機械振動機械波

1、2010 年高考物理試題分類匯編機械振動、機械波（全國卷 1）21一簡諧振子沿 x 軸振動，平衡位置在坐標(biāo)原點。t0 時刻振子的位移x0.1m； t4 s 時刻 x0.1m； t4s 時刻 x 0.1m 。該振子的振幅和周期可能為3 t 2A 0. 1 m，8B 0.1 m,8sC 0.2 m，8D 0.2 m， 8sss33【答案】 A t 1【解析】 在 t= 4s 和 t=4s 兩時刻振子的位移相同，第一種情況是此時間差是周期的整數(shù)4384倍 4nT ，當(dāng) n=1 時 T3s。在s 的半個周期內(nèi)振子的位移由負(fù)的最大變?yōu)檎淖?3大，所以振幅是0.1m。 A 正確。第二種情況是此時間差不是

2、周期的整數(shù)倍則( 40)(44)nTT，當(dāng) n=0時332T8 s21的二倍說明振幅是該位移的二倍為0.2m。如圖答案 D 。，且由于t是 t【命題意圖與考點定位】振動的周期性引起的位移周期性變化。（全國卷2） 15. 一簡諧橫波以4m/s 的波速沿 x 軸正方向傳播。已知t=0 時的波形如圖所示，則A波的周期為1sB x=0 處的質(zhì)點在 t=0 時向 y 軸負(fù)向運動C x=0 處的質(zhì)點在t=1 s 時速度為 04D x=0 處的質(zhì)點在 t= 1 s 時速度值最大4答案：AB解析 ：由波的圖像可知半個波長是2m，波長是4m，周期是 T41s， A 正確。波v4在沿 x 軸正方向傳播，則x =0

3、 的質(zhì)點在沿 y 軸的負(fù)方向傳播， B 正確。 x=0 的質(zhì)點的位移是振幅的一半則要運動到平衡位置的時間是1T1s ，則 t13412時刻 x=0 的質(zhì)點越過了平衡位置速度不是最大， CD錯誤。4【命題意圖與考點定位】本題屬于波的圖像的識圖和對質(zhì)點振動的判斷。（新課標(biāo)卷） 33. 物理選修 3-4(2)(10 分) 波源 S 和 S 振動方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x 軸上的12O、A 兩點處， OA=2m ，如圖所示 . 兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x 軸相向傳播， 波速為 4m / s .己知兩波源振動的初始相位相同. 求：（ i ）簡諧波的波長；（ ii ） OA 間合振動振幅

4、最小的點的位置。解析：（i ）設(shè)波長為，頻率為 v ，則 v，代入已知數(shù)據(jù)，得1m 。（ii ）以 O 為坐標(biāo)原點，設(shè)P 為 OA 間的任意一點，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P 點的波長差為lx(2x) ， 0x2 。期中 x 、l 以 m 為單位。合振動振幅最小的點的位置滿足l(k1 )2， k 為整數(shù)解得： x=0.25m ，0.75m， 1.25m，1.75m。（北京卷） 17一列橫波沿 x 軸正向傳播，為介質(zhì)中的沿波傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置。某時刻的波形如圖1 所示，此后，若經(jīng)過3 4 周期開始計時，則圖2 描述的是處質(zhì)點的振動圖像處質(zhì)點的振動圖像處質(zhì)點的振動圖像處質(zhì)點的振動圖像答案：

5、B【解析】由波的圖像經(jīng)過3 周期， a 到達波谷， b 達到平衡位置向下運動，c 達到波峰， d40 時刻的狀態(tài)，只有 b 的符合振動圖像，答案 B。達到平衡位置向上運動，這是四質(zhì)點在（上海物理） 2. 利用發(fā)波水槽得到的水面波形如a,b 所示，則（ A）圖 a、 b 均顯示了波的干涉現(xiàn)象（ B）圖 a、 b 均顯示了波的衍射現(xiàn)象（ C）圖 a 顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖b 顯示了波的衍射現(xiàn)象（ D）圖 a 顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖b 顯示了波的干涉現(xiàn)象答案： D解析： 本題考查波的干涉和衍射。難度：易。（上海物理）3.聲波能繞過某一建筑物傳播而光波卻不能繞過該建筑物，這是因為（ A）聲波是縱波，光

