第十一章机械波作业答案教学内容

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第十一章--机械波作业答案

一. 选择题[ C ]1. 一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时的波形曲线如图所示,则原点O 的振动方程为<A> )21(cos 50.0ππ+=t y , <SI>．<B> )2121(cos 50.0ππ-=t y , <SI>．<C> )2121(cos 50.0ππ+=t y , <SI>．<D> )2141(cos 50.0ππ+=t y ,<SI>．提示：设O 点的振动方程为O 0()cos()y t A t ωϕ=+.由图知,当t=2s 时,O 点的振动状态为：[ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t 时刻的波形图,BC 为波密介质的反射面,波由P 点反射,则反射波在t 时刻的波形图为提示：由题中所给波形图可知,入射波在P 点的振动方向向下；而BC 为波密介质反射面,故在P 点反射波存在"半波损失〞,即反射波与入射波反相,所以,反射波在P 点的振动方向向上,又P 点为波节,因而得答案B.[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播,t = 0 时刻的波形图如图所示,则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是[ B ]4.一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是<A> 动能为零,势能最大． <B> 动能为零,势能为零． <C>动能最大,势能最大． <D> 动能最大,势能为零．提示：动能=势能,在负的最大位移处时,速度=0,所以动能为零,势能也为零.[ B ]5. 在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动<A> 振幅相同,相位相同． <B> 振幅不同,相位相同．<C>振幅相同,相位不同． <D> 振幅不同,相位不同．提示：根据驻波的特点判断.[ C ]6. 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I 1 / I 2 = 4,则两列波的振幅之比是<A> A 1 / A 2 = 16．<B> A 1 / A 2 = 4．<C> A 1 / A 2 = 2．<D> A 1 / A 2 = 1 /4．二. 填空题1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时,若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10 J,则在)(T t +2. 一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面,波速u 与该平面的法线0n 的夹角为θ,则通过该平面的能流是cos IS θ.提示：θIScos IS ==⊥流过该平面的能流3. 如图所示,波源S 1和S 2发出的波在P 点相遇,P 点距波源S 1和S 2的距离分别为 3λ 和10 λ / 3 ,λ 为两列波在介质中的波长,若P 点的合振幅总是极大值,则两波在P 点的振动频率相同,波源S 1 的相位比S 2 的相位领先43π．4.设沿弦线传播的一入射波的表达式为]2cos[1λωxt A y π-=,波在x = L 处〔B 点〕发生反射,反射点为自由端〔如图〕．设波在传播和反射过程中振幅不变,则反射波的表达式是y 2 = 24cos xL A t ππωλλ⎛⎫=+-⎪⎝⎭．提示：因为反射点为自由端,所以反射波没有半波损失,反射波与入射波在B 点引起的振动同相.PS S5. 一静止的报警器,其频率为1000 Hz,有一汽车以79.2 km 的时速驶向和背离报警器时,坐在汽车里的人听到报警声的频率分别是1065Hz 和935Hz 〔设空气中声速为340 m/s 〕．6. 一球面波在各向同性均匀介质中传播,已知波源的功率为100W,若介质不吸收能量,则距波源10 m 处的波的平均能流密度为7.96×10-2 W/m 2．提示：根据平均能流密度I 和功率P 的关系,得7. 一弦上的驻波表达式为t x y 1500cos 15cos 100.22-⨯= <SI>．形成该驻波的两个反向传播的行波的波速为100 m/s ．场强度为)312cos(300π+π=t E x ν<SI>,则O 点处磁场强度为0.796cos(2ππ/3) (A/m)y H t ν=-+．在图上表示出电场强度,磁场强度和传播速度之间的相互关系．提示：根据电磁波的性质,E H S ⨯=,三者的关系如图所示.E H 和同相,H ∴三. 计算题1.图示一平面余弦波在t = 0 时刻与t = 2 s 时刻的波形图．已知波速为u ,求 <1> 坐标原点处介质质点的振动方程；<2> 该波的波动表达式．解：<1> 比较t = 0 时刻波形图与t = 2 s 时刻波形图,可知此波向左传播〔向x 轴负向传播〕.设坐标原点O 处质点的振动方程为()00,cos()y t A t ωϕ=+.在t = 0时刻,O 处质点的振动状态为：0(0,0)cos 0y A ϕ==,00v sin 0A ωϕ=->, 故02ϕ=-π又t = 2 s,O 处质点位移为/cos(2)2A A ω=-π,且振动速度>0,所以224ω-=-ππ, 得 8ω=π∴振动方程为()0,cos()82y t A t =-ππ<SI><2> 由图中可见,波速为u = 20 /2 m/s = 10 m/s,向x 轴负向传播；又有()0,cos()82y t A t =-ππ ∴波动表达式为(),cos 8102x y x t A t ⎡⎤⎛⎫=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ππ 〔SI 〕2. 一平面简谐波沿Ox 轴的负方向传播,波长为λ ,P 处质点的振动规律如图所示． <1> 求P 处质点的振动方程； <2> 求此波的波动表达式；<3> 若图中λ21=d ,求坐标原点O 处质点的振动方程．解：<1> 设P 处质点振动方程为0()cos()P y t A t ωϕ=+,由振动曲线可知,在t = 0时刻,0cos A A ϕ-=,∴0ϕπ=； t=1s 时,0cos()A ωπ=+,且振动速度>0,∴32πωπ+=,2πω=； ∴cos()2P y A t π=+π <SI><2> 设波速为u,则24u Tλωλλπ===,且波沿Ox 轴的负方向传播, ∴波动表达式为2(,)cos cos ()22x d y x t A t A t x d u λ⎡π-⎤ππ⎛⎫⎡⎤=++π=+-+π ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦<SI> <3> λ21=d 时,将x=0代入波动表达式,即得O 处质点的振动方程3. 如图所示,两相干波源在x 轴上的位置为S 1和S 2,其间距离为d = 30 m,S 1位于坐标原点O ．设波只沿x 轴正负方向传播,单独传播时强度保持不变．x 1 = 9 m 和x 2 = 12 m 处的两点是相邻的两个因干涉而静止的点．求两波的波长和两波源间最小相位差．解：设S 1和S 2的振动初相位分别为10ϕ和20ϕ,在x 1点两波因干涉而静止,所以在x 1点两波引起的振动相位差为π的奇数倍,即()()12010112πd x x ϕϕϕλ∆=----⎡⎤⎣⎦π+=)12(K ① 同理,在x 2点两波引起的振动相位差()()22010222πd x x ϕϕϕλ∆=----⎡⎤⎣⎦π+=)32(K ② ②－①得：214()2x x λ-=ππ, ∴6)(212=-=x x λm ；由①得：120102(21)2(25)d x K K ϕϕλ--=++=+πππ；当K = -2、-3时相位差最小：2010ϕϕ-=±π4. 一平面简谐波在介质中以速度u = 20 m/s 自左向右传播．已知在传播路径上的某点A 的振动方程为)4cos(3.0π-π=t y <SI>.另一点D 在A 点右方9米处．<1> 若取x 轴方向向左,并以A 为坐标原点,试写出波的表达式,并求出D 点的振动方程．<2> 若取x 轴方向向右,以A 点左方5米处的O 点为x 轴原点,再写出波的表达式与D 点的振动方程．解：该波波速u = 20 m/s,(1) 若取x 轴方向向左,并以A 为坐标原点,则由已知条件知：)4cos(3.0),0(ππ-=t t y 〔m 〕所以,波的表达式为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=-+=πππ)20(4cos 3.0))(4cos(3.0),(x t u x t t x y π〔m 〕 D 点的坐标为x D = -9 m 代入上式有)544cos(3.0)5144cos(3.0)209(4cos 3.0),(ππππππ-=-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=t t t t x y D 〔m 〕(2) 若取x 轴方向向右,以A 点左方5米处的O 点为x 轴原点,则由已知条件知：)4cos(3.0),5(ππ-=t t y 〔m 〕所以,波的表达式为)54cos(3.0)5(4cos 3.0),(x t u x t t x y πππ-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=π〔m 〕 D 点的坐标为x D = 14 m 代入上式, 有)544cos(3.0)5/144cos(3.0ππ-=-=t t y D ππ<m>此式与<1> 结果相同.5．由振动频率为 400 Hz 的音叉在两端固定拉紧的弦线上建立驻波．这个驻波共有三个波腹,其振幅为0.30 cm ．波在弦上的速度为320 m/s ．<1> 求此弦线的长度．<2> 若以弦线中点为坐标原点,试写出弦线上驻波的表达式．解：<1> 23λ⨯=Lλν = u∴20.14003202323=⨯==νu L m 〔2〕设驻波的表达式为)cos()cos(103),('3ϕωϕ++⨯=-t kx t x y πππνλπ25320400222=⨯===u k 〔m -1〕πππνω80040022=⨯== 〔rad/s 〕弦的中点x=0是波腹, 故πϕϕϕor kx x 0,1cos )cos(''0'=∴==+=所以)800cos(25cos 100.3),(3ϕπ+⨯±=-t x t x y π <m>式中的ϕ由初始条件决定.[选做题]1．如图,一角频率为ω,振幅为A 的平面简谐波沿x 轴正方向传播,设在t = 0时该波在原点O 处引起的振动使媒质元由平衡位置向y 轴的负方向运动．M 是垂直于x 轴的波密媒质反射面．已知OO ＇= 7 λ /4,PO ＇= λ /4〔λ为该波波长〕；设反射波不衰减,求： <1> 入射波与反射波的表达式;；<2> P 点的振动方程．解：<1> 设O 处振动方程为00cos()y A t ωϕ=+当t = 0时,y 0 = 0,v 0 < 0,∴012ϕπ=∴)21cos(0π+=t A y ω入射波朝x 轴正向传播,故入射波表达式为)22cos(2)(cos ),πλωπω+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=x t A ux t A t x y π（入在O ′处入射波引起的振动方程为由于M 是波密媒质反射面,所以O ′处反射波振动有一个相位的突变π．∴)cos(t 47π+π-=t A y ωλ），（反t A ωcos = 所以反射波表达式为<2> 合成波为),(),(),(t x y t x y t x y 反入+=]22cos[π+π-=x t A λω]22cos[π+π++x t A λω 将P 点坐标λλλ234147=-=x 代入上述方程,得P 点的振动方程为)2cos(2π+-=t A y P ω。

