机械振动和机械波经典习题及答案

精品文档 1欢迎下载 机械振动和机械波 1 1 0808 全国卷全国卷 1 1 16 一列简谐横波沿x轴传播 周期为 T t 0 时刻的波形如图所示 此 时平衡位置位于x 3 m 处的质点正在向上运动 若 a b两质点平衡位置的坐标分别为xa 2 5 m xb 5 5 m 则 A 当a质点处在波峰时 b质点恰在波谷 B t T 4 时 a质点正在向y轴负方向运动 C t 3T 4 时 b质点正在向y轴负方向运动 D 在某一时刻 a b两质点的位移和速度可能相同 答案 答案 C C 2 2 0808天津卷 天津卷 21 一列简谐横波沿直线由a向b传播 相 距10 5m的a b两处的质点振动图象如图中a b所示 则 A 该波的振幅可能是20cm B 该波的波长可能是8 4m C 该波的波速可能是10 5 m s D 该波由口传播到6可能历时7s 答案 答案 D D 3 07 江苏 如图所示 实线和虚线分别为某 种波在t时刻和t t时刻的波形 曲线 B和C是横坐标分别为d 和 3d的两个质点 下列说法中正 确的是 C A 任一时刻 如果质点B向上运动 则质点C一定向下运动 B 任一时刻 如果质点B速度为零 则质点C的速度也为零 C 如果波是向右传播的 则波的周期可能为 t 7 6 D 如果波是向左传播的 则波的周期可能为 t 13 6 4 01 江浙 图 1 所示为一列简谐横波在t 20 秒时的波形图 图 2 是这列波中P点的 振动图线 那么该波的传播速度和传播方向是 B A v 25cm s 向左传播 B v 50cm s 向左传播 C v 25cm s 向右传播 D v 50cm s 向右传播 5 06 全国 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 t 0 时刻的波形如图 1 中实线所示 t 0 2s 时刻的 波形如图 1 中的虚线所示 则 C 质点P的运动方向向右 波的周期可能为 0 27s 波的频率可能为 1 25Hz 波的传播速度可能为 20m s 6 05 天津卷 图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t 0 和t 0 03s 时刻的 波形图 x 1 2m 处的质点在t 0 03s 时刻向y轴正方向运动 则 A 该波的频率可能是 125HZ 该波的波速可能是 10m s t 0 时x 1 4m 处质点的加速度方向沿y轴正方向 各质点在 0 03s 内随波迁移 0 9m 7 北京卷 一列横波沿轴正向传播 为介质中的沿波传播方向上四个x 质点的平衡位置 某时刻的波形如图 1 所示 此后 若经过 3 4 周期开始计时 则图 2 描述 的是 y m x m 图 1 O P 6 12 18 24 精品文档 2欢迎下载 处质点的振动图像 处质点的振动图像 处质点的振动图像 处质点的振动图像 答案 答案 B 8 如图 一列简谐横波沿轴正方向传播 实线和虚线分别表示 t1 0 t2 0 5s T 时的波形 x 能正确反映时波形的是图 3 7 5ts 答案 D 解析 解析 因为 t2 T 可确定波在 0 5s 的时间沿 x 轴正方向传播 即 所以 1 4 1 0 5 4 Ts T 2s 波峰沿 x 轴正方向传播 从处到处 选 D 3 3 7 53 4 tsT 3 4 1 4 9 天津卷 一列简谐横波沿 x 轴正向传播 传到 M 点时波形如图所示 再经 0 6s N 点 开始振动 则该波的振幅 A 和频率 f 为 A A 1m f 5Hz B A 0 5m f 5Hz C A 1m f 2 5 Hz D A 0 5m f 2 5 Hz 答案答案 D 10 福建卷 一列简谐横波在 t 0 时刻的波形如图中的实线所示 t 0 02s 时刻的波形如 图中虚线所示 若该波的周期 T 大于 0 02s 则该波的传播速度可能是 A 2m s B 3m s C 4m s D 5m s 答案 B 解析 这类问题通常有两种解法 解法一 质点振动法 1 设波向右传播 则在 0 时刻 x 4m 处的质点往上振动 设经历时间时质点运动到波峰的位置 则 即t 1 4 tn T 40 08 4141 t T nn 当 n 0 时 T 0 08s 0 02s 符合要求 此时 0 08 1 0 08 vm s T 当 n 1 时 T 0 016s 0 02s 不符合要求 2 设波向左传播 则在 0 时刻 x 4m 处的质点往下振动 设经历时间时质点运动到波峰的位置 则 即t 3 4 tn T 40 08 4343 t T nn 当 n 0 时 T s 0 02s 符合要求 此时 0 08 3 0 08 3 0 08 3 vm s T 当 n 1 时 T 0 02s 不符合要求 0 08 7 s 综上所述 只有 B 选项正确 解法一 波的平移法 精品文档 3欢迎下载 1 设波向右传播 只有当波传播的距离为时 实线才会和虚线重合 0 020 08xn 即 0 时刻的波形才会演变成 0 02s 时的波形 0 02ts 所以 0 020 08 14 0 02 xn vn t 0 08 41 T vn 当 n 0 时 T 0 08s 0 02s 符合要求 此时141 vnm s 当 n 1 时 T 0 016s 0 02s 不符合要求 2 设波向左传播 只有当波传播的距离为时 实线才会和虚线重合 即0 060 08xn 0 时刻的波形才会演变成 0 02s 时的波形 0 02ts 所以 0 060 08 34 0 02 xn vn t 0 08 43 T vn 当 n 0 时 T s 0 02s 符合要求 此时 0 08 3 343 vnm s 当 n 1 时 T 0 02s 不符合要求 0 08 7 s 综上所述 只有 B 选项正确 命题特点 本题考查机械波传播过程中的双向性 11 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 B 12 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 BC 13 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 ABD 14 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 1 1 由 v f知 在频率不变时 波速与波长成正比 即v1 v2 3 1 答案 C 15 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 4 1 纵坐标y为 A 而横坐标仍为 答案 B 16 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 4 10 m s 40 m s 所以只有 B 是正确的 T 1 答案 B 17 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 ABD 18 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