2019-3-15-高中-物理-机械波-计算题

1、精选优质文档-倾情为你奉上2019-3-15 高中 物理 机械波 计算题（考试总分：100 分 考试时间： 120 分钟）一、 计算题 （本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）1、如图所示，a是一列正弦波在t0时刻的波形曲线，P是波形曲线上的一个质点b是t0.4 s时的波形曲线(1) 求这列波的波速.(2) 若波向右传播，质点P在t0时刻振动方向如何？它的最大周期为多少？(3)若该波0.4s内的传播距离为30m，则此时波的传播方向如何？2、一列简谐横波沿x轴传播，该波中有平衡位置相距18m的a、b两质点，某时刻a正处在正向最大位移处，另一点b恰好通过平衡位置向y负方向振动，若6m

2、25m，求此波的波长的可能值。3、如图所示实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：t2t1<T，问：（1）若波速向右，波速多大？（2）若波速向左，波速多大？4、甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播,t=0时的波形图像如图所示,如果两列波的波速都是10m/s,求:（1）甲、乙两列波的频率各是多少（2）第几秒末两列波相遇?相遇时C、D两点间有哪些点位移最大5、如图甲所示，在均匀介质中P、Q两质点相距d3 m，质点P的振动图像如图乙所示，已知t0时刻，P、Q两质点都在平衡位置，且P、Q之间只有一个波峰。求：(1

3、)质点Q第一次出现在波谷的时间。(2)波的传播速度；6、一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长80cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=40cm处的两个质点。t0时开始观测，此时质点O的位移y=-8cm，质点A处于y=-16cm的波谷位置；t0.5s时，质点O第一次回到平衡位置，而t=1.5s时，质点A第一次回到平衡位置。求：（）这列简谐横波的周期T、波速v和波长；（）质点A振动的位移y随时间t变化的关系式。7、如图所示，实线是一列简谐波在某时刻的波形曲线，虚线是在该时刻0.2s后的波形曲线（1）若波向左传播，求波传播的可能距离。（2）若波向右传播，求波的最大周期。 （3）若波速是

4、435m/s，求波的传播方向。8、如图甲、乙分别是波传播路径上M、N两点的振动图象，已知MN=1m若此波从M向N方向传播，则波传播的最大速度为多少？若波传播的速度为1000m/s，则此波的波长为多少？波沿什么方向传播？9、列横波没x轴传播，在t1=0和t1=0.005s时的波形图线如图所示。如果波沿x轴正方向传播，波速是多大；如果波沿x轴负方向传播，波速又是多大。10、一列简谐横波在t=13s时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。专心-专注-专业一、 计算题 （本题共计 10 小题，每题 1

5、0 分，共计100分）1、【答案】(1) 20n5 (m/s) (n0,1,2) 20n15 (m/s) (n0,1,2) (2) P点向-y方向运动，1.6s (3)波沿x轴负方向传播【解析】试题分析：波形均有空间上的周期性，分波形左、右两种移动方向，先求解波形位移的通项，然后求解速度的通项；利用波形平移法得到质点P在t=0时刻的运动方向。解：(1) 由图可知，波长8 m，若波沿x轴正方向传播，则在0.4秒内传播的距离为：(n+14) 故波速为：v1=(n+14)0.4=(20n+5)ms （n=0，1，2，）若波沿着x轴负方向传播，则在0.4s内传播的距离为: (n+34)故波速为：v2=

6、(n+34)0.4=(20n+15)ms（n=0，1，2，）；(2) 若这列波向右传播，当n=0时，周期最大即Tmax=4×0.4s=1.6s 利用波形平移法，P点向-y方向运动；(3)v'=x't=300.4m/s=75m/s 满足v220n15 (m/s) (n3)所以该波沿x轴负方向传播。2、【答案】若波向右传播，波长的可能值为14.4m和8m；若波向左传播，波长的可能值为24m，10.3m和6.5m【解析】若波沿x轴负方向传播，依题意作出A、B之间的最简波形如图1所示xb-xa=n+14=18m可得=724n+1m（n=0,1,2,3.）由于6m<<