人教版高中物理选修34第十一章《机械振动》单元测试题(解析版)

人教版高中物理选修34第十一章《机械振动》单元测试题（解析版）一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.在1 min内甲振动30次，乙振动75次，那么()A．甲的周期0.5 s，乙的周期1.25 sB．甲的周期0.8 s，乙的周期2 sC．甲的频率0.5 Hz，乙的频率1.25 HzD．甲的频率0.5 Hz，乙的频率0.8 Hz2.一个质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系图线如下图，在t＝4 s时，质点的()A．速度为正的最大值，减速度为零B．速度为负的最大值，减速度为零C．速度为零，减速度为正的最大值D．速度为零，减速度为负的最大值3.弹簧振子在做简谐运动，振动图象如下图，那么以下说法正确的选项是()A．t1、t2时辰振子减速度大小相等，方向相反B．t1、t2时辰振子的速度大小相等，方向相反C．t2、t4时辰振子减速度大小相等，方向相反D．t2、t3时辰振子的速度大小相等，方向相反4.一个弹簧振子，第一次用力把弹簧紧缩x后末尾振动，第二次把弹簧紧缩2x后末尾振动，那么两次振动的周期之比和最大减速度的大小之比区分为()A． 1∶21∶2B． 1∶11∶1C． 1∶11∶2D． 1∶21∶15.在同一地点，单摆甲的周期是单摆乙的周期的4倍，以下说法正确的选项是()A．甲的频率是乙的4倍B．甲的摆长是乙的16倍C．甲的振幅是乙的4倍D．甲的振动能量是乙的4倍6.如下图，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，那么这个单摆的周期为()A．T＝2πB．T＝2πC．大于T＝πD．小于T＝2π7.关于机械振动，以下说法正确的选项是( )A．往复运动就是机械振动B．机械振动是靠惯性运动的，不需求有力的作用C．机械振动是受回复力作用D．回复力是物体所受的合力8.一个摆长约1 m的单摆，在以下的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽能够增大，应选用的驱动力是()A．B．C．D．9.如下图，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一同在润滑水平面上做简谐运动，振动进程中A、B之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k，当物体分开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于()A． 0B．kxC．kxD．kx10.在做〝用单摆测定重力减速度〞的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是()A．适当加长摆线B．质量相反，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D．当单摆经过平衡位置时末尾计时，经过一次全振动后中止计时，用此时间距离作为单摆振动的周期11.两个相反的单摆运动于平衡位置，使摆球区分以水平初速度v1、v2(v1＞v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅区分为f1、f2和A1、A2，那么()A．f1＞f2，A1＝A2B．f1＜f2，A1＝A2C．f1＝f2，A1＞A2D．f1＝f2，A1＜A212.做简谐运动的物体，其减速度a随位移x变化的规律应是以下图中的()A．B．C．D．13.依据图可知，关于一次全振动，以下说法中正确的选项是()A．从B经O运动到C的进程B．从恣意一点动身再回到该点的进程C．从恣意一点动身再初次同方向经过该点的进程D．从平衡位置动身再次回到平衡位置的进程14.以下选项中，属于对进程树立物理模型的是()A．质点B．简谐运动C．点电荷D．理想气体15.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的选项是()A．速度一定为正值，减速度一定为负值B．速度一定为负值，减速度一定为正值C．速度不一定为负值，减速度不一定为正值D．速度不一定为负值，减速度一定为正值二、多项选择题(每题至少有两个正确答案)16.(多项选择)单摆在竖直平面内往复运动，以下说法正确的选项是()A．其最大摆角小于5°B．其回复力是由摆球的重力和悬线拉力的合力提供的C．测量周期时应该从摆球经过平衡位置末尾计时D．〝秒摆〞是摆长为1 m、周期为1 s的单摆17.(多项选择)如下图，弹簧振子在润滑水平杆上的A、B之间做往复运动，O为平衡位置，以下说法正确的选项是()A．弹簧振子运动进程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动进程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C．振子由A向O运动进程中，回复力逐渐增大D．振子由O向B运动进程中，回复力的方向指向平衡位置18.(多项选择)以下说法中正确的选项是()A．有阻力的振动叫做受迫振动B．物体振动时遭到外力作用，它的振动就是受迫振动C．物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动D．物体在周期性外力作用下振动，它的振动频率最终等于驱动力频率19.(多项选择)如下图，一轻弹簧上端悬于顶壁，下端挂一物体，在AB之间作简谐运动，其中O点为它的平衡位置，物体在A时弹簧处于自然形状．假定v、x、F、a、E k、E p区分表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、减速度、动能和势能，那么()A．物体在从O点向A点运动进程中，v、E p减小向而x、a增大B．物体在从B点向O点运动进程中，v、E k增大而x、F、E p减小C．当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、E k、E p的大小均相反D．当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、E k的大小均相反，但E p大小不同20.(多项选择)以下几种运动中属于机械振动的是()A．乒乓球在空中上的上下运动B．弹簧振子在竖直方向的上下运动C．秋千在空中来回的运动D．竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动三、实验题21.物理小组的同窗们用如图甲所示的实验器材测定重力减速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器(其中光电门1更接近小球释放点)，小型电磁铁一个(用于吸住或释放小钢珠)、网兜．实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h.甲乙(1)运用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，那么小球直径为______cm.(2)如图甲，改动光电门1的位置，坚持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不思索空气阻力，小球的减速度为重力减速度g，那么h、t、g、v四个物理量之间的关系为h＝____________.(3)依据实验数据作出h－t图线，假定图线斜率的相对值为k，依据图线可求出重力减速度大小为t______．四、计算题22.如下图是一个质点做简谐运动的图象，依据图象回答下面的效果：(1)振动质点分开平衡位置的最大距离；(2)写出此振动质点的运动表达式；(3)在0～0.6 s的时间内质点经过的路程；(4)在t＝0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向；(5)振动质点在0.6 s～0.8 s这段时间内速度和减速度是怎样变化的？(6)振动质点在0.4 s～0.8 s这段时间内的动能变化是多少？五、填空题23.一个质点做简谐运动，振幅为4 cm，频率为2.5 Hz，假定质点从平衡位置末尾向正方向运动时末尾计时，经过 2 s，质点完成了______次全振动，经过的路程为______m,1.1 s末振子的位移______m.24.某同窗在做〝应用单摆测重力减速度〞实验中，用20分度的游标卡尺测小球直径如图乙所示；小球的直径为______mm.假定某次测量时间结果如图甲所示，那么秒表的读数是______s.甲乙25.在做〝用单摆测定重力减速度〞的实验中，某同窗先测得摆线长为92.50 cm，然后用秒表记载了单摆做45次全振动的时间，摆球的直径和秒表的读数如下图，该单摆的摆长为______cm，单摆的周期为______s.26.将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开4 cm后放手，让它做振动．假设从放手到第一次回到平衡位置的时间为0.1 s，那么弹簧振子在2 s内完成______次全振动，振子在5 s内经过的路程为______m.27.一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记载笔，在竖直面内放置有一记载纸．当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记载纸，记载笔在纸上留下如下图的图象．y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标．由此图求振动的周期为____________和振幅为____________．六、简答题28.如下图是某质点做简谐运动的振动图象．依据图象中的信息，回答以下效果：(1)质点分开平衡位置的最大距离有多大？(2)质点在10 s末和20 s末的位移是多少？(3)质点在15 s和25 s末向什么方向运动？