機(jī)械振動與機(jī)械波(計(jì)算題)

1、.機(jī)械振動與機(jī)械波(計(jì)算題 )1 (16 分) 如圖甲是某簡諧橫波在t=0 時(shí)刻的圖像，如圖乙是A 點(diǎn)的振動圖像，試求：（ 1） A 點(diǎn)的振幅多大、此時(shí)振動的方向如何？（ 2）該波的波長和振動頻率。（ 3）該波的波速的大小及方向如何？y /cmy /cm550A04 t / × 10-2s2610 x/m-52-5甲乙2（ 10 分）如圖1 所示，一列簡諧橫波沿x 軸正方向傳播，波速為v = 80m/s 。 P、S、Q是波傳播方向上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知距離PS = 0.4m 、 SQ = 0.2m 。在 t = 0 的時(shí)刻，波源 P 從平衡位置（ x = 0 ， y = 0 ）處開始向上

2、振動（ y 軸正方向），振幅為 15cm，振動周期 T = 0.01s 。vPSQx圖 1（ 1）求這列簡諧波的波長 ；（ 2）在圖 2 中畫出質(zhì)點(diǎn) P 的位移時(shí)間圖象（在圖中標(biāo)出橫軸的標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；（ 3）在圖 3 中畫出波傳到Q點(diǎn)時(shí)的波形圖（在圖中標(biāo)出橫軸的標(biāo)度） 。y/cy/c151500t/×x/ m 1515圖 2圖 33 (9 分 ) (1)下列說法中正確的是_A水面上的油膜在陽光照射下會呈現(xiàn)彩色，這是由光的衍射造成的B根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生變化的磁場C狹義相對論認(rèn)為：不論光源與觀察者做怎樣的相對運(yùn)動，光速都是一樣的D在“探究

3、單擺周期與擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，測量單擺周期應(yīng)該從小球經(jīng)過最大位移處開始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)誤差(2) 如圖 9 所示，一個(gè)半徑為R 的 1透明球體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A 點(diǎn)沿水平4方向射入球體后經(jīng)B 點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C 點(diǎn)已知 OA R ，該球體對藍(lán)光2.的折射率為3 .則它從球面射出時(shí)的出射角 _；若換用一束紅光同樣從A點(diǎn)射向該球體，則它從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C 點(diǎn)相比，位置_(填“偏左”、“偏右”或“不變”)(3) 一列簡諧橫波沿x 軸正方向傳播，周期為2 s，t 0 時(shí)刻的波形如圖10 所示該列波的波速是 _m/s ；質(zhì)點(diǎn) a 平衡位置的坐標(biāo)xa 2.5 m，

4、再經(jīng) _s 它第一次經(jīng)過平衡位置向 y 軸正方向運(yùn)動4如圖 12 2 12 甲所示，在某介質(zhì)中波源A、 B 相距 d20 m ，t 0 時(shí)兩者開始上下振動， A 只振動了半個(gè)周期，B 連續(xù)振動，所形成的波的傳播速度都為v 1.0 m/s ，開始階段兩波源的振動圖象如圖乙所示(1) 定性畫出 t 14.3 s 時(shí) A 波所達(dá)位置一定區(qū)域內(nèi)的實(shí)際波形；(2) 求時(shí)間 t 16 s 內(nèi)從 A 發(fā)出的半波前進(jìn)過程中所遇到的波峰個(gè)數(shù)5如圖 122 11 所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖，虛線是0.2 s 后的波形圖(1) 若波沿 x 軸負(fù)方向傳播，求它傳播的可能距離(2) 若波沿 x 軸正方向傳播，求它的最大

5、周期(3) 若波速是 35 m/s ，求波的傳播方向6如圖 122 9 所示，空間同一平面上有A、B、C 三點(diǎn)， AB 5 m，BC 4 m，AC 3m，A、 C 兩點(diǎn)處有完全相同的波源，振動頻率為1360 Hz，波速為 340 m/s ，則 BC連線上振動最弱的位置有幾處？.7(2011 年山東青島一模)一列沿 x 軸正方向傳播的簡諧橫波在t 0 時(shí)的波形如圖所示，已知 t 0.6 s 時(shí)， B 點(diǎn)第三次出現(xiàn)波峰則這列波的周期是多少？x 50 cm 處的質(zhì)點(diǎn)A回到平衡位置的最短時(shí)間為多少？8如圖所示為一列簡諧波在 t 1 0 時(shí)刻的圖象此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn) M的運(yùn)動方向沿 y 軸負(fù)方向，且 t 2

