机械振动与机械波计算题
机械振动和波 试题及答案
一、填空题1、质量为0.10kg 的物体，以振幅1cm 作简谐运动，其角频率为110s -，则物体的总能量为， 周期为 。
2、一平面简谐波的波动方程为y 0.01cos(20t 0.5x)ππ=-( SI 制)，则它的振幅为 、角频率为 、周期为 、波速为 、波长为 。
3、一弹簧振子系统具有1.0J 的振动能量，0.10m 的振幅和1.0m/s 的最大速率，则弹簧的倔强系数为 ，振子的振动角频率为 。
4、一横波的波动方程是y = 0.02cos2π(100t – 0.4x)( SI 制)则振幅是_________，波长是_ ，频率是 ，波的传播速度是 。
5、两个谐振动合成为一个简谐振动的条件是 。
6、产生共振的条件是振动系统固有频率与驱动力频率 （填相同或不相同）。
7、干涉相长的条件是两列波的相位差为π的 （填奇数或偶数）倍。
8、弹簧振子系统周期为T 。
现将弹簧截去一半，仍挂上原来的物体，作成一个新的弹簧振子，则其振动周期为 。
9、作谐振动的小球,速度的最大值为 ,振幅为 ,则振动的周期为 ;加速度的最大值为 。
10、广播电台的发射频率为 。
则这种电磁波的波长为 。
11、已知平面简谐波的波动方程式为 ,则 时，在X=0处相位为 ，在 处相位为 。
12、若弹簧振子作简谐振动的曲线如下图所示,则振幅 ;圆频率初相 。
13、一简谐振动的运动方程为2x 0.03cos(10t )3ππ=+( SI 制)，则频率ν为 、周期T 为 、振幅A 为 ，初相位ϕ为 。
14、一质点同时参与了两个同方向的简谐振动，它们的振动方程分别为10.05cos(4)()x t SI ωπ=+和20.05cos(1912)()x t SI ωπ=+，其合成运动的方程x ＝ .15、A 、B 是在同一介质中的两相干波源，它们的位相差为π，振动频率都为100Hz ，产生的波以10.0m/s 的速度传播。
波源A 的振动初位相为3π，介质中的P 点与A 、B 等距离，如图所示。
机械振动与机械波 答案
衡水学院 理工科专业《大学物理B 》机械振动 机械波 习题解答命题教师：杜晶晶 试题审核人：杜鹏一、填空题（每空2分）1、一质点在x 轴上作简谐振动，振幅A ＝4cm ，周期T ＝2s ，其平衡位置取坐标原点。
若t ＝0时质点第一次通过x ＝－2cm 处且向x 轴负方向运动，则质点第二次通过x ＝－2cm 处的时刻为23s 。
2、一质点沿x 轴作简谐振动，振动范围的中心点为x 轴的原点，已知周期为T ，振幅为A 。
（a ）若t=0时质点过x=0处且朝x 轴正方向运动，则振动方程为cos(2//2)x A t T ππ=-。
（b ）若t=0时质点过x=A/2处且朝x 轴负方向运动，则振动方程为cos(2//3)x A t T ππ=+。
3、频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波，波线上两点振动的相位差为π/3，则此两点相距 0.5 m 。
4、一横波的波动方程是))(4.0100(2sin 02.0SI x t y -=π，则振幅是 0.02m ，波长是 2.5m ，频率是 100 Hz 。
5、产生机械波的条件是有 波源 和 连续的介质 。
二、单项选择题（每小题2分）（C ）1、一质点作简谐振动的周期是T ,当由平衡位置向x 轴正方向运动时，从1/2最大位移处运动到最大位移处的这段路程所需的时间为（ ）（A ）T /12 （B ）T /8 （C ）T /6 （D ） T /4（ B ）2、两个同周期简谐振动曲线如图1所示，振动曲线1的相位比振动曲线2的相位（ ）图1（A ）落后2π （B ）超前2π （C ）落后π （D ）超前π （ C ）3、机械波的表达式是0.05cos(60.06)y t x ππ=+，式中y 和x 的单位是m ，t 的单位是s ，则（ ）（A ）波长为5m （B ）波速为10m ⋅s -1 （C ）周期为13s （D ）波沿x 正方向传播（ D ）4、如图2所示，两列波长为λ的相干波在p 点相遇。
机械波计算题学生版
1.如图，一列简谐横波沿x 轴传输，实线为t l=0 时刻的波形图，虚线为t2=0.05 s 时的波形图。
(1)若波沿x 轴正方向传输且2T<t2-t1<3T (T 为波的周期)求波速.(2)若波速v=260m·s－1，则从t l=0 时刻起x=2 m 处的质点第三次运动到波谷所需的时间。
2.如图甲为一列沿x 轴传输的简谐横波在某时刻的波形图，P 为平衡位置x=17.5cm 的质点。
图乙为此波中平衡位置坐标x=10cm 的质点从该时刻起的振动图象。