7、;25m可得此波的波长的可能值为14.4m和8m若波沿x轴正方向传播，依题意作出A、B之间的最简波形如图2所示xb-xa=n+34=18m可得=724n+3m（n=0,1,2,3）由于6m<<25m，可得此波的波长的可能值为24m、10.3m和6.5m3、【答案】（1）v=x/t=6m/s （2）v=x/t=10m/s【解析】【详解】（1）t2-t1<T，所以波传播的距离小于一个波长，若波向右传播，波传播的距离为x1=3m则波速为 v1=x1t30.5m/s=6m/s（2）同理可得：若波向左传播，波传播的距离为x2=5m 则波速为 v2=x2t50.5m/s=10m/s4、【

8、答案】(1) 2.5Hz 2.5Hz (2) 0.2s ，C、D间有x=5m和x=7m处的点位移最大【解析】（1）由题图知：=4m，又因v=10m/s，所以由v=f得 f=v=104Hz=2.5Hz故甲、乙两列波的频率均为2.5Hz（2）设经t时刻两波相遇，则 2vt=4m所以 t=42×10 s=0.2s又因T=1f=12.5s=0.4s，故波分别向前传播2相遇此时两列波的图象如图中的虚线所示故CD间有x=5m和x=7m处的点位移最大5、【答案】(1) 0.45 s或0.15 s； (2) 10 m/s、5 m/s或103m/s；【解析】(1) Q在平衡位置，有

9、向上、向下运动两种可能当Q在平衡位置向上运动时，点Q下一次出现在波谷的时间是t34T=0.45 s 当Q在平衡位置向下运动时，点Q下一次出现在波谷的时间是t14T=0.15 s(2)由图乙可得该波的周期T0.6 s若P、Q间没有波谷，P、Q间距离等于半个波长，即6 m，波速vT=60.6m/s10 m/s若P、Q间有一个波谷，P、Q间距离等于一个波长，即3 m，波速vT=30.6m/s5 m/s若P、Q间有两个波谷，则32=3m，即2 m，波速vT=20.6m/s103 m/s。6、【答案】（）T=6.0s、v=0.40m/s、=2.4m（）或；【解析】（）设振动周期为T，由于质点A在0到1.

10、5s内由负最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是四分之一周期，故振动周期为：T=6.0s；由于质点OA距离d=0.40m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t=0.5s时回到平衡位置，而t=1.5s时A紧接着回到平衡位置，可知波从O传到A的时间为：t=1.0s故此简谐波的传播速度： 据波长、波速和周期的关系，可得该波的波长： （）设质点A的位移随时间变化的关系式为： 已知t=0时，y=-0.16m，有： t=1.5s时，y=0，有： 联立解得： A=0.16m因此质点A的位移随时间变化的关系为： （或： ）7、【答案】（1）(4n+3)m （2）0.8s （3）左【解析】（1）假定波向左传播

11、时，波传播的最短距离为34波长，由图可以知道波长=4m，所以传播的最小距离为xmin=34x=3m（2）若这列波向右传播，则有t=n+14下得周期T=4t4n+1，（n=0，1，2），在所有可能的周期中，当n=0时的最大，故Tmax=0.8s（3）若波速为35m/s，在0.2s内传播的距离x=vt=35×0.2=7(m)=134，所以波向左传播8、【答案】10003m/s 4m，波从N向M方向传播【解析】由图可知，该波的周期为 T=4×103s当简谐波从M向N方向传播时，M、N两点间的距离 s=（n+34）则得 =4s4n+3= 44n+3，（n=0，1，2，3，）波速 v

12、=T=10004n+3m/s，（n=0，1，2，3，）当n=0时，波速最大，即最大速度为10003m/s若波传播的速度为1000m/s，则此波的波长为 =vT=4m；则MN=14，根据波形的平移法可知，波从N向M方向传播9、【答案】(1)400（1+4n）m/s(n=0，1,2,3，)； (2)400（3+4n）m/s（n=0,1,2,3，）；【解析】波沿x轴正方向传播，则在t=0.005s内传播的距离s=2+8n(n=0,1,2,3.) 故波速v=st=2+8n0.005ms=400(1+4n)ms(n=0,1,2,3.)；若波沿x轴负方向传播则在t=0.005s内传播的距离s=6+8n(n=0,1,2,3.)故波速v=st=6+8n0.005ms=400(3+4n)ms(n=0,1,2,3.)10、【答案】（1）v=18cm/s波沿负方向传播； （2）xQ=9 cm【解析】本题考查波动图像