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文檔簡(jiǎn)介
一、單選題
1.一條彈性繩子呈水平狀態(tài),M為繩子中點(diǎn),兩端P、Q同時(shí)開始上下振動(dòng),一小段時(shí)間后產(chǎn)生的波形如圖,
對(duì)于其后繩上各點(diǎn)的振動(dòng)情況,以下判斷正確的()
A.波源Q產(chǎn)生的波將先到達(dá)中點(diǎn)MB.波源P的起振方向是向下的
C.中點(diǎn)M的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的D.M點(diǎn)的位移大小在某時(shí)刻可能為零
【答案】D
【解析】A.同種介質(zhì)波速相同,傳播距離又相同,所以兩波同時(shí)到達(dá)M點(diǎn),A不符合題意;
B.由題圖可知,兩波的波前均向上振動(dòng),故P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上,B不符合題意;
CD.由于兩列波的波長(zhǎng)不同,頻率不同,不會(huì)形成穩(wěn)定的干涉,故在M點(diǎn)相遇時(shí),并不總是加強(qiáng)或減弱,
可能在某一時(shí)刻位移為零,C不符合題意,D符合題意
故答案為:D。
2.一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示,比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c,則
A.此刻a的加速度最小
B.此刻b的速度最小
C.若波沿x軸正方向傳播,此刻b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)
D.若波沿x軸負(fù)方向傳播,a比c先回到平衡位置
【答案】C
【解析】由機(jī)械振動(dòng)特點(diǎn)確定質(zhì)點(diǎn)的加速度和速度大小,由"上下坡法''確定振動(dòng)方向.
由波動(dòng)圖象可知,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a位于波峰處,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大,A不符合題意,
此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置,所以速度為最大,B不符合題意,若波沿x軸正方向傳播,由“上下坡法”可知,
質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng),C符合題意,若波沿x軸負(fù)方向傳播,由“上下坡法”可知,a質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向
運(yùn)動(dòng),c質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置,D不符合題意.
故答案為:C
3.Si、S2為兩個(gè)相干波源,在同一水平面上它們發(fā)出兩列圓形波,兩列波某時(shí)刻疊加的波形如圖所示,圖中
實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷。圖中有a、b、c三個(gè)位置,這三個(gè)位置上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況是()
A.a、b、c都加強(qiáng)B.a、c加強(qiáng),b消弱C.b、c加強(qiáng),a消弱D.a、b加強(qiáng),c消弱
【答案】D
【解析】因?yàn)閍點(diǎn)是峰峰相遇點(diǎn),則振動(dòng)加強(qiáng);b點(diǎn)是谷谷相遇點(diǎn),則振動(dòng)加強(qiáng);c點(diǎn)是峰谷相遇點(diǎn),振動(dòng)
減弱。
故答案為:D。
4.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖,波中P點(diǎn)在此刻向上振動(dòng),P點(diǎn)的振動(dòng)周期是2秒,那么對(duì)
于此列波,下列說法正確的是()
A.該波的傳播速度為v=25cm/s
B.該波沿x軸向左傳播
2
C.該波的波長(zhǎng)為2m
D.該波的頻率為2Hz
【答案】B
【解析】ACD.因?yàn)镻點(diǎn)的振動(dòng)周期是2秒,可知波的周期為T=2s,頻率為f=0.5Hz,波長(zhǎng)為入=100cm=lm,
則波速v=專=(m/s=0.5m/s
ACD不符合題意:
B.在t=()時(shí)波中P點(diǎn)向上振動(dòng),可知該波沿x軸向左傳播,B符合題意。
故答案為:Bo
5.一條繩子可以分成一個(gè)個(gè)小段,每小段都可以看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn),這些質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用。如圖所示,
1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn),繩處于水平方向。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧
運(yùn)動(dòng),會(huì)帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳向右端。質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)周期為T。
t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是
左i一0一0-0一0一0一0一0一0一0一0一0一0一0~0—0—0—10—O-右
123456789101112B14151617181920
A.質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)20間相距一個(gè)波長(zhǎng)
B.質(zhì)點(diǎn)20開始振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向向下
C.t=^時(shí)質(zhì)點(diǎn)5的加速度方向向上
D.t=斗時(shí)質(zhì)點(diǎn)12的運(yùn)動(dòng)方向向上
【答案】D
【解析】A.由題意可知,第1到第5個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間為:入,則質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)17間相距一個(gè)波長(zhǎng),A不符合
4
題意;
B.因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)1開始起振的方向向上,則質(zhì)點(diǎn)20開始振動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向也向上,B不符合題意;
C.在t=;時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)5開始向上振動(dòng),在t=;時(shí)質(zhì)點(diǎn)5到達(dá)最高點(diǎn),其加速度方向向下,C不符合題意;
D.t=延時(shí)質(zhì)點(diǎn)13剛開始起振,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)12已經(jīng)振動(dòng)了-,則運(yùn)動(dòng)方向向上,D符合題意:
416
故答案為:D.
