HzB.该波的波速可能是10m/s
C.t=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿y轴正
方向
D.各质点在0.03s内随波迁移0.9m
7、如图2所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.6s时的波形图,波的周期T>0.6s,则( )
A.波的周期为2.4s B.在t=0.9s时,P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4s,P点经过的路程为4m D.在t=0.5s时,Q点到达波峰位置
8、一列简谐横波,在t=0时波形如图1所示,P、Q两点的坐标分别为(-1,0),(-7,0),波的传播方向由右向左,已知t=0.7s时,P点第二次出现波峰,则()
A.t=0.9s时,Q点第一次出现波峰
B.t=1.2s时,Q点第一次出现波峰
C.振源的起振方向一定向上D.质点Q位于波峰时,质点P位于波谷
9、如图所示,一列简谐波向右以8.0m/s的速度传播,某一时刻沿波的传播方向上有a、b两质点,位移大小相等,方向相同.以下说法正确的是
A.无论再经过多长时间,a、b两质点位移不可能大小相等、方向相反
B.再经过0.25s,a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反
C.再经过1.0s,a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反
D.再经过1.5s,a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反
10、如图6所示,一列横波沿x轴正方向传播,在t与(t+0.8s)两时刻,在x轴上-3m―3m区间内的两波形图正好重合,则下列说法中正确的是( )
A.质点振动周期一定为0.8sB.该波的波速可能为10m/s
C.在(t+0.4s)时刻,x=-2m处的质点位移可能为零
D.从t时刻开始计时,x=1m处的质点比x=-1m处的质点先到达波峰位置
11、如图所示,一列横波沿x轴传播,t0时刻波的图象如图中实线所示,经Δt=0.20s,波的图象如图中虚线所示。
已知波长为2.0m,则下述说法中正确的是
A.若波向右传播,则波的周期可能大于2.0sB.若波向左传播,则波的周期可能大于0.20s
C.若波向左传播,则波的波速可能小于9.0m/sD.若波速是19m/s,则t0时刻P质元正向上运动
12、一列沿x轴正向传播的简谐横波,其振幅为2cm,波速为30cm/s,在传播过程中,介质中相距30cm的两质点a、b,某时刻均在x轴上方距离x轴1cm的位置,此时两质点运动方向相反,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.从此时刻起,经过1秒钟a质点运动到b位置处
B.此时a、b两质点加速度大小相等,方向相反
C.b质点可能比a质点先回到平衡位置
D.a质点速度最大时,b质点速度为0
13、沿x轴方向的一条细绳上有o、a、b、c四点,oa=ab,bc=5ab,质点o在垂直于x轴方向做简谐运动,沿x轴传播形成横波。
t=0时刻,o点开始向上运动,经t=0.2s,o点第一次到达上方最大位移移处,这时a点才开始往上运动,由此可以判断,在t=2.6s时刻,质点b和c的运动情况是
A、b点位于x轴下方 B、B、c点位于x轴上方
C、b点正向下运动 D、c点正向上运动
14、在波的传播方向上有p、Q两点,在振动的过程中它们的运动方向始终相同,则有( )
A.它们间的距离一定是一个波长B.p、Q间的距离等于半波长的偶数倍
C.处在p、Q连线中点处的质点M,在振动过程中运动方向始终跟p或Q的运动方向相反
D.当M处于波峰时,p、Q两质点一定处于波谷
15、一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速为v=4m/s。
已知坐标原点(x=0)处质点的振动图像如图所示(a),在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是( )
16、在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图(a)所示.一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt第一次出现如图(b)所示的波形.则该波的
(A)周期为Δt,波长为8L. (B)周期为
Δt,波长为8L.
