12、机械振动与机械波-2010

1、（2010全国1 21）. 简谐振子沿 X轴振动，平衡位置在坐标原点。t = 0时刻振子的位移 X = -0.1m； t=4S时刻x =0.1m；t =4S时刻x = 0.1m。该振子的振幅和周期可能为388A. 0.1m，SB.0.1m，8 SC. 0.2m， SD.0.2m， 8 S33【答案】ACD【解析】由于o =2-，若T =8s，A = 0.1m，t = 0时刻振子的位移x= -0.1m;则振动方程为T3X - -0.1COS3t。当t= 4S时刻x= 0.1m ;当t = 4s时刻x = 0.1m，满足题设条件，A正确。若T = 8s ,43A = 0.1m , t= 0时刻振子

2、的位移Tt4x = -0.1m;则振动方程为 X = -0.1COSt。当 t= S 时刻 x = -0.2m;438当t = 4s时刻x= -0.1m，与题设条件不符，B错误。若T S , A = 0.2m ,t = 0时刻振子的位移x= -0.1m,3 二二33 二5 二4则振动方程为x =0.2sin（t )或 x =0.2sin(t - 464一)。t= S时刻 x =630.1m ;当 t= 4s 时刻x= 0.1m，满足题设条件，C正确。若T二8s，A 二 0.2m，t= 0时刻振子的位移x= -0.1m;则振动兀、兀5 :4方程为 x = 0.2sin( t -)或 x = 0.

3、2sin( t-）。当t= S时刻 x= 0.1m;当t = 4s时刻x =464630.1m，满足题设条件，D正确。正确选项：ACD【考点】振动的周期性引起的位移周期性变化。（2010全国卷2 15）. 一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则A. 波的周期为1sB. x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动1C. x=0处的质点在t s时速度为041D. x=0处的质点在ts时速度值最大4【答案】AB4【解析】由图可得半波长为2m，波长为4m。周期TS =1s，选项A正确。波沿x轴正方向传v 4播，则x=0的质点在沿y轴的负方向运动，选项 B正确。x=0的质

4、点位移为振幅的一半，要运动到平一 、1 T 11衡位置的时间是S，则t s时，x=0的质点不在平衡位置也不在最大位移处，故CD34124错误。【考点】波的图像识别、质点振动判断（2010北京高考17）.一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。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A.a处质点的振动图象C.c处质点的振动图象B.b处质点的振动图象D.d处质点的振动图象【答案】(2010福建高考15). 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.

5、02s，则该波的传播速度可能是A. 2m/sB. 3m/sC. 4m/sD. 5m/s【答案】Bo【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 o时刻x =4m处的质点往上振动，4n 1 4n 10.081m/s ；0.08设经历t时间时质点运动到波峰的位置，则 Lt =(丄 n)T，即T二丄4 = -0卫84当n=0时，T = 0.08s0.02s，符合要求，此时v= T当n =1时，T = 0.016s ： 0.02s，不符合要求。(2)设波向左传播，则在 o时刻x = 4m处的质点往下振动，4n 3 4n 30.08 c / 008 二3m/s ；设经历t时

6、间时质点运动到波峰的位置，则Lt =(3 n)T，即T =比上0.084当n = 0时，T =-0108s 0.02s，符合要求，此时v =3T当n =1时，T = 0.08s : 0.02s，不符合要求。7综上所述，只有B选项正确。解法二：波的平移法(1)设波向右传播，只有当波传播的距离为|_x =0.02 - 0.08n时，实线才会和虚线重合，即 o时刻的波形才会演变成0.02s时的波形，t = 0.02s，所以v唇吗34n，t 0.020.08T =v 4n 1当 n = 0 时，T = 0.08s0.02s，符合要求，此时 v = 1 4n = 1m/s ；当n =1时，T = 0.0