6、波是橫波（ B）聲波振幅大，光波振幅?。?C）聲波波長較長，光波波長很短（ D）聲波波速較小，光波波速很大答案： C解析： 本題考查波的衍射條件：障礙物與波長相差不多。難度：易。（上海物理） 16. 如圖，一列簡諧橫波沿 x 軸正方向傳播，實線和虛線分別表示時的波形，能正確反映 t3 7.5s時波形的是圖答案： D20.5s 的時間沿11T05. s ，所以 T=2s，解析：因為 t T，可確定波在x 軸正方向傳播，即7.5s 3 3 T ，波峰沿 x 軸正方向傳播3144t3，從處到處，選 D。444本題考查波的傳播及波長、周期等。難度：中等。（上海物理）20.如圖，一列沿x 軸正方向傳播的

7、簡諧橫波，振幅為2cm ，波速為 2 m s ，在波的傳播方向上兩質(zhì)點a, b 的平衡位置相距0.4m （小于一個波長） ，當(dāng)質(zhì)點 a 在波峰位置時，質(zhì)點 b 在 x 軸下方與 x 軸相距 1cm 的位置，則（ A）此波的周期可能為 0.6s（ B）此波的周期可能為 1.2s（ C）從此時刻起經(jīng)過 0.5s ， b 點可能在波谷位置（ D）從此時刻起經(jīng)過 0.5s ， b 點可能在波峰位置解析： 如上圖，11，1.2 。根據(jù) v， T1.240.4v0.6s ，A 正確，從12T2此時刻起經(jīng)過0.5s ，即 5 T ，波沿 x 軸正方向傳播5=1.0m，波峰到 x=1.2m 處，b 不在波峰，

8、66C 錯誤。如下圖，1110.4 ，0.6m ，根據(jù) v， T0.62412v0.3s ， B 錯誤；T2從此時可起經(jīng)過0.5s ，即 5 T ，波沿 x 軸正方向傳播5=1.0m，波峰到 x=1.0m 處， x=0.4的33b 在波峰， D 正確。本題考查波的傳播，出現(xiàn)非1 T和非 1得整數(shù)倍的情況，有新意。44難度：難。（天津卷） 4.一列簡諧橫波沿x 軸正向傳播，傳到M 點時波形如圖所示，再經(jīng)0.6s， N點開始振動，則該波的振幅A 和頻率 f 為A A=1mf=5HzB A=0.5mf=5HzC A=1mf=2.5 HzD A=0.5mf=2.5 Hz答案 ：D（重慶卷） 14. 一

9、列簡諧波在兩時刻的波形如題 14 圖中實線和虛線所示，由圖可確定這列波的A周期B波速C波長D頻率【答案】 C【解析】只能確定波長，正確答案 C。題中未給出實線波形和虛線波形的時刻，不知道時間差或波的傳播方向，因此無法確定波速、周期和頻率。（福建卷） 15、一列簡諧橫波在t=0 時刻的波形如圖中的實線所示，t=0.02s 時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T 大于 0.02s，則該波的傳播速度可能是A.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s【答案】 B【解析】這類問題通常有兩種解法：解法一：質(zhì)點振動法（ 1）設(shè)波向右傳播，則在0 時刻 x=4m 處的質(zhì)點往上振動，設(shè)經(jīng)歷 t 時間時質(zhì)點