(4)质点在前30 s内的运动路程是多少？答案解析1.【答案】C【解析】T甲＝s＝2 s，f甲＝＝0.5 Hz，T2＝s＝0.8 s，f乙＝1.25 Hz.2.【答案】B【解析】在t＝4 s时，质点在平衡位置，所以回复力等于0，物体的减速度等于0；此时物体正在向x的负方向运动所以速度为负向最大，应选项B正确，选项A、C、D错误．3.【答案】B【解析】t1与t2两时辰振子经同一位置向相反方向运动，减速度相反，速度方向相反，A错，B对；t2与t4两时辰振子经过关于平衡位置的对称点，减速度大小相等、方向相反，C错；t2、t3时辰振子的速度相反，D错．4.【答案】C【解析】弹簧振子的周期由振动系统自身的特性决议，与振幅有关．所以两次振动的周期之比为1∶1；由简谐运动的特征：a＝－得：最大减速度的大小之比a m1∶a m2＝x∶2x＝1∶2，应选C.5.【答案】B，【解析】由单摆的周期公式T＝2π可知L＝，故B选项正确；甲的频率是乙的频率的14故A选项错误；虽然甲、乙两单摆的摆长有L甲＝4L乙，但两个单摆的摆角不确定，两摆球质量不确定，故C、D选项错误．6.【答案】D【解析】处于竖直向下的匀强电场中的摆球，竖直方向遭到的合力：F合＝mg＋qE摆球在摆动的进程中切线方向的分力：F切＝(mg＋qE)·sinθ＞mg sinθ由于切线方向的分力增大，所以单摆的周期减小，T′＜T＝2π.7.【答案】C【解析】机械振动应该是以某一点为中心对称的运动，不是一切的往复运动都是机械振动，A错误；机械振动是需求力来维持的，B项错误、C项正确；回复力不一定是合力，也能够是合力的一局部，D项错误．8.【答案】C【解析】单摆的周期为T＝2 s，驱动力的频率应尽能够接近系统的固有频率，C对．9.【答案】D【解析】当物体分开平衡位置的位移为x时，弹簧弹力的大小为kx，以全体为研讨对象，此时A 与B具有相反的减速度，依据牛顿第二定律得kx＝(m＋M)a，故a＝.以A为研讨对象，使A发生减速度的力即为B对A的静摩擦力F，由牛顿第二定律可得F＝ma＝kx，故正确答案为D.10.【答案】A【解析】单摆的摆长越长，周期越大，适当加长摆长，便于测量周期，故A正确．要减小空气阻力的影响，应选体积较小的摆球，故B错误．单摆在摆角很小的状况下才做简谐运动，那么单摆偏离平衡位置的角度不能太大，普通不超越5°，故C错误．单摆周期较小，把一次全振动的时间作为周期，测量误差较大，应采用累积法，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误．11.【答案】C【解析】依据单摆周期公式T＝2π，相反的单摆，周期相反，频率f＝，所以频率相反．依据机械能守恒得，速度大者摆角大，那么振幅也大，所以A1＞A2，故C正确．12.【答案】B【解析】以弹簧振子为例，F＝－kx＝ma，所以a＝，即a＝－k′x，故正确选项为B.13.【答案】C【解析】小球在做简谐运动，是一种重复性的运动，从B经O运动到C的进程不是该重复性运动的最小单元，故A错误；假定从恣意一点动身再回到该点的速度方向相反，说明不是该重复性运动的最小单元，故B错误；从恣意一点动身再初次同方向经过该点的进程，是该重复性运动的最小单元，故C正确；从平衡位置动身再次回到平衡位置的进程是半个全振动，故D错误．14.【答案】B【解析】质点是理想模型，点电荷研讨的是带电体，理想气体研讨的是气体，研讨的都是物体，故A、C、D错误；简谐运动研讨的是振动进程，故B正确，应选B.15.【答案】D【解析】假定位移为负，由a＝－可知减速度a一定为正，由于振子每次经过同一位置时，速度能够有两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，A、B、C错误．16.【答案】AC【解析】单摆做简谐运动时，单摆的最大摆角应小于5°，否那么不能看成简谐振动，故A正确；单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，故B错误；经过平衡位置球的速度最快，故测量误差最小，故C正确；〝秒摆〞是摆长为1 m、周期为2 s的单摆，故D错误．17.【答案】AD【解析】回复力是依据效果命名的力，不是做简谐运动的物体遭到的详细的力，它是由物体遭到的详细的力所提供的，在题图中弹簧的弹力充任回复力，故A正确，B错误；回复力与位移的大小成正比，由A向O运动进程中位移的大小在减小，故此进程中回复力逐渐减小，C错误；回复力总是指向平衡位置，故D正确．18.【答案】CD【解析】物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动，选项C对，B错；这个周期性的外力能给振植物体补充能量，而阻力不行，选项A错；受迫振动的频率最终等于驱动力频率，选项D对．19.【答案】BC【解析】物体在从O点向A点运动进程中，物体分开平衡位置，v减小，E p增大，x、a增大，故A错误；物体在从B点向O点运动进程中，物体接近平衡位置，v、E k增大而x、F、E p减小，故B正确；依据对称性可知，当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、E k、E p的大小均相反，故C正确，D错误．20.【答案】BCD【解析】机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动，乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动．21.【答案】(1)1.170(2)－12gt2＋vt(3)2k【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标读数为0.05×14 mm＝0.70 mm，那么小球的直径为11.70 mm＝1.170 cm.(2)采用逆向思想，结合匀变速直线运动的位移时间公式得：h＝－12gt2＋vt.(3)依据h＝vt－12gt2得：ht＝v－12gt，可知ht－t图线的斜率k＝12g，那么g＝2k.22.【答案】(1)5 cm(2)x＝5sin(2.5πt) cm(3)15 cm(4)正方向负方向负方向正方向(5)速度越来越大减速度的方向指向平衡位置越来越小(6)零【解析】(1)由振动图象可以看出，质点振动的振幅为5 cm，此即质点分开平衡位置的最大距离．(2)由图象可知A＝5 cm，T＝0.8 s，φ＝0.所以x＝A sin(ωt＋φ)＝A sin(t)＝5sin(t) cm＝5sin(2.5πt) cm.(3)由振动图象可以看出，质点振动的周期为T＝0.8 s,0.6 s＝3×，振动质点是从平衡位置末尾振动的，故在0～0.6 s的时间内质点经过的路程为s＝3×A＝3×5 cm＝15 cm.(4)在t＝0.1 s时，振动质点处在位移为正值的某一位置上，但假定从t＝0.1 s起取一段极短的时间距离Δt(Δt→0)的话，从图象中可以看出振动质点的正方向的位移将会越来越大，由此可以判别得出质点在t＝0.1 s时的振动方向是沿题中所设的正方向的．同理可以判别得出质点在t＝0.3 s、0.5 s、0.7 s时的振动方向区分是沿题中所设的负方向、负方向和正方向．(5)由振动图象可以看出，在0.6 s～0.8 s这段时间内，振动质点从最大位移处向平衡位置运动，故其速度是越来越大的；而质点所受的回复力是指向平衡位置的，并且逐渐减小的，故其减速度的方向指向平衡位置且越来越小．(6)由图象可以看出，在0.4 s～0.8 s 这段时间内质点从平衡位置经过半个周期的运动又回到了平衡位置，虽然初、末两个时辰的速度方向相反，但大小是相等的，故这段时间内质点的动能变化为零．23.【答案】50.8－0.04【解析】由题得质点振动的周期为：T＝＝s＝0.4 s，时间t＝2 s＝5T，所以质点完成了5次全振动．在2 s内振子经过的路程为：s＝5×4A＝20×4 cm＝80 cm＝0.8 m.T，故1.1 s末振子的位移为－4 cm＝－0.04 m.因t＝1.1 s＝23424.【答案】(1)29.9096.8【解析】游标卡尺的主尺读数为29 mm，游标读数为0.05×18 mm＝0.90 mm，那么最终读数为29.90 mm.秒表小盘读数为90 s，大盘读数为6.8 s，那么秒表读数为96.8 s.25.【答案】93.515 1.95【解析】(1)球的直径：主尺：2.0 cm，游标尺对齐格数：第6个格，读数：6×＝0.30 mm＝0.030 cm，所以直径为：2.0＋0.030＝2.030 cm摆长：L＝绳长＋小球半径＝92.50＋1.015＝93.515 cm(2)秒表读数：内圈：1.0min＝60 s，外圈：27.5 s，所以读数为：87.5 s＝s ＝1.95 s.单摆的周期为T＝tn26.【答案】5 2【解析】简谐运动中，振幅是振子与平衡位置的最大距离，故振幅为 4 cm；从最大位移回到平衡位置的时间为0.1 s，故周期为0.4 s；周期为0.4 s，故2 s内完成5次全振动；周期为0.4 s，故5 s内完成12.5次全振动，一个全振动内经过的路程等于4倍振幅，故5 s内路程为振幅的50倍，即s＝50A＝200 cm＝2 m.27.【答案】【解析】记载纸匀速运动，振子振动的周期等于记载纸运动位移2x0所用的时间，那么周期T＝.依据图象可知，振幅为A＝28.【答案】(1)20 cm(2)20 cm0(3)负方向负方向(4)60 cm【解析】(1)质点分开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小，由图看出，此距离为20 cm.(2)质点在10 s末的位移x1＝20 cm,20 s末的位移x2＝0.(3)15 s末质点位移为正，15 s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25 s末质点也向负方向运动．(4)前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20 cm，又前往平衡位置，最后又抵达负方向20 cm 处，故30 s内的总路程为60 cm.。