问：①判断波的传输方向。
②从该时刻起，在哪些时刻质点P 会出现在波峰?③求从该时刻起，P 点第二次回到平衡位置通过的路程(成果保存3 位有效数字)3.一列简谐横波，在t＝0 时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为20cm．P、Q 两点的坐标分别为－1m 和－5m，波由右向左传输已知t＝0．5s 时，P 点第一次出现波谷试计算：①这列波的传输速度多大；②从t＝0 时刻起，经多长时间Q 点第一次出现波谷③当Q 点第二次出现波峰时，P 点通过的路程为多少4.一列沿－x 方向传输的简谐横波，在t=0 时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10cm。
P、Q 两点的坐标分别为(－1，0)和(－9，0)，已知t=0.7s 时，P 点第二次出现波峰。
(1)这列波的传输速度多大？(2)从t=0 时刻起，通过多长时间Q 点第一次出现波峰？(3)当Q 点第一次出现波峰时，P 点通过的路程为多少？5.如图所示为一列沿x 轴正方向传输的简谐横波在t1=0 时刻的波形图。
a 质点的坐标为（3，0），已知t2=0.3 s 时，a 处质点第一次出现在波峰位置。
求：①这列波的传输速度；②这列波的周期。
6.一列简谐横波在t=0 时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s 波形图如图虚线所示，若波传输的速度为5m/s。
求：①判断波的传输方向②t=0 时，a 质点的振动方向③从t=0 时刻开始，质点a 在2.0s 内，通过的路程为多少7.A、B 是一列简谐横波传输途径上的两个质点，A、B 两质点的振动图像分别如图甲、乙所示，该波的传输方向由A 到B，两质点平衡位置的距离为0.9m，t=0 时刻，A、B 两点之间有四个质点处在平衡位置，求：①这列波的传输速度多大?②从t=0 时刻开始到t=4s 时，A 质点运动的路程及t=4s 时A、B 平衡位置中点处质点C 振动的方向。
第三章 机械振动与机械波自我测试题
第三章 机械振动与机械波自我测试题一、选择题1、谐振动是一种什么样的运动？A 匀加速运动；B 匀减速运动；C 匀速运动；D 变加速运动。
2、下列振动中，哪个不是谐振动？A 弹簧振子的振动；B 当摆角不大(<50)时的单摆的振动；C 位移方程满足x=sin(ωt+φ)的振动；D 拍皮球时皮球的振动。
3、一质点作上下方向的谐振动，设向上为正方向。
当质点在平衡位置开始向上振动，则初位相为：A 0；B 2π；C 2π-；D 3π 4、当一物体系在一弹簧上作振动，振幅为A ，无阻尼，则：A 当位移是±A ，它的动能最大；B 在运动过程中它的总机械能有改变；C 在任一时刻其势能不变；D 当位移为零时它的势能为最小。
5、有一质量为4kg 的物体，连在一弹簧上，在垂直方向作简谐振动，振幅是1米。
当物体上升到最高点时为自然长度。
那么物体在最高点时的弹性势能、动能、重力势能之和为：(设弹簧伸到最长时重力势能为零，并取g= l0m/s 2)A 60J ；B 40J ；C 20J ；D 80J 。
6、某质点参与x 1=l0cos(πt -π/2)cm 及x 2=20cos(πt+π/2)cm 两个同方向的谐振动，则合成振动的振幅为：A 20cm ；B l0cm ；C 30cm ；D lcm 。
7、设某列波的波动方程为y=l0sin(10πt -x/100)cm ，在波线上x 等于一个波长处的点的位移方程为：A y= 10sin(10πt - 2π)；B y= l0sin10πt ；C y= 20sin5πt ；D y= l0cos(l0πt - 2π).8、已知波动方程为y=0.05sin(l 0πt-πx )cm ，时间单位为秒，当t=T/4时，波源振动速度V 应为：A V= 0.5π；B V=-0.5π2；C V= 0.5πcos10πt ；D V= 0。
9、已知一个lkg 的物体作周期为0.5s 的谐振动，它的能量为2π2J ，则其振幅为：A 2m ；B 0.5m ；C 0.25m ；D 0.2m 。
机械振动和机械波测试题及答案
机械振动和机械波一、单选题（每小题提供的四个选项中，只有一个是正确的,每小题5分）1.单摆振动的回复力是 [ ]A.摆球所受的重力B.摆球重力在垂直悬线方向上的分力C.悬线对摆球的拉力D.摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力2.一个做简谐运动的质点，它的振幅是4cm，频率是2.5Hz。