(C)周期为
Δt,波速为12L/Δt (D)周期为Δt,波速为8L/Δt
18、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是正向最大位移处,b恰好处于平衡位置,经过Δt=
时间,下列关于a,b两个质点所通过的路程的关系的说法中正确的是( )
A.Sa=Sb B.Sa C.Sa>Sb D.不能判断两者大小关系 19、如图,甲、乙是在同一条均质长绳上传播的两列简谐横波在某一时刻的波形( A. 这两列波在坐标原点开始相遇 B. 经过一段时间可在绳上看见一个两列波叠加形成的完整正弦波形 C. 经过一段时间可以在绳上看见两列波叠加恰好形成一条直线 D. 在两列波都经过O点的过程中O点是一个振动减弱点 20、一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播.处在x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图象如图6所示.由此可知( ) A.波长为 mB.波速为1m/s C.3s末A、B两质点的位移相同D.1s末A点的振动速度大于B点的振动速度 21、一列简谐横波沿x轴正方向传播,频率为5Hz,某时刻的波形如下图所示,介质中质点A在距原点8cm处,质点B在距原点16cm处,从图象对应时刻算起,质点A的运动状态与图示时刻质点B的运动状态相同所需的最短时间为( ) A0.08s B.0.12sC.0.14s D.0.16s 22、两列简谐波沿x轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿x轴正方向传播,图中实线所示。 一列波沿x负方向传播,图中虚线所示。 这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴,振幅为5cm,则( ) A.图中x=2m处的质点,振动加强 B.x轴上两波叠加的区域内,相邻的振动最强的点相距4m C.图中x=4m处的质点在一个周期内走过的路程为20cm D.图示时刻,x=0.5m处的质点处于平衡位置向y轴正方向振动 23、如图所示表示两列想干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷.设两列波的振幅均为5cm,波速和波长分别为1m/s和0.5m,C点是BE连线的中点,下列说法正确的是( ) A. 从图示的时刻起经0.25s后,B处质点通过的路程为10cm B. 从图示的时刻起经0.25s后,A处质点的位移为0 C. 图示时刻C处和D处的两个质点均处在平衡位置且正在向波峰运动 D. 图示时刻A、B两处质点的数值高度差为20cm 24、消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。 干涉型消声器的结构及气流运行如图所示,产生的波长为 的声波沿水平管道自左向右传播。 在声波到达 处时,分成两束相干波,它们分别通过 和 的路程,再在 处相遇,即可达到消弱噪声的目的。 若 ,则 等于 ( ) A.波长 的整数倍 B.波长 的奇数倍 C.半波长 的奇数倍 D.半波长 的偶数倍 25、在学校运动场上50m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的 两个相同的扬声器。 两个扬声器连续发出波长为5m的声波。 一同学从该跑道的中点出发,向某一端点缓慢行进10m。 在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为 ( ) A.2 B.4 C.6 D.8 26、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=200m/s,已知t=0时波刚好传播到x=40m处,如图所示.在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( ) A.波源开始振动时方向沿y轴正方向 B.从t=0开始经0.15s.x=40m的质点运动的路程为0.6m C.接收器在t=2s时才能接收到此波 D.若波源向x轴正方向运动,接收器收到的波的频率可能为9Hz 27、医院有一种先进的检测技术―彩超,向病人体内发射频率已精确掌握的超声波.超声波经血液反射后被专用仪器接收,测出反射波的频率变化,就可以知道血液的流速.这一技术主要体现了哪一种物理现象 ( ) A.多普勒效应 B.波的衍射 C.波的干涉 D.共振 28、如图所示,沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,若 波速为200m/s,则下列说法中正确的是( ) A.从图示时刻开始,质点b的加速度将增大 B.图示时刻,质点b的振动方向沿y轴正方向 C.若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象,则另一列波的频率为50Hz D.