机械振动机械波常考题型

1、、振动类（全国卷D 21. 一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。£三°时刻振子的位移x =；4£3时刻/ = 时刻x=（Um 。该振子的振幅和周期可能为（8sA. m, 3 B. m, 8sC. m,D. m, 8s【答案】AD4【解析】在t= 3 s和t=4s两时刻振子的位移相同， 第一种情况是此时间差是周期的整数倍A E4-=T7 =-当n=1时 ？s。在W s的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是。A正确。第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则4 -一4 T （_。）十（4一一）二司丁一一_ _332 ,当n=0时T=8 s,且由于也

2、 是"的二倍说明振幅是该位移的二倍为。如图答案Do二、波的图像、波长、频率和波速之间关系类1 .波的基本概念类问题（天津卷）4 .一列简谐横波沿 x轴正向传播，传到 动，则该波的振幅 A和频率£为（）A. A=1m f=5HzB. A= f=5HzC. A=1m f= HzD. A= f= HzM点时波形如图所示，再经 0. 6s, N点开始振【答案】D（重庆卷）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（）/ 14田A.周期 B.波速 C.波长D.频率【答案】C【解析】只能确定波长，正确答案 Q题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道

3、时间差或波的 传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。（上海物理）16.如图，一列简谐横波沿 彳轴正方向传播，实线和虚线分别表示时的波形，能正确反映J =75*时波形的是图（）【答案】D1 兄 二 0.5s【解析】因为t2<T,可确定波在0. 5s的时间沿x轴正方向传播耳 ，即4,所以T=2s,与=7蘸=3T,波峰沿x轴正方向传播-A 144 ，从H 处到足处，选D。（浙江卷）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；t2=7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷。则以下说法正 确的是（）A,该横波的波长为2

4、mB.该横波的周期为4sC.该横波的波速为1m/sD.距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末【答案】BC"/是处理有关计算的【点评】处理此类题目的前提是掌握波的基本概念，其包括：波的定义，波的产生条件，波的分类， 波的波长、波速、频率、周期，波的图像等内容。波长、波速、频率三者关系关键。波的图像所反应的物理量包括：1 .振幅和波长，2.该时刻介质各质点的位移，3.已知波的传播方向，可确定该时刻介质各质点的振动方向，也可反过来应用，4.已知波的传播方向，可确定任意时刻的波形图，5.已知波的传播速度大小和方向，可确定图像上介质各质点的振动图象。这五点教师在教学 中及学生学习

5、中都应作为重点内容，必须熟练掌握。第五点在处理根据波的图像判断质点振动情况类问题 时尤其重要。2.波传播过程中多解问题（四川卷）16. 一列间谐横波沿直线由 A向B传播，A. B相距，如图是 A处质点的震动图像。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 （）y'tnA. s【答案】A【解析】在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出两质点间在该时刻的最少波形，然后根据间距和波长关系求波长（注意波的周期性）。波是由A向B传播的，而且在 A到达波峰的时刻，处于 B: 一.我/ = nA + A月二平衡位置向上运动，则最少波形关系如图

6、，所以有-, 而十1 ,4414 乂 0.4545y =二二-T0.4* （4位+1） 4人+ 1 ,当n=0时，v=s,当n=1时v=s,当n=2时v=s等，正确答案为A。&I（新课标卷）33.物理选修3-4 （2）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz,分别置于均匀介质中K轴上的0、A两点处，OA=2m ,如图所示。两波源产生的简谐横波沿X轴相向传播，波速为A配心。己知两波源振动的初始相位相同。求:1.O A （i）简谐波的波长；（11） OA间合振动振幅最小的点的位置。【解析】（i）设波长为兄，频率为v ,则y,代入已知数据，得“二1阳。（ii）以O为坐标原点，设 P为OA间

7、的任意一点，其坐标为x,则两波源到 P点的波长差为（）, ° ' & O 期中式、/以m为单位。&二3）兄合振动振幅最小的点的位置满足,？ ， k为整数解得：x=,。（上海物理）20.如图，一列沿或轴正方向传播的简谐横波，振幅为 2c波，波速为2四泮，在波的传 播方向上两质点”的的平衡位置相距。,4阳（小于一个波长），当质点出在波峰位置时，质点b在尤轴下方 与近轴相距上燃的位置，则（）a b z 0WJx0. 4 mA.此波的周期可能为0.6sB.此波的周期可能为1.2sC.从此时刻起经过0-% ,看点可能在波谷位置D.从此时刻起经过口巧吕，办点可能在波峰位置

8、1* 1L-04比 丁 a L2 _【析】如上图，4 12），4三1,2。根据 T ,2, a正确，从此时刻5T5 .1 A起经过0. 5s,即6,波沿x轴正方向传播=1. 0m,波峰到x=1. 2m处，b不在波峰，C错误。如下图，0十* +讴）'="' L.，根据"=亍， = 7=三=口予B错误；5T5 从此时可起经过 0. 5s,即,波沿x轴正方向传播3 =i. 0m,波峰到x=1. 0m处，x=0. 4的b 在波山I, D正确。Aj/ at（福建卷）15. 一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，1=时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于

