机械振动和机械波经典复习题及答案解析.doc

高中物理辅导网/机械振动和机械波复习题1.关于机械振动和机械波的关系，正确的说法是A.有机械振动必有机械波B.有机械波必有机械振动C.离波源近的质点振动快，离波源远的质点振动慢D.如果波源停止振动，在介质中的波也立即停止2.一列横波在t=0时刻的波形图如右图中实线所示，t=1 s时刻波形图如图中的虚线所示，由此可以判断A.该列波的周期一定是4 s B.波长一定是4 mC.振幅一定是2 cm D.波速一定是1 cm/s3.两列波长相同的水波发生干涉，若在某一时刻，P点处恰好两列波的波峰相遇，Q点处两列波的波谷相遇，则A.P点的振幅最大，Q点的振幅最小B.P、Q两点的振幅均是原两列波的振幅之和C.P、Q两点的振动周期相同D.P、Q两点始终处于最大位移和最小位移处4.关于波长，下列说法中正确的是A.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长B.两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长C.一个周期内介质质点通过的路程是一个波长D.两个相邻的波峰间的距离是一个波长5.一列波在第一种均匀介质中的波长为1，在第二种均匀介质中的波长为2，且1=32.那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为A.31，11 B.13，11C.11，31D.11，136.如图是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象.从图中可以直接观察到发生变化的物理量是A.波速B.频率C.周期D.波长7.一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为A(m)，波长为（m），某一时刻的波形图如图所示.在该时刻，某一质点的坐标为(，0)，经四分之一周期后，该质点的坐标为A.（，0）B.（，A）C.(，A)D.(，A)8.如图所示为振源的振动图象，该振动在介质中传播的波长为4 m，则这列波的频率和波速分别是A.20 Hz，40 m/sB.10 Hz，40 m/sC.20 Hz，80 m/sD.10 Hz，20 m/s9.下列关于波的衍射的说法正确的是A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长10.如图所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总相等B.质点B、F在振动过程中位移总相等C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总相等，它们的平衡位置间的距离是一个波长第卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.有人站在火车轨道旁，一列迎面高速驶来的火车正在鸣笛，则他听到的鸣笛声频率_汽笛声原频率；当火车高速离去时，他听到的鸣笛声频率_汽笛声原频率（选填“大于”“小于”或“等于”）.所发生的这种现象叫_.12.有一弹性绳AB，使绳的一端振动半个周期后立即停止，于是在绳上形成一个“脉冲波”，如图所示.根据波形可知当波从A向B传播时，绳上质点开始起振时的速度方向是向_（填“上”或“下”）.13.一列简谐波向右传播，某一时刻的波形图象如图所示，已知波速为4.8 m/s，其他相关数据可由图中读出.那么，在传播过程中，质点P在1 s内通过的路程为_ m.14.如图所示，在直线PQ垂线OM上有A、B两个声源，A、B分别距O点6 m和1 m，两个声源同时不断向外发出波长都为2 m的完全相同的声波.在直线PQ上从到+的范围内听不到声音的小区域共有_个.15.某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00 s第一次听到回声，又经过0.50 s再次听到回声.已知声速为340 m/s，则两峭壁间的距离为_m.三、本题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.两列横波在x轴上沿相反方向传播，如图所示，传播速度都是v=6 m/s，两列波的频率都是f=30 Hz.在t=0时，这两列波分别从左和右刚刚传到S1和S2处，使S1和S2都开始向上做简谐运动，S1的振幅为2 cm，S2的振幅为1 cm.已知质点A与S1、S2的距离分别是 =2.95 m， =4.25 m，当两列波都到达A点时，A点的振幅多大？17.如图甲是一列向左传播的简谐横波在t=0.2 s时的波形图，其中O是波源，图乙是波上某一点P（在04 m中的某一点）的振动图象.求：（1）此波的波速，并说明P质点的位置；（2）画出t=0.4 s和t=0.55 s的波形图.18.一列向右传播的波在t1=0时的波形如图所示，已知t2=1.1 s末，P点第三次出现波峰.该波的波速为多少？答案1解析：机械波的形成必须具备两个条件：振动的波源与能传播振动的介质.所以有机械振动不一定能形成机械波，而有机械波则表明一定存在机械振动.波在传播时介质中各质点均在波源的带动下依次振动，无论远近质点振动的快慢即频率均由波源决定，都是相同的.