7、16s : 0.02s，不符合要求。(2)设波向左传播，只有当波传播的距离为|_x=0.06 0.08n时，实线才会和虚线重合，即刻的波形才会演变成0.02s时的波形，t =0.02s，所以v x二型2如t 0.02=3 4n，解析：由图可知,波沿X轴正方向传播,P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向，向平衡位置靠近,做加速度减小的加速运动，v变大，a变小，d正确。(2 0 1 0上海高考 2).利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示，则(A) 图a、b均显示了波的干涉现象(B) 图a、b均显示了波的衍射现象(C) 图a显示了波的干涉现象，图 b显示了波的衍射现象(D) 图a显示了波的衍射现象，

8、图 b显示了波的干涉现象【答案】D(2 0 1 0上海高考16).如右图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1 = 0和t2 = 0.5s (T0.5s)时的波形，能正确反映t3= 7.5s时波形的是图( )丁 人 0.08T 二v 4n +30.08当 n = 0 时，Ts 0.02s，符合要求，此时 v = 3 4n 二 3m/s ；3当n =1时，T = 0.08s : 0.02s，不符合要求。7综上所述，只有B选项正确。(2010安徽高考15). 一列沿X轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，p的速度v和加速度a

9、的大小变化情况是a. v变小，a变大b. v变小，a变小c. v变大，a变大d. v变大，a变小【答案】D答案：D(2010上海高考20).如图，一列沿传播方向上两质点a、b的平衡位置相距x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s。在波的0.4m (小于一个波长)，当质点a在波峰位置时，质点 b在x轴下方与x轴相距1cm的位置。则()04m(A) 此波的周期可能为 0.6s(B) 此波的周期可能为1.2s(C) 从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置（D）从此时刻起经过 0.5s, b点可能在波峰位置【答案】ACD【解析】如图，1.2T 二v2（-+丄）九=0.4，丸=1.2m

10、，根据412=0.6s , A正确；从此时刻起经过 0.5s ,v =一T5丁即一T ,6波沿x轴正方向传播5怎=1.0m ,波峰到x =1.2m处,6b不在波峰，c正确。1 1如右下图，（24丁 九 0.6T 二一v1） - 0.4 , - 0.6m ,根据 v =12T50.3s , B错误；从此时刻起经过 0.5s，即 T , 235沿x轴正方向传播1.0m ,波峰到x = 1.0m处，x = 0.4的b3在波峰，D正确。正确选项 ACD。（2010天津高考4）. 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 和频率f为A=1mf=5

11、HzA=0.5mf=5HzA=1mf=2.5Hz波TV - / 51A=0.5mD.【答案】Df=2.5Hz【解析】由题图的振幅 A=0.5m，波长 H4m。经0.6s,11 _5n点开始振动得波速 vm/s = 10m/s ,0.6所以频率f = 7 = 10 Hz = 2.5Hz , D正确。扎 45 为 1.0 X105Hz ,（2010山东高考37）. （8分）【物理一物理3-4】某（1）渔船常利用超声波来探测远外鱼群的方位。已知某超声波频率 时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。从该时刻开始计时，画出x =7.5 10 m处质点做简谐运动的振动图像（至少一个 周期）。4s,求鱼群

12、与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为动）。【答案】如图所示 3000m【解析】由于x =7.5 10”处质点，在负的最大位移处，其周期T=1x10_，质点做简谐运动的振动图像如图所示由波形图可以读出波长 入=15x 1m由波速公式v二 f = 1500m鱼群与渔船的距离X = vt二3000m2（2010重庆高考14）.一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A周期B波速C波长D频率【答案】C【解析】由图象可确定波的波长（2010四川高考16） 一列间谐横波沿直线由 A向B传播，A、E相距0 .45m,右图 是A处质点的振

13、动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向 y轴正方向运动, 这列波的波速可能是A . 4.5/sB . 3.0m/s C . 1.5m/sD .0.7m/s【答案】A【解析】由振动图象可得振动周期 T=0.4s，波由A向B传播，A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，a、B间的距离I =n 1 ,则波长： 41 ，波速44n +1T T(4 n 1)4 0.450.4 (4n1)8n 2当 n=0 时，v=4.5m/s ;当 n=1 时，v=0.9m/s ;当n=2 时，v=0.5m/s 等，A 正确。（2010浙江高考18）.在O点有一波源，t = 0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。t1=4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；