高物理考复习 高效学习方略 122 机械波练习.doc

选修3-4 第十二章 第2讲 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共30分)1.如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点f的振动方向如图所示，则()a该波向左传播b质点b和d的运动方向相同c质点c比质点b先回到平衡位置d此时质点f和h的加速度大小相同解析acd由平移法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点f的运动方向向下同理，质点d、e的运动方向也向下，而质点a、b、h的运动方向向上质点f、h相对各自平衡位置的位移相同，由简谐振动的运动学特征a可知，两质点的加速度相同因质点c直接从最大位移处回到平衡位置，即tc；而质点b要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故tbtc.2.如图所示为t=0时刻的波形图，波的传播方向平行于x轴质点a位于xa=2 m处，质点b位于xb=3 m处t=2 s时，质点b第一次出现在波峰位置；t=3 s时，质点a第一次出现在波峰位置则下列说法正确的是()a波速为1 m/sb波的周期为4 sc波沿x轴正方向传播dt1 s时，质点a的振动速度小于质点b的振动速度解析abd据题意可知周期t4 s，则波速v/t4 m/4 s1 m/s，a、b正确；t1 s时，a处于波谷，b处于平衡位置，故d正确；波沿x轴负方向传播，c错3一列简谐横波沿x轴传播，如甲、乙两图分别为传播方向上相距3 m的两质点的振动图象，如果波长大于1.5 m，则波的传播方向和速度大小可能为()a沿x轴正方向，30 m/sb沿x轴负方向，15 m/sc沿x轴正方向，10 m/sd沿x轴负方向，6 m/s解析ac由振动图象可知，质点的振动周期t0.2 s再由两质点的振动图象可知，两质点的位置关系是n3 m，又由于1.5 m，可见16 m或者22 m，再由v得到v30 m/s，或者v10 m/s.综上，选a、c.4.2008年北京时间5月12日14时28分，在四川省汶川县(北纬31.0度，东经103.4度)发生了8级地震它是印度板块向欧亚板块俯冲造成青藏高原快速隆升导致的已知地震波分为三种：纵波(p波)，速度vp=9.9 km/s；横波(s波)，速度vs=4.5 km/s；面波(l波)，vlvs，面波在浅源地震中破坏力最大假若地震台记录到的地震曲线如图所示，在曲线图上测得p波与s波的时间差为8 s，则地震台距震源的距离为()a66 km b8.25 km c36 km d79.2 km解析a横波和纵波由于传播的速度不同，导致传播相同的距离(从震源到地震台)所用时间不同，tstp8 s；即8 s，得x66 km.故选项a正确5.一列沿x轴方向传播的简谐横波，其周期为t，某时刻的波形图象如图中的实线所示，再经t0.2 s的波形图如图中虚线所示，则此列波的波速可能是()a2.5 m/s b7.5 m/sc12.5 m/s d17.5 m/s解析abcd本题同时考查由波传播的双向性和周期性带来的多解问题，难度较大，不易求全，但只要思维缜密，逐步深入，应当是能够解答的由图知波长2 m.若波向右传播，由实线到虚线波传播的距离x(n)，根据时空的对应关系，经历的时间可表示为t1(n)t0.2 s，解得周期t s(n0,1,2，)由v解出波速v右2.5(4n3) m/s，选项b、d正确同理，若波向左传播解得v左2.5(4n1) m/s，选项a、c正确6.在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2.在同一个空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是()a波1速度比波2速度大b相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象c在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象d在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同解析bc同种介质中v相同，122，可知a错，b对；t，t12t2，频率不同，c正确；由多普勒效应知d错二、非选择题(共70分)7(9分)如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t0时的波形图，图乙是这列波中质点p的振动图线，那么：(1)该波的传播速度为_m/s；(2)该波的传播方向为_(填“向左”或“向右”)；(3)图甲中q点(坐标为x2.25 m处的点)的振动方程为：y_cm.