人教版江苏专用高中物理选择性必修第一册课时分层作业11波的形成含答案

课时分层作业(十一)波的形成◎题组一机械波的形成和传播1．科学探测表明，月球表面无大气层，在月球上，两名宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为()A．月球太冷，声音传播太慢B．月球上没有空气，声音无法传播C．宇航员不适应月球，声音太轻D．月球上太嘈杂，声音听不清楚[答案]B2．下列关于机械波的说法正确的是()A．机械波是机械振动在介质中传播形成的B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同方向传播A[机械波是机械振动在介质中传播形成的，A项正确；若只有波源而无介质，不能产生机械波，所以C项错误；丢石块不可以使漂浮物远去，漂浮物只在原平衡位置做上下振动，不随波迁移，故B项错误；横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方向传播，例如地震波包含横波和纵波，且两种波的传播方向可能相同，所以D项错误。

]3．在敲响大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是()A．大钟的回声B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波C．人的听觉发生“暂留”D．大钟停止振动，但空气仍在振动B[停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，所以选项A、C、D错误，B正确。

]◎题组二横波与纵波4．关于横波和纵波，下列说法不正确的是()A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫作横波B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D．声波是横波D[本题考查纵波和横波的概念。

由定义知，A、B、C正确；声波是纵波，故D错误。

]5．下列关于横波、纵波的说法不正确的是()A．凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B．质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C．横波和纵波传播的都只是振动这种运动形式D．沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波D[质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波；横波具有波峰和波谷，两种波传播的都是运动形式，A、B、C正确，D错误。

2017教科版高中物理选修第十一章第3讲《波的干涉衍射多普勒效应》课时提升作业

【全程复习方略】2014版高考物理一轮复习第十一章第3讲波的干涉、衍射多普勒效应课时提升作业教科版选修3-4(40分钟 100分)选择题（本大题共15小题,1～5每小题6分,6～15每小题7分，共100分.多选题已在题号后标出)1、（2013·九江模拟）下列物理现象中:（1）春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；（2)“闻其声而不见其人”;(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;（4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高.这些物理现象分别属于波的( ）A、反射、衍射、干涉、多普勒效应B、折射、衍射、多普勒效应、干涉C、反射、折射、干涉、多普勒效应D、衍射、折射、干涉、多普勒效应2、如图所示，橡皮绳上甲波峰向右传播，乙波谷向左传播，若它们的振幅与波长都相同，则它们相遇时互相叠加如图所示。