6、0.55 s 時(shí)質(zhì)點(diǎn) M恰好第 3 次到達(dá) y 軸正方向最大位移處試求：(1) 此波沿什么方向傳播？(2) 波速是多大？(3) 從 t 1 0 至 t 3 1.2 s，質(zhì)點(diǎn) N運(yùn)動的路程和 t 3 時(shí)刻相對于平衡位置的位移分別是多少？9在 O點(diǎn)有一波源，t=0 時(shí)刻開始向 +y 方向振動，形成沿x 軸正方向傳播的一列簡諧橫波。距離O點(diǎn)為 x1=3m的質(zhì)點(diǎn) A 的振動圖象如圖甲所示；距離O點(diǎn)為 x2=4m的質(zhì)點(diǎn) B的振動圖象如圖乙所示。求：（ 1）該波的周期（2）該波的波速10一列簡諧橫波在t=0 時(shí)刻的波形如圖所示， 質(zhì)點(diǎn) P 此時(shí)刻沿 y 方向運(yùn)動，經(jīng)過 0.1s第一次到達(dá)平衡位置，波速為5

7、m/s，那么該波沿（選填“ x”或“ x”）方向傳播；.寫出圖中Q點(diǎn)（坐標(biāo)為x=7.5m 的點(diǎn)）的振動方程；求 P 點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x。y/c5QP0369x/-511一列簡諧波在均勻介質(zhì)中傳播，從波源的振動傳播到b 點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)， 圖甲所示為t 0.25 s 時(shí)刻介質(zhì)中的波動圖象，圖乙為b 點(diǎn)從 t 0 s 開始計(jì)時(shí)的振動圖象，求： (1)這列簡諧波的傳播方向；(2)t 1 0.25 s 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)O 的速度方向；(3) 質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的頻率;(4) 簡諧波傳播速度的大小12一列波沿x 軸正方向傳播的簡諧波，在t=0 時(shí)刻的波形圖如圖所示，此時(shí)波恰好傳播到 Q 點(diǎn)，已知這列波在P 處出現(xiàn)兩次波峰

8、的最短時(shí)間間隔是0.4 s，求：（ 1）這列波的波速是多少？（ 2）經(jīng)過多少時(shí)間質(zhì)點(diǎn)R 處于波峰位置？13機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波沿 x 軸正方向傳播， 質(zhì)點(diǎn) p 的坐標(biāo) x=0.32m從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)問:若每間隔最小時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖. 求波速 ?若 p 點(diǎn)經(jīng) 0.4 s到達(dá)平衡位置 . 求波速 ?14（ 15 分）（ 1）（ 6 分）一簡諧橫波沿x 軸正向傳播，t=0 時(shí)刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m 處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖線如圖（b）所示，該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻的運(yùn)動方向沿y 軸_ （填“正向”或“負(fù)向”）。已知該波的波長大于0.30m，則該波的波長為_m。.（ 2）（

9、 9 分）一玻璃立方體中心有一點(diǎn)狀光源。今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出立方體。已知該玻璃的折射率為2 ，求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值。15在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，t=0 時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示(1) 若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到B 點(diǎn)，且再經(jīng)過 0.6 s,P 點(diǎn)也開始起振，求：該列波的周期T；從 t=0 時(shí)刻起到P 點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O 點(diǎn)對平衡位置的位移y0 及其所經(jīng)過的路程 s0 各為多少？(2)若該列波的傳播速度大小為20 m/s ，且波形中由實(shí)線變成虛線需要經(jīng)歷0.525 s時(shí)間，則該列波的傳播方向如何？16（ 8

10、分）如圖所示，一根柔軟的彈性繩子右端固定，左端自由，A、 B、 C、DN、O為繩上等間隔的點(diǎn)，點(diǎn)間間隔為50cm，現(xiàn)用手拉著繩子的端點(diǎn)A 使其上下振動，若A點(diǎn)開始向上，經(jīng)0.3 秒第一次達(dá)到波谷，G點(diǎn)恰好開始振動，則（ 1）繩子形成的向右傳播的橫波速度為多大？（ 2）從 A 開始振動，經(jīng)多長時(shí)間J 點(diǎn)第一次到達(dá)波峰？17模塊 3-4 試題（ 1）一列簡諧橫波，沿x 軸正向傳播。位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖1 所示。該振動的振幅是_cm；振動的周期是_s ；在 t 等于 1 周期時(shí)，位于原點(diǎn)4的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是_ cm。圖為該波在某一時(shí)刻的波形圖，點(diǎn)位于 x=0.5m 處。該波的傳播速度

