2012届高三物理练习 机械波 新人教版

用心 爱心 专心 1 选考部分选考部分 选修选修 3 43 4 第十二章第十二章 第第 2 2 单元单元 机械波机械波 1 2009 广东高考 如图 12 2 5 所示为声波干涉演示 仪 的原理图 两个 U 形管A和B套在一起 A管两侧各 有一小孔 声波从左侧小孔传入管内 被分成两列频 率 的波 当声波分别通过A B传播到右侧小 孔时 若两列波传播的路程相差半个波长 则此处声 波的振幅 若传播的路程相差一个波长 则 此处声波的振幅 解析 由同一波源分成的两列波频率相同 符合两列 机械波干涉的条件 当两列波的路程差等于半波长的奇数倍时 振动减弱 当路程 差等于波长的整数倍时 振动加强 答案 相同 减小 增大 2 2010 茂名模拟 如图 12 2 6 所示为某一简谐横波在t 0 时刻的波形图 由此 可 知该波沿 方向传播 该时刻a b c三点中速度最大的是 点 加 速度最大的是 点 从这一时刻开始 第一次最快回到平衡位置的是 点 若t 0 02 s 时 质点c第一次到达波谷处 则此波的波速为 m s 图 12 2 6 答案 x轴正 a c c 100 3 2009 上海高考 弹性绳沿x轴放置 左端位于坐标原点 用手握住绳的左端 当t 0 时使其开始沿y轴做振幅为 8 cm 的简谐振动 在t 0 25 s 时 绳上形成如图 12 2 7 所示的波形 则该波的波速为 cm s 在t s 时 位于x2 45 cm 处的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置 用心 爱心 专心 2 图 12 2 7 解析 由图象可知 A 8 cm T 4t 1 s 20 cm 所以波速v T 20 1 cm s 20 cm s 绳上的每个质点刚开始振动的方向都是沿y轴负方向 故波传到N点所用的 时间为 t1 s 2 25 s 所以质点N第一次沿y轴正方向通过平衡位置的时 x2 v 45 20 间 为t t1 2 75 s T 2 答案 20 2 75 4 一列简谐横波沿x轴正方向传播 位于原点的质点的振动图象如图 12 2 8 甲所 示 图 12 2 8 1 该振动的振幅是 cm 2 振动的周期是 s 3 在t等于 周期时 位于原点的质点离开平衡位置的位移是 cm 1 4 图乙所示为该波在某一时刻的波形图 A点位于x 0 5 m 处 4 该波的传播速度是 m s 5 经过 周期后 A点离开平衡位置的位移是 cm 1 2 解析 由振动图象可以看出该振动的振幅为 8 cm 振动周期为 0 2 s 在t等于 周 1 4 期 时 原点的质点刚好回到平衡位置 因而位移为零 由图乙可以看出 该波的波长 为 2 m 则波速v m s 10 m s 经过 周期后 A点刚好到达负的最大位移 T 2 0 2 1 2 处 因而位移为 8 cm 答案 1 8 2 0 2 3 0 4 10 5 8 5 如图 12 2 9 所示 空间同一平面上有A B C三点 AB 5 m BC 4 m AC 3 m A C两点处有完全相同的波源 振动频率为 1360 Hz 波速为 340 m s 则BC连线上振动最弱 用心 爱心 专心 3 的位置有几处 解析 到两波源距离之差为波长整数倍的点在振动加强区域 到两波源的距离之差 为半波长奇数倍的点在振动减弱区域 由题意可得 25 cm m v f 1 4 BC上的点到A C处的距离之差满足 1 m x 3 m 而振动减弱的点满足 x 2n 1 2 联立 解得 3 5 n 11 5 故n可取 4 5 6 7 8 9 10 11 等 8 个值 对应 BC上有 8 个振动减弱的点 答案 8 处 6 2009 山东高考 图 12 2 10 所示为一简谐波在t 0 时刻的波形图 介质中的质 点 P做简谐运动的表达式为y Asin5 t 求该波的波速 并画出t 0 3 s 时的波形图 至 少画出一个波长 图 12 2 10 解析 由简谐运动表达式可知 5 rad s t 0 时刻质点P向上运动 故波沿x 轴 正方向传播 由波形图读出波长 4 m T 2 由波速公式v T 联立 式 代入数据可得v 10 m s t 0 3 s 时的波形图如图所示 答案 10 m s 波形图见解析 7 公路巡警开车在高速公路上以 100 km h 的恒定速度巡查 在同一车道上巡警车向 前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波 如果该超声波被那辆轿车反射回来时 用心 爱心 专心 4 1 巡警车接收到的超声波频率比发出的低 2 巡警车接收到的超声波频率比发出的高 以上两种情况说明了什么问题 解析 1 如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低 由多普勒效应可知 巡警车 与轿车在相互远离 又由于巡警车在后且车速恒定 所以轿车的速度大于 100 km h 2 如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高 由多普勒效应可知 巡警车与轿车 在相互靠近 同理可知 轿车的速度小于 100 km h 答案 1 轿车的速度大于 100 km h 2 轿车的速度小于 100 km h 8 如图 12 2 11 所示 实线是某时刻的波形图 虚线是 0 2 s 后的波形图 图 12 2 11 1 若波沿x轴负方向传播 求它传播的可能距离 2 若波沿x轴正方向传播 求它的最大周期 3 若波速是 35 m s 求波的传播方向 解析 1 波沿x轴负方向传播时 传播的距离为 x n n 4 m n 0 1 2 3 3 4 3 4 所以可能距离为 3 m 7 m 11 m 2 波沿x轴正方向传播 求周期根据 t n T 1 4 得T s n 0 1 2 3 4 t 4n 1 0 8 4n 1 在所有的可能周期中 n 0 时周期最大 即最大为 0 8 s 3 波在 0 2 s 内传播的距离 x v t 7 m 传播的波长数n 1 可见波形图平移了 的距离 由题图知波沿x轴负方向 x 3 4 3 4 传播 答案 1 4 n m n 0 1 2 3 2 0 8 s 3 4 3 沿x轴负方向 9 如图 12 2 12 甲所示 在某介质中波源A B相距d 20 m t 0 时两者开始上 用心 爱心 专心 5 下振动 A只振动了半个周期 B连续振动 所形成的波的传播速度都为v 1 0 m s 开始阶段两波源的振动图象如图乙所示 图 12 2 12 1 定性画出t 14 3 s 时A波所达位置一定区域内的实际波形 2 求时间t 16 s 内从A发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数 解析 1 分别画出A波在 14 3 s 时的波形图 B波在