此时图中的M、N、x、y等质点的振动情况就是（）A、M向上、N向下B、M向下、N向上C、M向右、N向左D、x、y均静止3、（2013·崇明模拟）如图所示就是利用水波槽观察到的水波衍射图像，从图像可知（)A、B侧波就是衍射波B、A侧波速与B侧波速相等C、减小挡板间距离,衍射波的波长将减小D、增大挡板间距离,衍射现象将更明显4、医院有一种先进的检测技术——彩超,向病人体内发射频率已精确掌握的超声波。

超声波经血液反射后被专用仪器接收,测出反射波的频率变化,就可以知道血液的流速。

这一技术主要体现了哪一种物理现象( ）A、多普勒效应B、波的衍射C、波的干涉D、共振5、(2013·泉州模拟）如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。

设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变,波速与波长分别为1m/s与0、5 m。

C点就是BE连线的中点，下列说法中不正确的就是（）A、C、E两点都保持静止不动B、图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cmC、图示时刻C点正处于平衡位置且向水面以上运动D、从图示的时刻起经0、25s,B点通过的路程为20cm6、沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，其波速为200m/s，下列说法中正确的就是（)A、图示时刻质点b的速度方向沿y轴正方向B、图示时刻质点a的加速度为零C、若此波遇到另一简谐波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为50HzD、若该波发生明显的衍射现象，该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多7、下列说法正确的就是（)A、若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小B、声波击碎玻璃杯的实验原理就是共振C、超声波在水中传播的距离要比光波与无线电波近得多D、“闻其声不见其人”就是声波的干涉现象8、如图所示就是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况，图中的实线与虚线分别表示波峰与波谷，此时( ）A、a点振动加强,c点振动减弱B、a点振动减弱,b点振动加强C、ab连线的中点振动减弱D、cd连线上振动都减弱9、(多选)如图所示,波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a；同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b(f1〈f2)，P为两个波源连线的中点。

机械波作业及参考参考答案

一. 选择题[C]1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t =2s 时刻的波形图，则平衡位置在P 点的质点的振动方程是(A)]31)2(cos[01.0π+-π=t y P (SI)．(B)]31)2(cos[01.0π++π=t y P (SI)．(C)]31)2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI)．(D)]31)2(2cos[01.0π--π=t y P (SI)．【提示】由t=2s 波形，及波向X 轴负向传播，波动方程})2[(cos{0ϕω+-+-=ux x t A y ，ϕ为P 点初相。

以0x x =代入。

[C]2．（基础训练4）一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是（）(A)动能为零，势能最大．(B)动能为零，势能为零．(C)动能最大，势能最大．(D)动能最大，势能为零．【提示】在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，在平衡位置，动能最大，势能最大。

[D]3．（基础训练7）在长为L ，一端固定，一端自由的悬空细杆上形成驻波，则此驻波的基频波（波长最长的波）的波长为(A)L ．(B)2L ． (C)3L ．(D)4L ．【提示】形成驻波，固定端为波节，自由端为波腹。

波长最长，4L λ=。

[D]4．（自测提高3）一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t =t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O的振动方程为(A)]2)(cos[π+'-=t t b u a y ． (B)2)(2cos[π-'-π=t t b u a y ．图14-10图14-24(C)]2)(cos[π+'+π=t t b u a y ． (D)]2)(cos[π-'-π=t t bua y ．【提示】由图可知，波长为2b ，周期2=,b T u 频率=u b ωπ，在t =t ＇，o 点的相位为-2π。

【物理一轮】人教版选修第十一章机械振动机械波—山东省2021年高三一轮复习学案

选修第十一章机械振动机械波—人教版山东省2021年高三一轮复习学案【课程标准】通过观察，认识波的特征。

能区别横波和纵波。

能用图像描述横波。

理解波速、波长和频率的关系。

知道波的反射和折射现象。

通过实验，了解波的干涉与衍射现象。

用波动演示器显示波的叠加。

观察音叉双臂振动激发的水波干涉现象。

通过实验，认识多普勒效应。

能解释多普勒效应产生的原因。

能列举多普勒效应的应用实例。

【知识和方法构建】一．振动图像和波动图像的比较（完成下表）定义现象可观察到明显现象的条件相同点波的衍射波的干涉【探究提升】1．机械波在一定的媒质中传播时，下列说法中正确的是（）A．振幅越大，则波传播的速度越快B．振幅越大，则波传播的速度越慢C．在一个周期内，振动质元通过的路程等于一个波长D．振动的频率越高，则传播一个波长所用的时间越短2．一简谐横波在x轴上传播，在某时刻的波形如图所示。

已知此时质点F的运动方向向下，则A．波沿x轴负方向传播B．质点D此时向下运动C．质点B将比质点C先回到x轴D．质点E的振幅为零3. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是（）A．波长是4mB．传播速度是10m/sC．质点Q（x=9m）经过0.5s才第一次到达波峰D．各质点开始振动时都是先向下运动4．一列横波如图所示，波长8=λm，实线表示01=t时刻的波形图，虚线表示005.02=t s时刻的波形图．求：（1）波速多大？（2）若TttT>->122，波速又为多大？（3）若12ttT-<，并且波速为3600m/s，则波沿哪个方向传播？简谐振动简谐横波图象坐标横坐标纵坐标研究对象物理意义随时间的变化获取的物理信息5．图为沿x轴向右传播的简谐横波在t＝1.2 s时的波形，位于坐标原点处的观察者测到在4 s内有10个完整的波经过该点，（1）求该波的振幅、频率、周期和波速.（2）画出平衡位置在x轴上P点处的质点在0~0.6s内的振动图像.6．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t= 1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同—时间起点)，则乙图可能是甲图中哪个质点的振动图象（）A．x=0处的质点B．x＝l m处的质点C．x＝2 m处的质点D．x＝3 m处的质点7. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象，从该时刻起 ( )A.经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B.经过0.25 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度C.经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 mD.经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向8. 有一列向右传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示,波速为0.6 m/s，P点的横坐标x=0.96 m，从图示时刻开始计时，此时波刚好传到C点：(1)此时刻质点A的运动方向和质点B的加速度方向是怎样的？(2)经过多少时间P点第二次到达波峰？(3)画出P质点开始振动后的振动图象.9.（2013全国新课标I）如图，a. b, c. d是均匀媒质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点。