11、為_m/s ；經(jīng)過1 周期后，點(diǎn)離開平衡位置2的位移是 _cm。.（ 2）如圖，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0cm 長的線光源。 靠近線光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源。開始時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分。 將一光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可能看到線光源底端。再將線光源沿同一方向移動8.0cm，剛好可以看到其頂端。求此液體的折射率 n。18（ 8 分）【物理 物理 3-4】（1）漁船常利用超聲波來探測遠(yuǎn)外魚群的方位。已知某超聲波頻率為1.0 ×105

12、Hz，某時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動圖像如圖所示。從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)， 畫出 x7.5 10 3 m 處質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的振動圖像 （至少一個(gè)周期）?，F(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時(shí)間為4s，求魚群與漁船間的距離 （忽略船和魚群的運(yùn)動） 。（ 2）如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細(xì)束單色光由 MN 端面的中點(diǎn)垂直射入， 恰好能在弧面 EF 上發(fā)生全反射， 然后垂直 PQ端面射出。.求該玻璃棒的折射率。若將入射光向 N 端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F 上時(shí) _（填 “能 ”“不能 ”或 “無法確定能否 ”）發(fā)生全反射。19【物理 -選修 3-4】（ 15

13、 分）（ 1）如圖所示，一列簡諧橫波沿x 軸傳播，實(shí)線為 t10 時(shí)刻的波形圖， 虛線為 t20.25s時(shí)刻的波形圖，已知這列波的周期大于0.25s，則這列波的傳播速度大小和方向可能是:A 2m/s，向左B 2m/s，向右C 6m/s，向左D 6m/s，向右（ 2）單色光束射到折射率n=1.414 的透明球表面，光束在過球心的平面內(nèi)，入射角i 450研究經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)后，又經(jīng)內(nèi)表面反射一次，再經(jīng)球面折射后射出的光線，如圖示。（圖中已畫出入射光和出射光）. 在圖中畫出光線在球內(nèi)的路徑和方向。 求入射光和出射光之間的夾角； 如果入射的是一束白光，問那種顏色光的角最大？哪種顏色的角最小？20【物理

14、選修 34】（ 15 分）（ 1）（ 5 分）振源以原點(diǎn)O 為平衡位置，沿y 軸方向做簡諧運(yùn)動，它發(fā)出的簡諧波在x軸上以v=2m/s 沿正方向傳播，在某一時(shí)刻的波形如圖所示。在原點(diǎn)的右方有一質(zhì)元P從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)過0 5s 在 x 軸下方且向上運(yùn)動，則質(zhì)元P 所在的位置可能是。A 0 5 mB 15mC 25 mD 3 5m（ 2）（ 10 分）如圖所示，高度為H=1m 圓柱形容器中盛滿折射率n =的某種透明液體，容器底部安裝一塊平面鏡，容器直徑L=2H，在圓心 O 點(diǎn)正上方 h 高度處有一點(diǎn)光源 S。點(diǎn)光源 S 發(fā)出的光在水中傳播的速度為多少？從液體上方觀察要使S 發(fā)出的光照亮整個(gè)液體表面

15、，h 應(yīng)該滿足什么條件？（已知sin37 0.6 ）.21物理 選修 3-4（ 15 分）（ 1）（ 5 分）下列說法正確的是（）A波的圖象表示介質(zhì)中“某個(gè)質(zhì)點(diǎn) ”在 “各個(gè)時(shí)刻 ”的位移B當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率變小C光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波D均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場，均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場E狹義相對論認(rèn)為，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，真空的光速都是相同的。（ 2）（ 10 分）高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反射膜 ”制成，夜間行車時(shí)，它能把車燈射出的光逆向返回。這種“回歸反射膜 ”是用球體反射元件制成的。如圖，透明介質(zhì)球的球心位于 O 點(diǎn)，半