质点A在任意的1s内所通过的路程都是0.8m 29、如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.1s时刻的波形图。 已知该波的波速是v=1.0m/s,则下列说法正确的是( ) A.这列波的振幅为20cmB.这列波沿x轴正方向传播的 C.在t=0.1s时,x=2cm处的质点P速度沿y轴负方向 D.经过0.18s,x=2cm处的质点P通过的路程为0.6m 30、一列简谐横波沿x轴正方向传播,图40-6甲是t=0时刻的波形图,图40-6乙和图40-6丙分别是x轴上某两处质点的振动图象.由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是( ) A. m B. mC.1m D. m 参考答案 一、选择题 1、B 2、B [t=0.1s前,质点P静止;t=0.1s时,S1的振动传到P点,t=0.25s时,S2的振动传到P点,而此时S1的振动在P点的振动方向向下,S2的振动在P点的振动方向向上.在t=0.1s到t=0.25s时间内,Δt1=0.15s= T,P通过的路程为6A1=12cm.t=0.25s后两列波叠加,振幅为A=|A1-A2|=1cm,周期不变,到t=0.35s时,Δt2=0.35s-0.25s=1T,质点P通过的路程为4A=4cm,故从t=0到t=0.35s时间内质点P通过的路程总共为16cm,B正确.] 3、B 解析: 该波由A传到B所需时间为t= =3s,所以质点B在t=3s时才开始振动,且振动情况重复质点A的振动,即振动方向为由平衡位置向上振动。 故选B。 4、C 解析: 由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称,A、B错;t=0时刻波源沿y轴正向开始振动,经过0.6s即1.5T,波源位于平衡位置且沿y轴负向振动,据“同侧法”可知C对,D错。 5、A 解析: λ=vT=1.6m 由振动图象知在t=0.15s时刻,质点处于平衡位置上方且正在向下运动,结合机械波沿x负方向传播可得A选项正确. 6、【答案】A 【解析】由题可知波向右传播,则0.03=nT+ T,T= ,当n=0时,T=0.04s,f=125Hz,A选项正确,波速v= ,λ=1.2m,代入数据得B选项错误,当t=0时刻,x=1.4m时,质点加速度方向沿 y轴负方向,C选项错误,各质点只是上下振 动,不随波逐流,D选项错误。 7、D 8、A、C、D 【试题分析】 【解析】设波的周期为T,则有 +T=0.7s,所以T=0.4s,v= =10m/s,Q点第一次出现波峰的时间即等于波峰自x=2m传到x=-7m所用时间, ,故A选项正确,B选项错误. t=0时刻,x=1m处的质点刚开始振动,其振动方向沿y轴正方向,应该与振源开始振动方向相同,C选项正确;P、Q两点平衡位置间距离Δx=6m=1.5λ,故P、Q两质点振动状态总是完全相反,当Q质点位于波峰时,P质点一定位于波谷,D选项正确.故本题答案为A、C、D. 9、B 10、B 11、B 12、C 13、A 14、B 15、A 16、【答案】BC 【分析】由图像b可知λ=8L,质点1该时刻正向上运动,而t=0时质点1开始向下运动,故传播时间Δt=(n+1/2)T,由题意知第一次出现如图(b)所示的波形,所以n=1。 传播距离x=1.5λ=12L,周期T=2Δt/3,波速v=λ/T=x/t=L12/Δt。 故选项B、C正确。 【高考考点】振动在介质中的传播――波,横波和纵波,横波的图像,波长,频率与波速的关系。 【易错点】有些学生会认为Δt内波传播的距离为一个波长λ,刚好得到相反的结论A、D。 【备考提示】结合波的图像和传播方向判断质点运动的方向是解决振动和波的问题的基本技能。 18、答案: B 解析: 因各个质点均做受迫振动,重复波源的振动,故振动频率、周期、振幅相同,而a正处于正向最大位移处,速度为零,在 时间内,向平衡位置运动,速度由零逐渐增大,但达不到最大速度——到平衡位置时的速度;b正在从平衡位置向上运动,具有最大速度,在 时间内,它向正方向最大位移处运动,速度逐渐减小,但平均速度比a质点大. 19、考点: 波长、频率和波速的关系;横波的图象. 分析: 根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长,直接比较波长的大小;两列波的波速相同.根据波速和距离,由波的叠加原理分析波形. 解答: 解: A、两列同类波在同一介质中传播,波速相等,由图两列波到O点的距离相等,所以这两列波在坐标原点开始相遇.故A正确. B、C,由于两列波的波长相等,波速相等,所以根据波的叠加原理和对称性可知,经过一段时间可在绳上看见一个两列波叠加形成的完整正弦波形,故B正确,C错误. D、由于O点是两列波的波峰与波谷相遇处,所以振动减弱,故D正确. 