(2020新教材)物理人教版选择性必修第一册课时分层作业10波的形成含解析

课时分层作业（十）（建议用时：45分钟）［基础达标练］1 •关于机械波的形成，下列说法正确的是（）A .物体做机械振动，一定产生机械波B•后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步C .参与振动的质点的振动频率都相同D .机械波是介质随波迁移E.机械波可以传递能量和信息解析：若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，A错.机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，B、C正确.机械波中介质各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，D错，E对.答案：BCE2.—列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则（）y: i0\1A .此波向x轴负方向传播B.质点C此时向y轴负方向运动C .质点C将比质点B先回到平衡位置D .质点E的振幅为零E .各质点的振幅相同解析：因为机械波在传播过程中，靠近波源的质点的振动带动相邻的后边质点的振动，而后面质点要“模仿”前面质点的振动，所以本题中，已知质点F的运动方向向y轴负方向，即F质点正在“模仿”右边质点的振动，这说明波源在右边，波从右向左传播，即此波向x轴负方向传播，选项A正确；质点C此时刚到达最大位移处，速度为0，此后才向y轴负方向运动，选项B错误；质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C直接从波峰位置回到平衡位置，所以选项C正确；振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离，虽然此时质点E的位移为零，但其振幅不为零，选项D错误，E正确.答案：ACE3 •下列关于横波、纵波的说法正确的是（）A•凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C •横波和纵波传播的都只是振动这种运动形式D •沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波E •沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波解析：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波；横波具有波峰和波谷，两种波传播的都是运动形式，A、B、C正确.答案：ABC4. 一根张紧的水平弹性绳，绳上的S点在外界驱动力的作用下沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成稳定的横波，在S点的左、右两侧分别有A，B，C，D四点，如图所示，已知AB，BS和SC的距离相等，CD的距离为SC的2倍，下面的说法中正确的是（）A. 若B点的位移与S点的位移始终相同，则终相同B. 若B点的位移与S点的位移始终相反，则始终相反C .若C点的位移与S点的位移始终相同，则始终相同D .若C点的位移与S点的位移始终相反，则始终相同A点的位移一定与S的位移始A点的位移一E.因不知S点的起振方向，以上说法均不对解析：选项A中，由于B点和S点位移相同，又因为AB= BS,故A点与S 点位移也相同•选项B中，B点和S点位移始终相反，那么再隔同样距离时，A 点和S点的位移就应始终相同了 .位移始终相同的点和始终相反的点是相互隔开的.答案：ACD5. 机械波在介质中传播时，下列说法中正确的是（）A .各质点都在各自的平衡位置附近振动B. 相邻质点间必有相互作用力C. 前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D .各质点也随波的传播而迁移E.在横波中质点不随波迁移，在纵波中，质点随波一直向前移动解析：机械波在介质中传播时，由于各质点间的相互作用力，前一质点带动相邻的后一质点在其平衡位置附近振动，但各质点并不随波迁移，所以A、B、C 正确，D、E 错误.答案：ABC6. 如图所示，为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形图，由图可判断出A点开始振动的方向是_________ .解析：由题图可知波向右传播，传播到B点，B点刚开始振动且振动方向向下，其重复波源A的运动，所以A点开始振动的方向向下.答案：向下7.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km/s和9 km/s.—种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图所示）.在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，求：(1)先振动的是哪个振子? (2)震源距地震仪的距离是多少? 解析：横波速度小于纵波速度，所以P 先开始振动.由9^s +5 s =石盘，可得 x = 36 km. 答案：⑴P (2)36 km 8•在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是什么？解析：停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因. 答案：见解析［能力提升练］ 9. 一列横波某时刻的波形如图所示，经过 0.25 s 图中P 点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s, A .位移是2 cm B •位移是零 C .位移是—2 cmE .速度最大，方向沿+解析：此列波没有给出传播方向，因而可能向左也可能向右，P 点在平衡位置附近振动,由此入手确定0.75 s 后的位移和速度.如果此波向左传播，此时P 点运动方向向上，经0.25 s, P 点第一次到达波峰, D .速度最大，方向沿— y 的方向 y 方向雜源1 3此时经过-T,此后再经0.75 S,即玄丁，P点到达平衡位置并向上运动；如果此波向3右传播，此时P点向下运动，经0.25 s, P点第一次到达波峰，此时经4T,此后再经0.75 S.即3个为后，P点到达平衡位置并向下运动，故B、D、E正确.答案：BDE10. —列横波某时刻的波形如图所示.质点A的受力方向是_________ .解析：无论波向左还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，且质点A的回复力是由相邻的质点对质点A的作用力来提供，质点A的受力方向始终向下.答案：向下11. ______________ 一列沿x轴正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的大小变化情况是v变____ ，a变_________ .解析：由题图知波传播方向沿x轴正方向，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点P的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿y轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此P质点速度增大；质点P做简谐运动，向平衡位置运动，相对于平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度a减小，即v变大，a减小.答案：大小12. ________ 如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图.a是正向最大位移处，b恰好处于平衡位置，经过心T时间，a，b两个质点所通过的路程的关系是Sa ______ （填或“）9.解析：因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，速度为零，在£时间内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度；b正在从平衡位置向上运动，具有最大速度,在£时间内，它向正方向最大位移处运动，速度逐渐减小，但平均速度比a的8大.答案：＜13. 振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波形如图所示，在波传播到细绳上一点P时开始计时，画出P点的振动图象.解析：由于波源带动了后面的质点依次振动，且后面的质点总是重复前面质点的振动状态，所以，介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同，此时波刚好传播至P点，P点此时的振动状态即与波源A开始振动时的状态相同•由波的传播特点可知P点此时是从平衡位置向下运动的.答案：t14.细绳的一端在外力作用下从t= 0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波.在细绳上选取15个点，图中甲为t= 0时刻各点所处的位置，乙为t=T时刻的波形图（T为波的周期）.在丙中画出tp时刻的波形图.解析：机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在t= T/4时刻第4个质点才开始振动，则在t= 3T/4 时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了T/2的时间回到了自己的平衡位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示.答案：见解析。

第十一章机械波作业任务答案解析

一. 选择题[ C ]1. 一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时的波形曲线如图所示，则原点O 的振动方程为(A) )21(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．(B) )2121(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．(C) )2121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．(D) )2141(cos 50.0ππ+=t y ，(SI)．提示：设O 点的振动方程为O 0()cos()y t A t ωϕ=+。

由图知，当t=2s 时，O 点的振动状是正确的。

[ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t 时刻的波形图，BC 为波密介质的反射面，波由P 点反射，则反射波在t 时刻的波形图为提示：由题中所给波形图可知，入射波在P 点的振动方向向下；而BC 为波密介质反射面，故在P 点反射波存在“半波损失”，即反射波与入射波反相，所以，反射波在P 点的振动方向向上，又P 点为波节，因而得答案B 。

[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是ωSAϖO ′ωSA ϖO ′ωϖO ′ωSAϖO ′(A)(B)(C)(D)S[ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是(A) 动能为零，势能最大．(B) 动能为零，势能为零．(C) 动能最大，势能最大．(D) 动能最大，势能为零．提示：动能=势能，在负的最大位移处时，速度=0，所以动能为零，势能也为零。

[ B ]5. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动(A) 振幅相同，相位相同．(B) 振幅不同，相位相同．(C) 振幅相同，相位不同．(D) 振幅不同，相位不同．提示：根据驻波的特点判断。

[ C ]6. 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I1 / I2 = 4，则两列波的振幅之比是(A) A1 / A2 = 16．(B) A1 / A2 = 4．(C) A1 / A2 = 2．(D) A1 / A2 = 1 /4．二.填空题1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t时刻的总机械能是10 J，则(t+在2. 一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面，波速u ϖ与该平面的法线0n v的夹角为θ，则通过该平面的能流是cos IS θ。

4第十一章机械波(习题解答20171110

篇一：选修(xuǎnxiū)3-4 第十二章机械波教案篇二：3-4机械振动及机械波复习题和答案(dá àn)(二)最新机械波复习(fùxí)一、机械波的传播(chuánbō)1．一列简谐横波沿x轴负方向(fāngxiàng)传播，图1是t=1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线？A．x=0处的质元 B．x=1m处的质元C．x=2m处的质元 D．x=3m处的质元2．一列沿着x正方向传播的横波，振幅为A，波长为λ，某时刻的波形如图所示。