6.關(guān)于波的現(xiàn)象,下列說法正確的是()
3
A.交通警察利用測(cè)速儀向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率己知的超聲波,根據(jù)反射波的頻率變化判斷車速,這是
利用了波的多普勒效應(yīng)
B.”聞其聲不見其人”是聲波的反射現(xiàn)象
C.醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,根據(jù)接收到的被血管中的血流反射后的超聲波的頻率變化,判斷
血流的速度是利用波的干涉現(xiàn)象
D.夏日雷聲轟鳴不絕,這是聲波的衍射現(xiàn)象
【答案】A
【解析】A.交通警察利用測(cè)速儀向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波,根據(jù)反射波的頻率變化判斷車速,
這是利用了波的多普勒效應(yīng),A符合題意;
B.“聞其聲不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象,B不符合題意;
C.醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波,根據(jù)接收到的被血管中的血流反射后的超聲波的頻率變化,判斷
血流的速度是利用多普勒現(xiàn)象,C不符合題意;
D.夏II雷聲轟鳴不絕,這是聲波的反射現(xiàn)象,D不符合題意。
故答案為:A。
7.一列機(jī)械波從甲介質(zhì)進(jìn)入乙介質(zhì)繼續(xù)傳播,下列選項(xiàng)不發(fā)生變化的是()
A.波長(zhǎng)B.波速大小C.頻率D.傳播方向
【答案】C
【解析】機(jī)械波從甲介質(zhì)進(jìn)入乙介質(zhì)繼續(xù)傳播,不變的是頻率。
故答案為:C?
8.如圖甲所示,0點(diǎn)為振源,OP=s,t=0時(shí)刻0點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng),產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡(jiǎn)
諧橫波。圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列判斷中正確的是()
A.t=0時(shí)刻,振源0振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向
B.t=t2時(shí)刻,。點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向
4
c.這列波的波速為三
12Tl
D.這列波的波長(zhǎng)為珥泡
【答案】D
【解析】A.P點(diǎn)的起振方向與。點(diǎn)起振方向相同,由乙圖讀出tl時(shí)刻,P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向,即
P點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向,則t=0時(shí)刻,振源0振動(dòng)的方向沿y軸正方向,A不符合題意;
B.由圖乙振動(dòng)圖象看出,t2時(shí)刻,P點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向,因不知tl與周期T的倍數(shù)關(guān)系,故不能
判斷t2時(shí)刻O點(diǎn)的振動(dòng)情況,B不符合題意;
C.由乙圖看出,波從0點(diǎn)傳到P點(diǎn)的時(shí)間為tl,傳播距離為s,則波速為v=?
C不符合題意;
D.由乙圖看出,周期T=t2-tl
則波長(zhǎng)為人=vT=空山
D符合題意;
故答案為:D。
9.如圖,一彈性繩上有%和S2兩個(gè)波源,P點(diǎn)為,和S2連線的中點(diǎn)。兩個(gè)波源同時(shí)開始振動(dòng)發(fā)出兩個(gè)相向
傳播的波1和波2,波長(zhǎng)分別為N和入2(Xi>X2),則兩列波()
A.頻率相同B.同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)C.相遇時(shí),發(fā)生干涉現(xiàn)象D.相遇時(shí),波長(zhǎng)均變大
【答案】B
【解析】?jī)闪胁ㄔ谕粭l繩子上傳播,則波速相等,則兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn);因波長(zhǎng)不同,則頻率不同,
相遇時(shí)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象;根據(jù)波的獨(dú)立傳播原理可知,相遇時(shí)波長(zhǎng)均不變。
故答案為:Bo
10.如圖所示,在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z軸方向(垂直xOy平面)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)波源Sx(l,0)和
S2(5,0),振動(dòng)方程分別為Ns】=Asin(7rt+/)、zSz=^sin(7rt-?兩列波的波速均為lm/s,兩列波
在點(diǎn)B(5,3)和點(diǎn)C(3,2)相遇時(shí),分別引起B(yǎng)、C處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是相互()
5
八y/m
4.
3......................B
2..............