10、運動到波峰的位置，則14t0.08t (n)T ，即 T14n140.084n當(dāng) n=0 時， T=0.08s 0.02s ，符合要求，此時v1m / sT0.08當(dāng) n=1 時， T=0.016s 0.02s ，不符合要求。（ 2）設(shè)波向左傳播，則在0 時刻 x=4m 處的質(zhì)點往下振動，設(shè)經(jīng)歷t 時間時質(zhì)點運動到波峰的位置，則t ( 3n)T ，即 T4t0.0840.084n34n3當(dāng) n=0 時， T= 0.08 s 0.02s ，符合要求，此時v3m / s3T0.083當(dāng) n=1 時， T= 0.08 s 0.02s ，不符合要求。7綜上所述，只有 B 選項正確。解法一：波的平移法（

11、1）設(shè)波向右傳播， 只有當(dāng)波傳播的距離為x 0.02 0.08n 時，實線才會和虛線重合，即 0 時刻的波形才會演變成0.02s 時的波形， t0.02s所以 vx0.020.08nt1 4n0.02T0.084n1vv 1 4n 1m/ s當(dāng) n=0時， T=0.08s 0.02s ，符合要求，此時當(dāng) n=1 時， T=0.016s 0.02s ，不符合要求。（ 2）設(shè)波向左傳播，只有當(dāng)波傳播的距離為x0.060.08n時，實線才會和虛線重合，即0 時刻的波形才會演變成0.02s 時的波形，t 0.02s所以 vx0.060.08nt3 4n0.02T0.084n3v當(dāng) n=0時， T= 0

12、.08 s 0.02s ，符合要求，此時v3 4n3m/ s3當(dāng) n=1 時， T=0.08s 0.02s ，不符合要求。7綜上所述，只有B 選項正確?！久}特點】本題考查機械波傳播過程中的雙向性?！締⑹尽坎ǖ碾p向性、每一個質(zhì)點的起振方向、質(zhì)點的運動特征（不隨波逐流）、波長與波速間的聯(lián)系、機械波與電磁波的比較是主要考查對象，在復(fù)習(xí)中應(yīng)重點把握。（山東卷） 37 物理物理3-4 （4 分）（ 1）漁船常利用超聲波來探測遠(yuǎn)處魚群的方位。已知某超聲波頻率快為51 0 10 Hz，某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖象如圖所示。從該時刻開始計時，畫出 x=75 10-3 m處質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象（至少

13、一個周期） ?，F(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為 4s，求魚群與漁船間的距離（忽略船和魚群的運動） 。37.(1) 【解析】如下圖。從圖讀出15 10 3 m ，求出 vf 1500m / s， svt3000m 。2（浙江卷） 18.在 O 點有一波源， t 0 時刻開始向上振動， 形成向右傳播的一列橫波。 t1=4s時，距離 O 點為 3m 的 A 點第一次達到波峰；t2=7s 時，距離 O 點為 4m 的 B 點第一次達到波谷。則以下說法正確的是A. 該橫波的波長為2mB. 該橫波的周期為4sC. 該橫波的波速為1m/sD. 距離O 點為1m的質(zhì)點第一次開始向上振動的時刻為6

14、s 末答案 ：BC（四川卷）的震動圖像。當(dāng)16.一列間諧橫波沿直線由AA 處質(zhì)點運動到波峰位置時，向B 傳播， A 、相距0.45m，右圖是A 處質(zhì)點B 處質(zhì)點剛好到達平衡位置且向y 軸正方向運動，這列波的波速可能是A 4.5/sB . 3.0m/sC . 1.5m/sD .0.7m/s答案 ：A解析： 在處理相距一定距離的兩個質(zhì)點關(guān)系時必須嘗試作出兩質(zhì)點間在該時刻的最少波形，然后根據(jù)間距和波長關(guān)系求波長（注意波的周期性）。波是由 A 向 B 船舶的，而且在A 到達波峰的時刻，處于B 平衡位置向上運動， 則最少波形關(guān)系如圖， 所以有 l n14l，4n21v4l40.454.5，當(dāng) n=0 時， v=4.5m/s ，當(dāng) n=1 時 v=0.9m/s ，當(dāng)TT (4 n1) 0.4(4n1) 4n1n=2 時 v=0.5m/s等，正確答案為A