機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波(計(jì)算題)

1、機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波(計(jì)算題)1. (16分)如圖甲是某簡(jiǎn)諧橫波在t二0時(shí)刻的圖像，如圖乙是A點(diǎn)的振動(dòng)圖像，試求:(1) A點(diǎn)的振幅多大、此時(shí)振動(dòng)的方向如何？(2) 該波的波長(zhǎng)利振動(dòng)頻率。(3) 該波的波速的人小及方向如何？I 2»4 t / X 10'2sy/c150-15圖92. (10分)如圖1所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v = 80m/so P、mmso如圖9所示，一個(gè)半徑為R的丄透明球體放魁在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平 4R方向射入球體后經(jīng),射出，最后射到水平而上毗點(diǎn).5=7該球體對(duì)藍(lán)光的折射率為少那么它從球面射出時(shí)的出射角P =:假設(shè)換用一束紅光同樣

2、從A點(diǎn)射向該球體，那么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).一列簡(jiǎn)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,再經(jīng)s它第一次經(jīng)過(guò)平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)圖1()4.如圖12-2-12甲所示，在某介質(zhì)中波源A、B郴距d = 20m, t=0時(shí)兩者開(kāi)始上卜 振動(dòng)，A只振動(dòng)了半個(gè)周期，B連續(xù)振動(dòng)，所形成的波的傳播速度都為v=1.0 m/s,開(kāi) 始階段兩波源的振動(dòng)圖彖如圖乙所示.圖 12-2-12定性畫(huà)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=1

3、6s內(nèi)從A發(fā)出的半波前進(jìn)過(guò)程中所遇到的波峰個(gè)數(shù).5.如圖12-2-11所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖，虎線是02s后的波形圖.假設(shè)波沿x軸負(fù)方向傳播.求它傳播的町能距離假設(shè)波沿X軸正方向傳播，求它的瑕人周期.假設(shè)波速是35 m/s,求波的傳播方向.6.如圖12-2-9所示，空間同一平面上有A、B、C三點(diǎn)，AB = 5m, BC=4m AC = 3 m, A、C兩點(diǎn)處有完全相同的波源，振動(dòng)頻率為1360 Hz,波速為340 m/s,那么BC連線 上振動(dòng)瑕弱的位置有幾處？圖 12-2-97. (2022年山東青島一模)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如卜圖，己知t=06s時(shí)，B點(diǎn)第三次出

4、現(xiàn)波峰.那么這列波的周期是多少？x=50cm處的質(zhì)點(diǎn)A回到半衡位置的繪短時(shí)間為女少?8. 如卜圖為一列簡(jiǎn)諧波在B = 0時(shí)刻的圖彖.此時(shí)波中質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方 向，且t= = 0. 55 S時(shí)質(zhì)點(diǎn)M恰好第3次到達(dá)y軸正方向最人位移處.試求：(1) 此波沿什么方向傳播？(2) 波速是多大？從B = 0至ts=1.2s,質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)的路程和仁時(shí)刻相對(duì)于平衡位It的位移分別是多 少？H y/cm9. 在0點(diǎn)有一波源.t二0時(shí)刻開(kāi)始向+y方向振動(dòng)，形成沿x軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧 橫波。距離0點(diǎn)為x：=3m的質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖甲所示；距離0點(diǎn)為X2=4i!的質(zhì)點(diǎn)B 的振動(dòng)圖彖如圖乙所示。求：(1

5、)該波的周期(2)該波的波速10. 一列簡(jiǎn)諧橫波在t二0時(shí)刻的波形如卜圖，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿一y方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.1s 第一次到達(dá)平衡位置，波速為5m/s,那么 該波沿 (選填“+x或“一x)方向傳播： 寫(xiě)出圖中Q點(diǎn)(坐標(biāo)為x=7. 5m的點(diǎn))的振動(dòng)方程； 求P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為X。11. 一列簡(jiǎn)諧波在均勻介質(zhì)中傳播，從波源的振動(dòng)傳播到b點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，圖甲所示為 t=0.25 s時(shí)刻介質(zhì)中的波動(dòng)圖象，圖乙為b點(diǎn)從t=O s開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象，求：1這列簡(jiǎn)諧波的傳播方向；2ti=0.25s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)0的速度方向；質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率；4簡(jiǎn)諧波傳播速度的大小.12. 一列波沿x軸E方向傳播的簡(jiǎn)諧波，在t=0

6、時(shí)刻的波形圖如卜圖，此時(shí)波恰好傳播到Q點(diǎn)，己知這列波在P處出現(xiàn)兩次波峰的最短時(shí)間間隔是0.4 s,求：1這列波的波速是多少？2經(jīng)過(guò)多少時(shí)間質(zhì)點(diǎn)R處于波蜂位置？13. 機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如卜-圖，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)p的坐標(biāo)x二0.32m.從 此 假設(shè)每間隔最小時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖.求波速？ 假設(shè)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(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t二0時(shí)刻的波形如圖a所示,x=0. 30m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖b所示，該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸 填“正向或“負(fù)向。己知該波的波長(zhǎng)大于0.30m,那么該波的波長(zhǎng)為Hlo2 9分一玻璃立方體中