机械波一经形成即独立于波源，当波源停止振动后波将继续传播而不会停止.答案：B2解析：从图中可知，波长为4 m，振幅为2 cm.由于波的传播方向可能向左也可能向右，所以波速有许多可能的数值.同样它的周期也有许多可能的数值.故正确的答案为BC.答案：BC3解析：题意已经明确指出这两列水波发生了干涉.在某一时刻，P点处两列波波峰相遇，Q点处两列波波谷相遇.这两点均是振动叠加之后振动加强的点，所以P、Q两点的振幅均是原两列波的振幅之和.虽然这两点始终是合振动加强的点，但并不意味着P点一直在波峰不动，Q点一直在波谷不动，它们也在做简谐运动，而且两点的振动周期相同.故答案是BC.答案：BC4解析：波长的定义为两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总相等的质点间的距离，即振动同相的两相邻质点的距离.在开始振动时间相差一个周期的两相邻质点振动同相，即A对.只有同相的质点的运动方向才能始终一样，因而B正确.在波的传播过程中质点并不随波迁移，C错.在横波中相邻两个波峰（或波谷）之间的距离等于一个波长，D对.答案：ABD5解析：同一列波在不同介质中传播时，频率是不变的，因而频率之比应为11.由v=f知，在频率不变时，波速与波长成正比，即v1v2=31.答案：C6解析：同一机械波在不同介质中传播时，频率不会改变（由振源决定），波长和波速改变.而从图象中能直接观看到发生改变的量当然是波长，故D选项正确.答案：D7解析：在波的传播过程中，质点并不随波发生迁移，只在自身平衡位置附近振动，因而无论经历多长时间，质点的横坐标不发生变化.由波的传播方向和波形，能判断出此时坐标为（，0）的质点的振动方向向下，经T后，它运动到负最大位移处，即1/4周期后纵坐标y为A，而横坐标仍为.答案：B8解析：由振源的振动图象知振源振动的周期（即波的周期）T=0.1 s，故波的频率f=10 Hz，由v=f知波速v=410 m/s=40 m/s，所以只有B是正确的.答案：B9解析：衍射是一切波特有的现象，所以选项A对C错.发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的.声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较长，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的.答案：ABD10解析：从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总相等，所以选项A是错误的.质点B、F是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总相等，故选项B是正确的.质点D、H是处在相邻的两个波谷的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，所以选项C也是正确的.虽然质点A、I在振动过程中位移总是相等，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们的平衡位置之间的距离不是一个波长（应为两个波长），所以选项D是错误的.答案：BC11解析：当观察者与波源发生相对运动时，观察者接收到波的频率发生变化的现象叫多普勒效应，所以题中现象是多普勒效应.由多普勒效应的规律可知，当观察者与声源相向运动时，接收到的声波频率增大，反之减小.答案：大于 小于 多普勒效应12解析：当波从A向B传播时，波形的最右端是波的“最前列”，它的振动方向可以通过波形的移动判断出是向上运动的.答案：上13解析：由图象可知波长=0.8 m，振幅A=0.02 m.由v=f、T=，得到T= s= s，所以1 s内质点P完成全振动的次数n=6，它在1 s内通过的路程s=0.086 m=0.48 m.答案：0.4814解析： =5 m，由几何知识知，在PQ直线上的任一点，到A、B的路程差均小于5 m.由于听不到声音的点是到A、B的距离差为半波长的奇数倍，故在到+范围内只存在s=1 m，3 m，5 m的点，共有5个.答案：515解析：假设两峭壁间的距离为s，测量员离某一峭壁距离为s1，离另一峭壁距离为s2，则s=s1+s2.第一次听到回声t1=1.00 s，第二次听到回声t2=t1+t=1.50 s，由此可得2s1=vt1，2s2=vt2，s=425 m.答案：425 16解析：可以将S1、S2看成频率相同、振动步调相同的两个相干波源，再由两列波传到A点的路程差，确定两列波在A点叠加后，A点的振动是加强还是减弱.因为= m=0.2 m，则=0.1 m而s= =1.3 m=13可知波程差为半波长的奇数倍，A点的振动减弱.所以A点的振幅为A=A1A2=2 cm1 cm=1 cm.答案：1 cm17解析：（1）由波的图象可知其波长为 4 m，由振动图象可知周期为0.2 s，根据波速的公式可得出波速为20 m/s.由振动图象可知，P点的起振方向是向上的，所以P点是x=2 m处的质点.答案：（1）20 m/s，xP=2 m （2）图略18解析：由t1=0的波形及波传播方向知，此时刻P点向下运动，故T