该时刻某一质点的坐标为（5λ，0），经过T/4的时间，该质点的坐标为 435A．（λ，0）B. （λ，－A） 2453C. （λ，A） D. （λ，A） 244．如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的 a、b两点，相距14.0 m ，b 点在 a点的右方.当一列简谐横波沿此绳向右传播时，若 a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动.经过1.00 s 后，a点的位移为零，且向下运动，而 b点的位移恰达到负极大.则这简谐横波的波速可能等于A.14 m/sB.10 m/sC.6 m/sD.4.67 m/s5．简谐横波在某时刻的波形图线如图所示，由此图可知A．若质点 a向下运动，则波是从左向右传播的B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C. 若波从右向左传播，则质点 c向下运动D．若波从右向左传播，则质点d向上运动6．如图所示，O是波源，a、b、c、d是波传播方向上各质点的平衡位置，且Oa=ab=bc=cd=3 m，开始各质点均静止在平衡位置，t=0时波源O开始向上做简谐运动，振幅是0.1 m，波沿Ox 方向传播，波长是8 m，当O 点振动了一段时间后，经过的路程是0.5 m ，各质点运动的方向是A．a 质点向上 B．b质点向上 C．c质点向下 D．d质点向下7．如图在x y平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1 m/s，振幅为4 cm，频率为2.5 Hz.在t=0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P为0.2 m的Q点A．在0.1 s时的位移是4 cm B．在0.1 s时的速度最大C．在0.1 s时的速度向下 D．在0到0.1 s时间内的路程是4 cm8．一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图8-13所示，自右向左传播，已知在t1=0.7 s时，P点出现(chūxiàn)第二次波峰（0.7 s内P点出现两次波峰），Q点的坐标是（-7，0），则以下(yǐxià)判断中正确的是A．质点A和质点B在t=0时刻的位移是相等B．在t=0时刻，质点C向上(xiàngshàng)运动C．.在t2=0.9 s 末Q点第一次出现(chūxiàn)波峰D．在t3=1.26 s 末Q点第一次出现波峰二、波的特性(tèxìng)1.类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。

大学物理-机械波习题思考题及答案精品文档10页

第 1 页习题8-1. 沿一平面简谐波的波线上，有相距m 0.2的两质点A 与B ，B 点振动相位比A 点落后6π，已知振动周期为s 0.2，求波长和波速。

解：根据题意，对于A 、B 两点，m x 2612=∆=-=∆，πϕϕϕ而相位和波长之间又满足这样的关系：πλπλϕϕϕ221212x x x ∆-=--=-=∆代入数据，可得：波长λ=24m 。

又已知 T=2s ，所以波速u=λ/T=12m/s8-2．已知一平面波沿x 轴正向传播，距坐标原点O 为1x 处P 点的振动式为)cos(ϕω+=t A y ，波速为u ，求:（1）平面波的波动式；（2）若波沿x 轴负向传播，波动式又如何?解：（1）根据题意，距坐标原点O 为1x 处P 点是坐标原点的振动状态传过来的，其O 点振动状态传到p 点需用 ux t 1=∆，也就是说t 时刻p 处质点的振动状态重复uxt -时刻O 处质点的振动状态。

换而言之，O 处质点的振动状态相当于ux t 1+时刻p 处质点的振动状态，则O 点的振动方程为：]c o s [1ϕω++=）（ux t A y波动方程为：11cos[]cos[()]x x x x y A t A t u u uωϕωϕ-=+-+=-+（）第 2 页（2）若波沿x 轴负向传播， O 处质点的振动状态相当于ux t 1-时刻p 处质点的振动状态，则O 点的振动方程为：]cos[1ϕω+-=）（ux t A y 波动方程为：11cos[]cos[()]x x x x y A t A t u u uωϕωϕ+=--+=-+（） 8-3. 一平面简谐波在空间传播，如图所示，已知A 点的振动规律为)2cos(ϕπν+=t A y ，试写出：（1）该平面简谐波的表达式；（2）B 点的振动表达式（B 点位于A 点右方d 处）。

解：（1）仿照上题的思路，根据题意，A 点的振动规律为)2cos(ϕπν+=t A y ，它的振动是O 点传过来的，所以O 点的振动方程为：]2cos[ϕπν++=）（ult A y 那么该平面简谐波的表达式为：]2cos[ϕπν+++=）（ux u l t A y （2）B 点的振动表达式可直接将坐标x d l =-，代入波动方程：也可以根据B 点的振动经过ud时间传给A 点的思路来做。

【一轮复习】人教版选修第十一章机械振动机械振动与机械波—2021年高三一轮复习限时训练

选修第十一章机械振动机械振动与机械波—人教版山东省2021年高三一轮复习限时训练1.（单选）如图，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。

以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。

若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为( )2.（单选）一列简谐横波以4 m/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．x＝0处的质点在t＝0时向y轴负向运动B．波的周期为1 sC．x＝0处的质点在t＝14s时速度为0D．x＝0处的质点在t＝14s时速度值最大3.（多选）一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，以下说法正确的是（）A．若波沿x轴正方向传播，则质点P此时刻的运动方向沿x轴正方向B．若波沿x轴正方向传播，则质点P此时刻加速度沿y轴正方向C．经过半个周期，质点P的位移为负值D．经过一个周期，质点P通过的路程为4A4.（单选）如图所示，是一波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动的周期为T，下列说法中正确的是（）A．若M为波源，则M点开始振动的方向向下B．若N为波源，则P质点振动了34T时间C．若M为波源，则P质点振动了34T时间D．若N为波源，则该时刻P质点动能最大5.(单选）一列简谐横波沿直线传播,A和B是该直线上的两点,相距1.2m,.当横波刚好到达其中某一点时开始计时,已知4s内A点完成了8次全振动.B点完成了10次全振动,则该波的传播方向及其波速分别是( )A.方向由B向A , v=0.3m／sB.方向由A向B, v=1.5m／sC.方向由A向B, v=0.3m／sD.方向由B向A, v=1.5m／s金戈铁骑6．（单选）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则此质点为（）A．K B．L C．M D．N7.（多选）A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t＝T A时间(T A为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比v A：v B可能是（）A．1：3 B．1：2 C．3：1 D．2：18．（多选）关于多普勒效应，下列说法中正确的是（）A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低9.两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示波峰,虚线表示波谷,c和f分别为a、e和b、d的中点.(1)在a、b、c、d、e、f六点中,振动加强的点是,振动减弱的点是.(2)若两振源S1和S2振幅相同,此时刻位移为零的点是.(3)画出此时刻a、c、e连线上,以a为起点的一列完整波形,标出e点. 思考：干涉加强点与减弱点所满足的条件？10.如图所示，水面上有一个半径为4.5m的圆，圆心O与圆周上的a点各放一个振源，两振源的振动情况相同，产生波长为2m的水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交点，则（1）圆周上b点的振幅多大？（2）圆周上振动加强的点共几个？（3）圆周上振动减弱的点共几个？11.如图所示，将质量为m A＝100 g的平台A连接在劲度系数k＝200 N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置m B＝m A的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长为5 cm.A的厚度可忽略不计，g取10 m/s2求：（1）当系统做小振幅简谐振动时，A的平衡位置离地面C多高？（2）当振幅为0.5 cm时，B对A的最大压力有多大？（3）为使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多大？为什么？。