$:”2
1I?1
0123456,r/m
A.加強(qiáng)、加強(qiáng)B.減弱、減弱C.加強(qiáng)、減弱D.減弱、加強(qiáng)
【答案】B
【解析】AD.由于C點(diǎn)到兩波源的距離相等,兩列波從波源傳到C點(diǎn)的路程差為ASc=O,為波長(zhǎng)的整
數(shù)倍,由兩波源的振動(dòng)方程可知兩波的振動(dòng)方向相反,所以C為振動(dòng)減弱點(diǎn),則AD不符合題意;
BC.兩列波從波源傳到B點(diǎn)的路程差為ASB=V5可取一3=2m
由振動(dòng)方程可知兩列波源的振動(dòng)周期為T=至=2s
7T
波長(zhǎng)為A=vT=lx2=2m
兩列波從波源傳到B點(diǎn)的路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍,所以B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn),所以B符合題意;C不符合題
屈;
故答案為:Bo
二、解答題
11.一列簡(jiǎn)諧橫波沿X軸傳播,如圖甲所示為t=O.ls時(shí)刻的波形圖,介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位
移相等,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距8m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象。求:
①質(zhì)點(diǎn)P在t=0.7s時(shí)離開平衡位置的位移y;
②波速v及波的傳播方向。
6
圖甲圖乙
【答案】解:①由圖乙可得質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為T=1.2s,振動(dòng)方程為y=lOsinytcm=lOsinytcm
將t=0.7s代入振動(dòng)方程得y=-5cm
②t=0.1s時(shí)刻介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移均為5cm,各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅均為10cm,
根據(jù)波的圖象特點(diǎn)可知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)間的水平距離為:入,即:入=8m
則這列簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為人=24m
則波速v=專=20m/s
從振動(dòng)圖象可得t=0.1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向y軸正方向運(yùn)動(dòng),則由“上下坡”法可知波沿x軸負(fù)方向傳播。
【解析】(1)根據(jù)P的振動(dòng)圖像得到振動(dòng)周期和振動(dòng)方程,然后將時(shí)間帶入振動(dòng)方程求得偏離平衡位置的
位移;
(2)根據(jù)P、Q的振動(dòng)圖像得出該波的波長(zhǎng),根據(jù)P的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向。
12.一振動(dòng)片以頻率f做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn),兩波
源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點(diǎn),a、b、c間的距離均為1,如圖所示。已知除
c點(diǎn)外,在ac連線上還有其他振幅極大的點(diǎn),其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為白。求:
O
(i)波的波長(zhǎng);
7
(ii)波的傳播速度。
【答案】解:(i)設(shè)與c點(diǎn)最近的振幅極大點(diǎn)為d,則ad=l-9=9
o8
bd=Vcd24-be2—2bcxcdcos60°=-1
8
根據(jù)干涉加強(qiáng)點(diǎn)距離差的關(guān)系:Ax=X]—X2=nA
bd-ad=i1
4
所以波長(zhǎng)為il
4
(ii)由于受迫振動(dòng)的頻率取決于受迫源的頻率由v=M知,v=;fl
4
【解析】(1)利用幾何關(guān)系可以求出振幅極大點(diǎn)到a和b的距離大??;利用干涉加強(qiáng)和波長(zhǎng)的關(guān)系可以求
出波的波長(zhǎng)大小;
(2)利用受迫振動(dòng)的頻率源于受迫源的頻率;利用波長(zhǎng)和頻率可以求出波傳播的速度大小。
13.如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,已知該波的傳播速度為10m/s,求:
(i)這列波的周期;
(ii)從圖示時(shí)刻開始,在x=4cm處的質(zhì)點(diǎn)在0~4.9s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程。
【答案】解:(i)由題圖可知波長(zhǎng)大=12m則周期T=:=1.2s
(ii)依據(jù)可知該質(zhì)點(diǎn)在4.9s時(shí)間內(nèi)振動(dòng)了4個(gè)完整的周期后又向上振動(dòng)了周期,如圖可知質(zhì)
點(diǎn)振動(dòng)的振幅為A=4cm,總運(yùn)動(dòng)路程為s=4x4A+Asin1|=66cm=0.66m
【解析】(1)利用圖像波長(zhǎng)結(jié)合波速的大小可以求出周期的大??;
(2)利用周期和振動(dòng)時(shí)間可以求出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程大小。
14.甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,在t=0時(shí)刻兩列波的部分波形如圖,甲
恰好傳播到質(zhì)點(diǎn)M(1.0,0),乙恰好傳播到質(zhì)點(diǎn)N(2.0,0)。己知乙的周期T?J=0.4s,求:
8
(i)質(zhì)點(diǎn)P(1.6,0)開始振動(dòng)的時(shí)刻to;
(ii)質(zhì)點(diǎn)Q(2.4,0)
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