9、0. 02s,则该波的传播速度可能是（）A. 2m/s B. 3m/sC. 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,设经历及时间时质点运动到波峰的位置，则e AM0 一职£ 二4 起十 1 44-1a 0.08p= 一 =当n=0时，T=>,符合要求，此时 T当n=1时，T=<,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&上时间时质点运动到波峰的位置，则_ 4 _ 0.08+ 3 4月十30 08当n=0时，T= s

10、> 0. 02s,符合要求，此时a cos 口 、=777=T 0 08亍0.08£当n=1时，T= 7 V0. 02s,不符合要求。综上所述，只有B选项正确。解法一：波的平移法(1)设波向右传播，只有当波传播的距离为Aa = 0.02 +0.08«时，实线才会和虚线重合，即0时刻的波形才会演变成时的波形，& =002s所以 -i7二出1v 4用十1当 n=0 时，T=>,符合要求，此时v=1 + 4w = b3/s当 n=1 时，T=< ,不符合要求。(2)设波向左传播，只有当波传播的距离为Aa = 0.06 +0.08«时，实线才会和

11、虚线重合，即0时刻的波形才会演变成0. 02s时的波形，射2sAz 0.06 + 0j0S« v= 所以 二0.02=3 +4 月0 08当n=0时，T= 3 s> 0, 02s,符合要求，此时用=加/占0.08£当n=1时，T= 7 V0. 02s,不符合要求。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。【启示】波的双向性、每一个质点的起振方向、质点的运动特征(不随波逐流)、波长与波速间的联系、机械波与电磁波的比较是主要考查对象，在复习中应重点把握。【点评】波的多解问题一般分为两类，其一、由间距和波长关系求波长或由时间和周期关系求周期这

12、 两种情况下的多解必需注意波的周期性。其二、波传播的双向性问题，即在波向左或向右传播两种情况下,由波的特性相关知识解决所求问题。这类问题基本成一个模式（如福建卷15题），难度适中。三、波的干涉、衍射现象类（上海物理）3.声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为（）A.声波是纵波，光波是横波B.声波振幅大，光波振幅小C.声波波长较长，光波波长很短D,声波波速较小，光波波速很大【答案】C【解析】本题借助声波考查机械波的衍射条件：障碍物的尺寸比波长小得多或与波长相差不多。（上海物理）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

13、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，图 b显示了波的干涉现象【答案】D四、根据波的图像判断质点振动情况类（全国卷2） 15. 一简谐木It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C. x=0处的质点在t= 4 s时速度为0D. x=0处的质点在t= s时速度值最大【答案】AB【解析】由波的图像可知半个波长是2m,波长是4m,周期是-3 . -他，A正确。波在沿或轴正方向传播，则 工=0的质点在沿尸轴的负方向传播，B正确。x=0的质点的位移是振幅的

14、一半则要运动到1T11.X S £ 平衡位置的时间是3412,则 4时刻x=0的质点越过了平衡位置速度不是最大，CD错误。（北京卷）17. 一列横波沿X轴正向传播，A, B, C, D为介质中的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（）ns 1闺 2A. A处质点的振动图像 C. C处质点的振动图像 【答案】B【解析】由波的图像经过B. B处质点的振动图像D. D处质点的振动图像Z周期，a到达波谷，b达到平衡位置向下运动,c达到波峰，d达到平衡位置向上运动，这是四质点在 0时刻的状态，只有 b的符合振动图像，答

15、案 B。（安徽卷）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。从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是（P为介质中的一个质点, ）A.尸变小，。变大B,L变小，以变小 C. y变大，S变大 D. U变大，S变小【答案】D【解析】由题图可得，波沿 x轴方向传播，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变大，选项D正确。五、结合声波、超声波综合应用类（海南卷）18. （2）如图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，工、号 是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示.报告者的声音放大后经喇

16、叭传回话筒再次放大时可能会产 生啸叫。为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为 340m/s ,若报告人声音的频率为 136Hz,问讲台上这样的位置有多少个【解析】相应于声频论的声波的波长是/式中"°酬人是空气中的声速。在图中，。是AB的中点，P是OB上任一点。将tF 心上表示S 4居户一昆产二比一32式中k为实数，当k=0, 2, 4,时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当 k=1, 3, 5, 一时, 从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知，O是干涉加强点；对于 B点，百一审=20活一15a二48 2所以，B点也是干涉加强点。因而 O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点。【点评】此题涉及的情形是报告厅会议室经常会出现的啸叫现象，题材新颖。巧妙地考察学生对机械波干涉知识的理解是否深刻，能否真的学以致用。（山东卷）37.物理一物理3-4 （1