故选ABD 点评: 第1题考查对波动图象和波叠加原理的理解,抓住波速相等和对称性进行分析即可. 20、A [由A、B两质点的振动图象及传播方向可画出t=0时刻的波动图象如图,由此可得λ= m,A选项正确;由振动图象得周期T=4s,故v= = m/s= m/s,B选项错误;由振动图象得3s末A点位移为-2cm,B点位移为0,故C选项错误;由振动图象知1s末A点处于波峰,振动速度为零,B点处于平衡位置,振动速度最大,故D选项错误.] B原点左侧21、x=-4cm处 点的运动状态与图示时刻质点B的运动状态相同,当 点的运动状态传到质点A所在处时, s,故B正确。 22、【答案】B 【解析】由题意可知,这两列波的频率相同,在同种均匀介质中相遇会发生干涉现象; A、由图可知,图中x=2m处的质点,是波峰与波谷相遇,是振动减弱点,故A错误; B、据干涉时振动加强区域应满足的条件为: △x=nλ(n=0,1,2…),可知处于4和8位置的质点振动加强振幅最大,所以x轴上两波叠加的区域内,相邻的振动最强的点相距4m,故B正确; C、图中x=4m处的质点始终是振动加强点,在一个周期内走过的路程为: s=4×2A=40cm,故C错误; D、图示时刻,x=0.5m处的质点,在沿x轴正方向传播的波上沿y轴负方向振动,在沿x负方向传播的波上也沿y轴负方向振动,所以质点处于平衡位置向y轴负方向振动,故D错误。 故选B。 【考点】横波的图象;简谐运动的振幅、周期和频率;波长、频率和波速的关系 23、考点: 波的干涉和衍射现象;波的叠加.. 分析: 频率相同的两列水波的叠加: 当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的;当波峰与波谷相遇时振动是减弱的. 解答: 解: A、波的周期T= = s=0.5s,图示时刻,B质点处于波谷位置,从图示的时刻起经0.25s后,即经过二分之一个周期,到达波峰位置,路程s=2A=2×10=20cm,故A错误; B、同理,A处于波峰位置,从图示的时刻起经0.25s后,A处质点的位移为20cm,故B错误. C、C点是BE连线的中点,处于平衡位置,向波峰运动,而D处是波峰与波谷的相遇点,处于静止状态.故C错误. D、图示时刻A质点处于波峰位置,B质点处于波谷位置,叠加后两质点相对平衡位置的距离均为10cm,两质点的高度差h=20cm.故D正确. 故选: D. 点评: 波的叠加满足矢量法则,当振动情况相同则相加,振动情况相反时则相减,且两列波互不干扰.例如当该波的波峰与波峰相遇时,此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍;当波峰与波谷相遇时此处的位移为零. 24、C 25、【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)理解波的干涉中加强点和减弱点的含义。 (2)利用公式Δx=nλ判断声音由强变弱的次数。 【解析】选B。 根据波的干涉的加强点和减弱点的条件,可知当某点与两个波源距离差为波长的整数倍时,该点为振动加强点,即声音加强点,由题可知,Δx= nλ=5n(n=0,1,2…),所以这位同学距离跑道两端相差5m的整数倍,也就是说这位同学每向前运动2.5m,就为一个声音加强点,10m内共有4个 点,故选B。 26、答案: B 解析: 由图知,x=40m处的质点的起振方向向下,则波源的起振方向也向下(y轴负向),A错;由图知λ=20m,A=10cm,T= =0.1s,而Δt1=0.15s= T,所以x=40m的质点0.15s运动的路程为s= ×4A=6A=60cm=0.6m,B对;波由x=40m处传到x=400m处所需时间Δt= = s=1.8s,C错.当波源向x轴正向运动时,波源将靠近接收器,由多普勒效应知,接收器收到的频率将大于波源频率,而波源频率为f= =10Hz,D错. 27、A 二、多项选择 28、AC 29、BD [解析] 本题考查机械振动和机械波,意在考查考生理解物理概念、规律的确切含义的能力。 这列波的振幅为10cm,A项错误;由图象知波长是12cm,则波的周期T=0.12s,结合题意判断出t=0时刻质点P振动方向向下,由“同侧法”得这列波沿x轴正方向传播,B项正确;由“同侧法”得在t=0.1s时,x=2cm处的质点P速度沿y轴正方向,C项错误;经过0.18s,质点P通过的路程为6个振幅,为0.6m,D项正确。 30、解析: 题图乙所示质点在t=0时在正向最大位移处,题图丙所示质点在t=0时,y=-0.05m,运动方向沿y轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图40-7所示,若题图乙所示 图40-7 质点为图中左侧波峰上的点,则两点距离为 m,选项D正确;若题图乙所示质点为图中右侧波峰上的点,则两点距离为 m,选项B正确. 答案: BD
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