江苏高考物理复习第十二章机械振动机械波光电磁波相对论简介第2讲机械波

第2讲 机械波

1． 一列横波沿x 轴正方向传播，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(a)所示，此后，若经过34

周期开始计时，则图(b) 描述的是( )．

图1

A ．a 处质点的振动图象

B ．b 处质点的振动图象

C ．c 处质点的振动图象

D ．d 处质点的振动图象

解析 由图(a)看出，从该时刻经过3/4周期，质点a 、b 、c 和d 分别运动到波谷、平衡位置、波峰和平衡位置，从而排除选项A 和C ；因到达平衡位置的b 和d 的运动方向分别沿y 轴负、正方向，故图(b)所表示的是b 处的质点的振动图象．

答案 B

2． 一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图2所示，再经0.6 s ， N 点开始振动，则该波的振幅A 和频率f 为( )．

图2

A ．A ＝1 m f ＝5 Hz

B ．A ＝0.5 m f ＝5 Hz

C ．A ＝1 m f ＝2.5 Hz

D ．A ＝0.5 m f ＝2.5 Hz

解析 由题干图可知振幅A ＝0.5 m ．波从M 传到N 的过程，波速v ＝x t ＝11－50.6

m/s ＝10 m/s.由图可知λ＝4 m ，所以T ＝λv ＝0.4 s ，f ＝1T

＝2.5 Hz.D 正确． 答案 D

3．如图3所示为一列在均匀介质中沿x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4 m/s.图中“A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H ”各质点中( )．

图3

A ．沿y 轴正方向速率最大的质点是D

B ．沿y 轴正方向加速度最大的质点是B

C ．经过Δt ＝0.5 s 质点

D 将向右移动2 m

D ．经过Δt ＝2.5 s ，质点D 的位移是0.2 m

解析 在平衡位置的质点速率最大，又从传播方向可以判断，质点D 向上振动，质点H 向下振动，所以A 项正确；在最大位移处的质点加速度最大，加速度的方向与位移方向相反，B 质点的加速度方向向下，B 项错误；质点只能在平衡位置两侧上下振动，并不

随波迁移，C 项错误；波传播的周期T ＝λv

＝1 s ，经过Δt ＝2.5 s ＝2.5T ，质点D 仍位于平衡位置，所以位移为0，D 项错误．

答案 A

4． 一列简谐横波在某一时刻的波形图如图4甲所示，图中P 、Q 两质点的横坐标分 别为x ＝1.5 m 和x ＝4.5 m ．P 点的振动图象如图4乙所示．在下列四幅图中，Q 点的振动图象可能是( )．

甲 乙

图4

解析 该波的波长为4 m ，P 、Q 两点间的距离为3 m ．当波沿x 轴正方向传播时，P 在平衡位置向上振动，而Q 点此时应处于波峰，B 正确；当波沿x 轴负方向传播时，P 点处于平衡位置向下振动，而此时Q 点应处于波谷，C 正确．

答案 BC

5．质点O振动形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形图如图5甲所示，当波传到x＝3 m处的质点P时开始计时，质点P的振动图象如图乙所示，

则( )．

图5

A．该波的频率为25 Hz

B．该波的传播速度为2 m/s

C．质点O开始振动时沿y轴正方向

D．从t时刻起，经过0.015 s，质点P将回到平衡位置

解析根据题图可知，该波的波长λ＝8 m，周期T＝0.04 s，所以波速v＝λ/T＝200 m/s，频率f＝1/T＝25 Hz，选项A正确，B错误；根据甲图，t时刻机械波刚好传播到x＝8 m 处的质点，已知机械波沿x轴正方向传播，该质点的起振方向为y轴负方向，这与波源的起振方向相同，所以质点O开始振动时沿y轴负方向，也可利用乙图看出质点P的起振方向沿y轴负方向，选项C错误；经过0.015 s波传播的距离为x＝200×0.015 m＝3 m，从t时刻起经过0.015 s质点P左侧距离质点P 3 m远的质点O的振动情况传到P 点，即P点回到平衡位置，选项D正确．

答案AD

6．一列简谐横波以v＝24 m/s的速度水平向右传播，在t1、t2两时刻的波形分别如图6中实线和虚线所示，图中两波峰处质点A、B的平衡位置相距7 m，质点的振动周期为T，且3T<(t2－t1)<4T，在(t2－t1)时间内波向右传播的距离为25 m，则这列波

的波长为________ m，这列波中各质点的振

动周期T＝________ s.

图6

解析由题意知3λ＋7 m＝25 m，解得波长λ＝6 m，由λ＝vT得这列波中各质点的振动周期T＝λ/v＝0.25 s.

答案 6 0.25

7．如图7所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，那么：

甲 乙

图7

(1)该波的传播速度为________m/s ；

(2)该波的传播方向为________(填“向左”或“向右”)；

(3)图甲中Q 点(坐标为x ＝2.25 m 处的点)的振动方程为：y ＝________cm.

解析 (1)波的周期T ＝2 s ，波长λ＝1 m ，

波速v ＝λT

＝0.5 m/s. (2)P 点向上运动，不难判断波是向左传播．

(3)Q 点此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图象是一条余弦曲线，A ＝0.2cm ，ω＝2πT ＝π，Q 点的振动方程为y ＝0.2cos (πt )．

答案 (1)0.5 (2)向左 (3)0.2cos (πt )

8． 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图6中实线所示，

t ＝0.1 s 时刻的波形如图8中的虚线所示．波源不在坐标原点O ，P 是传播介质中离坐标原点2.5 m 处的一个质点．则以下说法正确的是( )．

图8

A ．波的频率可能为7.5 Hz

B ．波的传播速度可能为50 m/s

C ．质点P 的振幅为0.1 m

D ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点也一定向上振动

解析 从题图中可以看出从实线传播到虚线的时间为：t ＝⎝ ⎛⎭

⎪⎫n ＋14T (n ＝0,1,2，…)，波的频率为f ＝1T ＝4n ＋14t ＝4n ＋14×0.1

Hz ＝2.5(4n ＋1) Hz(n ＝0,1,2，…)，A 错误；从图中得出波长为：λ＝4 m ，波的传播速度为v ＝λf ＝10(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2，…)，当n ＝1时，v ＝50 m/s ，B 正确；从图中可以看出质点P 的振幅为0.1 m ，C 正确；从图中