解析(1)波的周期t2 s，波长1 m，波速v0.5 m/s.(2)p点向上运动，不难判断波是向左传播(3)q点此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图象是一条余弦曲线，a0.2 cm，q点的振动方程为y0.2cos t cm或者y0.2sin(t)cm.【答案】(1)0.5(2)向左(3)0.2cos t或0.2sin(t)8(10分)如图表示两个相干波源s1、s2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为a、e和b、d的中点，则：(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_振动减弱的点是_(2)若两振源s1和s2振幅相同，此时刻位移为零的点是_(3)画出此时刻a、c、e连线上，以a为原点的一列完整波形，标出c、e两点解析在稳定的干涉图样中，加强区的点始终加强，减弱区的点始终减弱，但加强点的位移时刻在改变，某时刻可能为零，相同的两列波的干涉，最弱区域的点一直静止不动从干涉图样中区分波峰、波谷，画图象(1)a、e两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点；c处在a、e连线上，且从运动的角度分析a点的振动形式恰沿该线传播，故c点是振动加强点同理b、d是减弱点，f也是减弱点(2)因为s1、s2振幅相同，振动最强区的振幅为2a，最弱区的振幅为零，该时刻a、e的中点c正处在平衡位置，所以位移为零的是b、c、d、f.(3)图中对应时刻a处在两波谷的交点上，即此刻a在波谷，同理e在波峰，故a、e中点c在平衡位置，所以所对应的波形如图所示【答案】(1)a、c、eb、d、f(2)b、c、d、f(3)见解析9(12分)如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，p质点的横坐标为x=0.96 m从图示时刻开始计时，则：(1)p质点刚开始振动时振动方向如何？(2)p质点开始振动后，其振动周期为多少？(3)经过多长时间p质点第2次到达波峰？解析(1)波上每一点开始振动的方向都与此刻波上最前端质点的振动方向相同，即向下振动(2)p质点开始振动后，其振动周期等于振源的振动周期，由v/t，可得：t/v0.4 s.(3)p质点第2次到达波峰也就是第2个波峰传到p点，第2个波峰到p点的距离为sx1.14 m，所以t s1.9 s.【答案】(1)向下振动(2)0.4 s(3)1.9 s10(12分)一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点o处，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动，于是在绳上形成一简谐波，绳上质点n的平衡位置为x5 m，振动传播到质点m时的波形如图所示求：(1)绳的左端振动后经多长时间传播到质点n；(2)质点n开始振动时，绳的左端已通过的路程；(3)如果从n开始振动计时，画出质点n振动的位移时间图线解析(1)由图知，波长2 m，波速v2 m/s，振动传到质点n经历的时间t2.5 s.(2)质点n开始振动时，绳的左端通过的路程为s4a80 cm.(3)质点n的振动图象如图所示【答案】(1)2.5 s(2)80 cm(3)见解析11(12分)在某介质中形成一列简谐波，t0时刻的波形如图中的实线所示若波向右传播，零时刻刚好传到b点，且再经过0.6 s，p点也开始起振，求：(1)该列波的周期t；(2)从t0时刻起到p点第一次到达波峰时止，o点相对平衡位置的位移y0及其所经过的路程x0各为多少？解析由图象可知，2 m，a2 cm.当波向右传播时，点b的起振方向竖直向下，包括p点在内的各质点的起振方向均为竖直向下(1)波速vx/t1 m/s10 m/s，由v/t，得t/v0.2 s.(2)由t0至p点第一次到达波峰，经历的时间t2t1t0.75 s(3)t，而t0时o点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)，故经t2时间，o点振动到波谷，即：y0 2 cm，x0n4a(3)4a0.3 m.【答案】(1)0.2 s(2)2 cm0.3 m12(15分)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.(1)当两列波到达a时，a点的振幅多大？(2)若两列波始终在a处交叉，试说明存在不存在a点位移为零的时刻？解析(1)可以将s1和s2看成频率相同、振动情况相同