7、心右一點(diǎn)狀光源。今在立方體的局部外表鍍上不透明薄膜.以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過(guò)一次折射不能透出立方體。該玻璃的折射率為求鍍膜的面積與立方體外表積之比的最小值。15.在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示.假設(shè)波向右傳播.零時(shí)刻剛好傳到B點(diǎn)，且再經(jīng)過(guò)0.6 s.P點(diǎn)也開(kāi)始起振，求： 該列波的周期T； 從t=0時(shí)刻起到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰時(shí)止，0點(diǎn)對(duì)平衡位宜的位移yO及其所經(jīng)過(guò)的 路程sO各為多少？(2)假設(shè)該列波的傳播速度人小為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，那么該列波的傳播方向如何？y/cm7 x/m168分)如下列圖.一根柔軟的彈性繩子右

8、端固定，左端自由，A、B、C. DN. 0 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使其上卜振動(dòng).假設(shè)A 點(diǎn)開(kāi)始向上，經(jīng)0.3秒第一次到達(dá)波谷，G點(diǎn)恰好開(kāi)始振動(dòng)，那么(1)繩子形成的向右傳播的橫波速度為多大？(2)從A開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間J點(diǎn)第一次到達(dá)波郵?(1) 一列簡(jiǎn)諧橫波，沿x軸正向傳播。位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖1所示。該振動(dòng)的振幅足cm；振動(dòng)的周期足s :在r等于丄周期時(shí)，位于原點(diǎn)4的質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移是 cm。圖2為該波在某一時(shí)刻的波形圖，A點(diǎn)位于xm處。該波的傳播速度為m/s：經(jīng)過(guò)|周期后，A點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移是CfHoy/cm題18 (1)圖1(2)如

9、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cm長(zhǎng)的線光源?？拷€光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，列一側(cè)有一水 平放豐的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來(lái)觀察線光源。開(kāi)始時(shí)通過(guò)塑遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一局部。將一光源沿容器底向里遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時(shí)，通過(guò)墊遠(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(dòng)cm,剛好町以看到其頂瑞。求此液體的折射 率門(mén)。望遠(yuǎn)鏡遮光板題18 (2)圖18. 8分【物理一物理34】1漁船常利用超聲波來(lái)探測(cè)遠(yuǎn)外魚(yú)群的方位。己知某超聲波頻率為1.0x105Hz,某 時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動(dòng)圖像如卜圖。 從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，畫(huà)出x=7.5

10、xlO-3m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像至少一個(gè)周期。 現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚(yú)群往返一次所用時(shí)間為4s,求魚(yú)群與漁船間的距離忽 略船和魚(yú)群的運(yùn)動(dòng)。2如|、圖，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間局部彎成四分之一圓弧形狀，-細(xì) 束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧而EF上發(fā)生全反射，然后垂直P(pán)Q 端面射出。 求該玻璃棒的折射率。 假設(shè)將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí) 填“能杠不能“或“無(wú)法確定能否1發(fā)生全反射。19.【物理選修3-4 15分1如卜圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為口=0時(shí)刻的波形圖，煽線為9 =時(shí)刻 的波形圖，己知這列波的周期大于，那么這列波的傳播速度人小和方向

11、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的透明球外表，光束在過(guò)球心的平面內(nèi)，入射角i=45。 研究經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)后，又經(jīng)內(nèi)外表反射一次，再經(jīng)球面折射后射出的光線，如圖示。圖中己畫(huà)出入射光和出射光. 在圖中畫(huà)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a： 如果入射的是一束白光，問(wèn)那種顏色光的a角最人？哪種顏色的a角最小？20.【物理一一選修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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它發(fā)出的簡(jiǎn)諧波在x軸上以u(píng)=2m/s沿正方向傳播.在某一時(shí)刻的波形如卜圖。在原點(diǎn)的右方有一質(zhì)尤P從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)

12、過(guò)0.5s在x軸卜方且向上運(yùn)動(dòng)，那么質(zhì)元P所在的位置可能是oB. 1. 5mC. 2. 5 mD. 3. 5m2 10分如下列圖，高度為H=lm圓柱形容器中盛滿折射率二的某種透明液體，容 器底部安裝 塊平面鏡，容器直徑22H,在圓心0點(diǎn)正上方/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)液體外表，h應(yīng)該滿足什么條件？己知 sin 37° = 0.621.物理一一選修34 15分15分以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)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)，

13、觀察到的頻率變小C. 光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波D. 均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)E. 狹義柑對(duì)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。210分高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反射膜"制成，夜間行車(chē)時(shí)，它能把車(chē)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)，半徑為R,光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)球的7點(diǎn)，DC與的距離川=羋/?.假設(shè)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.D