16、徑為R，光線 DC 平行于直徑AOB射到介質(zhì)球的C 點(diǎn)， DC與 AB 的距離3H 2 R若 DC光線進(jìn)入介質(zhì)球折射后，經(jīng)一次反射， 再折射后射出的光線與入射光線平行，試作出光路圖，并算出介質(zhì)球的折射率22物理選修3-4 模塊（ 1）如圖所示，質(zhì)點(diǎn)O 在垂直 x 軸方向上做簡諧振動，形成了沿x 軸傳播的橫波。在t=0 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O 開始向上運(yùn)動，經(jīng)0.2s 第一次形成圖示波形，由此判斷在t=2.5s 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn) A 、 B 的運(yùn)動情況是（）A A 點(diǎn)位于 x 軸的下方。B B 點(diǎn)位于 x 軸的上方。C A 點(diǎn)正往上運(yùn)動。D B 點(diǎn)正往上運(yùn)動。（ 2）如圖所示，透明介質(zhì)球的半徑為 R，光線 DC

17、平行直徑 AB 射到介質(zhì)球的 C 點(diǎn)， DC 與 AB 的距離 H=0.8R 。試證明： DC 光線進(jìn)入介質(zhì)球后，第一次到達(dá)介質(zhì)球的界面時(shí)，在界面上不會發(fā)生全反射（要求作圖說明理由）.若 DC 光進(jìn)入介質(zhì)球后，第二次到達(dá)介質(zhì)球的界而時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，求介質(zhì)的折射率23物理選修 34（ 15 分）（1）（ 5 分）如圖（甲）是沿 x 軸正方向傳播的一列橫波在t=0 的一部分波形，此時(shí) P點(diǎn)的位移為 y0。則此后 P 點(diǎn)的振動圖象是如圖（乙）中的（填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分）（ 2）（10 分）如圖所示，將一個(gè)折射率為n 的透明長方體放在空氣中，矩形ABCD是它的一個(gè)截面

18、，一單色細(xì)光束入射到P 點(diǎn)，入射角為 。 AP1AD ，求：2若要使光束進(jìn)入長方體后能射至AD 面上，角的最小值為多少？若要此光束在AD 面上發(fā)生全反射，角的范圍如何？24（ 15分）物理 選修 34（1）圖1 為一簡諧波在 t=0 時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中x=4 m 質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=4sin5t，求該波的速度，并判斷波的傳播方向。（ 2）半徑為R 的玻璃半圓柱體，橫截面如圖2 所示，圓心為O，兩條平行單色光沿截.d AOBn 360.面射向圓柱面， 方向與底面垂直，光線 1 的入射點(diǎn)A 為圓柱面的頂點(diǎn)，光線 2 的入射點(diǎn)為 B，且，已知該玻璃對紅光的折射率。求兩條光線經(jīng)圓柱面和底面折

19、射后的交點(diǎn)與O 點(diǎn)的距離。若入射的是單色藍(lán)光，則距離將比上面求得的結(jié)果大還是??？25模塊 34 試題（ 1）2009 年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者高錕被稱為光導(dǎo)纖維之父。光纖由折射率為n的內(nèi)芯和折射率為n 的包層構(gòu)成，則nn（填，或） 。 若光導(dǎo)纖維長度為L，光以入射角射到內(nèi)芯與包層的界面上，如圖12 所示，已知光在真空中傳播的速度為 c,則光在內(nèi)芯中傳播的速度為，光信號從光導(dǎo)纖維的一端傳播到另一端所需時(shí)間為。（ 2）如圖 13 所示，甲乙兩船相距40m，一列水波在水面上從左向右傳播，當(dāng)某時(shí)刻甲船位于波峰時(shí)乙船恰位于波谷，且峰、谷間的高度差為0.4m 。若波速為4m/s，通過計(jì)算回答：9s 后甲處于上

20、升還是下降狀態(tài)？9s 內(nèi)甲上下運(yùn)動了多少路程？.參考答案1（ 1） A 點(diǎn)的振幅5cm、此時(shí)振動的方向向上（ 2）125H Z（ 3）沿0.04x 軸負(fù)向傳播。2（ 1）由 = vT（2 分）求出 = 0.8m（1 分）y/cy/c15150x/ m00.250.50.75 1.00t/0.20.40.60.8×15圖 3圖 2（2）（3分 ）（3）（4 分）3 (1)C (2)60°偏右(3)20.254 (1)圖見解析 (2)6個(gè)3)m (n 0,1,2,3， ) (2)0.8 s5 (1)4(n 4(3) 沿 x 軸負(fù)方向68 處7： 0.24 s 0.1 s8 (1) 沿 x 軸負(fù)方向(2)2 m/s(3)120 cm2.5 cm9 T 12s, v1m / s10（ 2） x（ 2 分） 5cos 5tcm（ 2 分） x=2.5m（ 2 分）311 (1) 向 x 軸負(fù)方向傳 (2) y軸正方向 (3)