机械波习题答案

第十一章机械波一. 选择题[ C ]1. 一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时的波形曲线如图所示，则原点O 的振动方程为 (A) )21(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)． (B) )2121(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．(C) )2121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．(D) )2141(cos 50.0ππ+=t y ，(SI)．提示：设O 点的振动方程为O 0()cos()y t A t ωϕ=+。

由图知，当t=2s 时，O 点的振动状态为：O 0(2)cos(2)=0 0y A v ωϕ=+>，且，∴0322πωϕ+=，0322πϕω=-，将0ϕ代入振动方程得：O 3()cos(2)2y t A t πωω=+-。

由题中所给的四种选择，ω取值有三种：,,24πππ，将ω的三种取值分别代入O 3()cos(2)2y t A t πωω=+-中，发现只有答案（C ）是正确的。

[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是提示：由图可知，P 点的振动在t=0[ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是(A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零．提示：动能=势能，在负的最大位移处时，速度=0，所以动能为零，势能也为零。

(完整版)高中物理第11章高中物理选修3-4机械振动和机械波光学典型例题(含答案)【经典】

选修 3-4 机械振动和机械波电磁振荡与电磁波光现象相对论知识点 1：简谐运动的特点（各物理量的变化及对称性）1．做简谐振动的物体，当它每次经过同一地址时，可能不相同的物理量是( )．A．位移B．速度C．加快度D．回复力答案 B2．两个相同的单摆静止于平衡地址，使摆球分别以水平初速度v 、v (v ＞ v )在竖直平面内做小角度摇动，1 2 1 2它们的频率与振幅分别为f1、 f2和 A1、A2，则 ( )．答案 CA． f1＞f 2，A1＝A2 B．f1＜f2，A1＝A2 C． f 1＝ f2， A1＞ A2 D． f1＝ f2，A1＜ A21．(单项选择 )若单摆的摆长合适变大，摆球的质量由20 g 增加为40 g，摆球走开平衡地址的最大角度不变，则单摆振动的 ( )．答案 BA．频率不变，振幅不变B．频率变小，振幅变大C．频率变小，振幅不变D．频率变大，振幅变大3．(单项选择 )以下列图，两根完满相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块拘束在圆滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()．答案 CA．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度3．以下列图，弹簧振子在B、C 间振动， O 为平衡地址， BO＝ OC＝ 5 cm，若振子从 B 到 C 的运动时间是 1 s，则以下说法正确的选项是( )．答案 DA．振子从 B 经 O 到 C 完成一次全振动B．振动周期是 1 s，振幅是 10 cmC．经过两次全振动，振子经过的行程是20 cmD．从 B 开始经过 3 s，振子经过的行程是 30 cm2．以下列图，弹簧振子在振动过程中，振子从 a 到 b 历时 0.2 s，振子经 a、 b 两点时速度相同，若它从 b 再回到 a 的最短时间为0.4 s，则该振子的振动频率为()．答案 BA．1 Hz B．1.25 HzC． 2 Hz D． 2.5 Hz如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块组成弹簧振子，该物块是由a、 b 两个小物块粘在一起组成的．物块在圆滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为 T0 .当物块向右经过平衡地址时，a、b 之间的粘胶脱开；此后小物块 a 振动的振幅和周期分别为 A 和 T，则 A________A0(填“ >、”“ <或”“＝” ),T________T (填“ >、”“ <或”“＝”)．答案< <14．以下列图，质量为 M、倾角为α的斜面体 (斜面圆滑且足够长 )放在粗糙的水平川面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为 L 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块．压缩弹簧使其长度为34L 时将物块由静止开始释放，且物块在此后的运动中，斜面体向来处于静止状态．重力加快度为 g.(1)求物块处于平衡地址时弹簧的长度；(2)选物块的平衡地址为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x 表示物块相关于平衡地址的位移，证明物块做简谐运动；(3)求弹簧的最大伸长量；解析 (1)设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为L，有 mg sin α－k L＝0 解得mgsin αmgsin αL＝，此时弹簧的长度为 L＋，k k(2)当物块的位移为 x 时，弹簧伸长量为 x＋ L，物块所受合力为 F 合＝mgsin α－k(x＋ L)，联立以上各式可得 F 合＝－ kx 可知物块做简谐运动。

课时作业10：14.2 机械波

第2讲机械波(时间：40分钟)基础巩固练1．(多选)[2016·全国卷Ⅰ，34(1)]某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。

该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。

下列说法正确的是()A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6 HzC．该水面波的波长为3 mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移解析水面波是机械振动在水面上的传播，是一种典型的机械波，选项A正确；从第一个波峰到第十个波峰中经历了九个波形，时间间隔为15秒，所以其振动周期为T＝159s＝53s，频率为0.6 Hz，选项B错误；其波长λ＝v T＝1.8 m/s×53s＝3 m，选项C正确；水中的质点都上下振动，不随波迁移，但是能量随着波的向前传播而传递出去，选项D错误，E正确。

答案ACE2．(多选)[2017·全国卷Ⅲ，34(1)]如图1，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s 时的波形图。

已知该简谐波的周期大于0.5 s。

关于该简谐波，下列说法正确的是()图1A．波长为2 mB．波速为6 m/sC．频率为1.5 HzD．t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波峰E．t＝2 s时，x＝2 m处的质点经过平衡位置解析由波形图可知，波长λ＝4 m，故选项A错误；横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图。

又该简谐波的周期大于0.5 s，波传播的距离Δx＝34λ，34T＝0.5 s，故周期T＝23s，频率为1.5 Hz，波速v＝λf＝6 m/s，故选项B、C正确；t＝1 s＝32T时，x＝1 m处的质点处于波谷位置，故选项D错误；t＝2 s＝3T时，x＝2 m处的质点正经过平衡位置向上运动，故选项E正确。

第11章机械波作业答案

A. P点不可能是振动最弱的点 B. P点不可能是振动最强的点 C. P点不是振动最强的点，也不是最
弱的点 D. P点可能是振动最强的点
6. 关于驻波，以下见解正确的是（） A. 波形不变 B. 波腹处质点位移恒不为零 C. 波节处质点位移恒为零 D. 两相邻波腹间的距离为四分之一波长
7. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动（）
（1）波的平均能量密度和最大能量密度？
（2）两个相邻同相位面之间有多少波的能量？
解：(1) I w u
w
I u
18 103 J m-2 300m s-1
s-1
6 105 J
m -3
wm 2w 1.2 104 J m-3
(2) 相邻两个同相位面之间距离为一个波长 W w V π( D )2 lw 9.23 107 J
密度是 w ,则通过截面 S P IS wuS wSl
的平均能流是_____。l
2π
wS
2p
8. 如图所示，波源S1和S2发出的波在P点相遇，P
点距波源的距离分别为3l和10l /3，l为两列波
在介质中的波长，若P点的合振幅总是极大值，
则两波源振动方向__相__同___（填相同或不同），
振动频率__相__同____（填相同或不同），波源S2的
(二) 填空题 1.一横波的波动方程为: y 0.01 cos(250πt 10πx )(m)
若t＝0.1s，则x=2m处质点的位移为_-_0_._0_1__m，该处质点的振动速度为___0_____m·s-1，加速度为__6_2_5_p_2__m·s-2。
2. 如图所示，一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，
4. 平面简谐波在同一介质中传播，下列说法中正确的是 A. 波源的频率与振动的频率不相同。 B.波源的振动速度与波速相同; C. 在波的传播方向上各质点都在各自的平衡位置附近振

第十一章 机械波作业答案教学内容