14、C22.物理選修34模塊1如下列圖，質(zhì)點(diǎn)0在垂IIx軸方向上做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，形成了沿x軸傳播的橫波。在戶0 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)第一次形成圖示波形，由此判斷在/時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A、B的 運(yùn)動(dòng)情況是A. A點(diǎn)位于x軸的卜方。B. E點(diǎn)位于x軸的上方。C. A點(diǎn)正往上運(yùn)動(dòng)。DE點(diǎn)正往上運(yùn)動(dòng)。2如卜圖，透明介質(zhì)球的半徑為R，光線DC平行直徑AB射到介質(zhì)球的C點(diǎn)，DC 與AB的距離。 試證明：DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后，第一次到達(dá)介質(zhì)球的界而時(shí)，在界而上不會(huì)發(fā)生全 反射.要求作圖說(shuō)明理由 假設(shè)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3-4

15、15分1 5分如圖甲是沿x軸正方向傳播的一列橫波在匸0的一局部波形，此時(shí)P 點(diǎn)的位移為畑那么此后P點(diǎn)的振動(dòng)圖象是如圖乙中的 填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分甲a乙2 10分如卜圖.將一個(gè)折射率為門(mén)的透明長(zhǎng)方體放在空氣中.矩形ABCD是它的 一個(gè)截面，一單色細(xì)比束入射到P點(diǎn)，入射角為仇AP = ADf求： 假設(shè)要使光束進(jìn)入長(zhǎng)方體后能射至AD面上，角&的蟻小值為多少？ 假設(shè)要此光束在AD面上發(fā)生全反射，角&的范I制如何？24. 15分物理一一選修3 41圖1為一簡(jiǎn)諧波在=0時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中x=4 m質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為 y=4sin5nt,求該波的速度，并判斷波的傳播方向。

16、圖12半徑為R的玻璃半圓柱體.橫截面如圖2所示，圓心為6兩條平行單色光沿截 面射向圓柱面，方向與底面垂直，比線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ZAOB = 60° ,己知該玻璃對(duì)紅光的折射率n = y/3.求兩條光線經(jīng)圓柱而和 底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d。假設(shè)入射的是單色藍(lán)光，那么距離d將比上面求得 的結(jié)果大還是??？25模塊34試題(1) 2022年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者高餛被稱為光導(dǎo)纖維之父。光纖由折射率為的內(nèi)芯 和折射率為力的包層構(gòu)成，那么小門(mén)八填，V或=)。假設(shè)光導(dǎo)纖維長(zhǎng)度為(，光以入射角&射到內(nèi)芯與包層的界面上，如圖12所示，光在真空中傳播的速 度

17、為c,那么光在內(nèi)芯中傳播的速度為，光信號(hào)從光導(dǎo)纖維的一端傳播到另_端所需時(shí)間為O包層卩(2)如圖13所示，甲乙兩船柑距40m. 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。假設(shè)波速為4m/s,通過(guò)計(jì)算 答復(fù)：9s后甲處于上升還是下降狀態(tài)？9s內(nèi)甲上下運(yùn)動(dòng)了多少路程？0 12參考答案(3)沿xv = =25/z1. 1 A點(diǎn)的振幅5cm、此時(shí)振動(dòng)的方向向上 x軸負(fù)向傳播。2. 1由入二 vT2 分x/m(2) (3 分)求出x = 0. 8m 1分(3) (4 分)4. 圖見(jiàn)解析(2)6個(gè)5. (l)4(n+2)m(n=0，2,3,)(2)0.8 s

18、4沿x軸負(fù)方向6. 8處7. ： 0.24 s 0.1 s8. (1)沿 x 軸負(fù)方向 (2)2 m/s (3) 120 cm 2. 5 cm9. T = 12j,v = lm/sAV10. 一x (2 分) 5cos-/ cm (2 分)x=m (2 分)'_311. (1)向X軸負(fù)方向傳(2) y軸正方向(3) (3) 2 Hz (4) 8 m/s.12. (1) V = 一 = 10m/s (2) AZ = Ar/v = "十"=+ 0.75(/? = 0丄2)TIQm/s 513. ®2 (m/s)0.8+n (m/s)(n二0, 1, 2, 3,)14. (1)(2) n/4T = - = 0.2s15. (1) v®0. 3m(2)當(dāng)波速v=20 m/s時(shí)，經(jīng)歷0. 525 s時(shí)間，波沿x軸方x = 5 + 丄久5 + 丄T向傳播的距離x=W=10.5i,即4,實(shí)線波形變?yōu)榛⒕€波形經(jīng)歷了 4故波沿x軸負(fù)方向傳播.4分16. 1 v 波二丄=3m 二lOm/s 3 分t 0.3s2波由波源傳到J需時(shí)間S,那么tl= = s=0. 45