该质点从平衡位置开始经过0.5s后，位移的大小和所通过的路程分别为[ ]A.4cm，10cmB.4cm，20cmC.0，24cmD.100cm，100cm3.图为一列简谐横波在介质中传播的波形图。
在传播过程中，某一质点在10s内运动的路程是16m，则此波的波速是[ ]A.1.6m/sB.2.0m/sC.40m/sD.20m/s4.若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的1/2，则单摆振动的[ ] A. 频率不变，振幅不变 B.频率改变，振幅变大C.频率改变，振幅不变D.频率不变，振幅变小5. 一列横波沿x轴传播，到达坐标原点时的波形如图。
当此波到达P点时，处于O点处的质点所通过的路程和该时刻的位移是[ ]A.40.5cm，1cmB.40.5cm，-1cmC.81cm，1cmD.81cm，-1cm二、多选题每个题提供的四个选项中至少有一个是正确的（每小题6分，共30分）6.一列波在不同介质中传播，保持不变的物理量是[ ]A. 波长B. 波速C. 频率D. 振幅7.一列机械波在某一时刻的波形如实线所示，经过△t 时间的波形如虚线所示。
已知波的传播速率为1m/s，则下列四个数据中△t的可能值为[ ]A.1sB.8sC.9sD.20s8.图示为简谐横波在某一时刻的波形图线。
已知波的传播速度为2m/s，质点a的运动方向如图。
则下列说法中正确的是[ ]A. 波沿x的负方向传播B. 质点d再经过0.5s第一次到达波峰C. 过去此刻之后，质点b比质点c先回到平衡位置D. 该时刻质点e运动的加速度为零9.一列简谐横波沿x轴正方向传播在t=0的波形如图。
机械波测试题
3eud 教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！机械波测试题（共120分 120分钟）一、选择题（每小题有一个或多个正确选项，每小题4分，共80分） 1．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是（ ） A ．有机械振动必有机械波 B ．有机械波必有机械振动C ．在波的传播中，振动质点并不随波的传播方向发生迁移D ．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2．波长指的是 ( )A ．振动在一个周期内在介质中传播的距离B ．横波中两个波峰之间的距离C ．纵波中两个密部之间的距离D ．波的传播方向上, 两个相邻的任意时刻位移都相同的质点间的距离 3．关于波速公式v =λf ，下面哪几句话是正确的 ( ) A ．适用于一切波B ．对同一机械波来说，通过不同的介质时，只有频率f 不变C ．一列机械波通过不同介质时，波长λ和频率f 都会发生变化D ．波长2 m 的声音比波长1 m 的声音的传播速度大一倍 4． 一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是 ( ) A ．波速 B ．波长 C ．频率 D ．振幅5．一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如图1所示，质点A 的位置与坐标原点相距0.5 m ，此时质点A 沿y 轴正方向运动，再经过0.02 s 将第一次达到最大位移，由此可见 ( ) A ．这列波波长是2 m B ．这列波频率是50 HzC ．这列波波速是25 m/sD ．这列波的传播方向是沿x 轴的负方向6．如图2所示，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的振幅A 和波长λ分别为( ) A ．A =0.4 m ，λ=1 m B ．A =1 m ， λ=0.4 m C ．A =0.4 m ，λ=2 m D ．A =2 m ， λ=3 m7．一列沿x 轴传播的简谐波，波速为4 m/s ，某时刻的波形图象如图3所示．此时x ＝8 m 处的质点具有正向最大速度，则再过 4.5 s（ ）图1图 2D ．x ＝6 m 处质点通过的路程为20 cm 8．以下关于波的说法中正确的是 ( )A ．干涉现象是波的特征，因此任何两列波相遇时都会产生干涉现象B ．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波很容易产生衍射现象C ．声波是横波D ．纵波传播时，媒质中的各质点将随波的传播一直向前移动9．一位学生在教室里朗读课文, 一位在楼道里走动的人虽不见读书人, 却听到了读书声, 这是因为 ( )A ．教室的墙壁能传播声波B ．教室的墙壁能反射声波C ．发生了声波的衍射现象D ．发生了声波的干涉现象10．一列波正沿X 轴正方向传播, 波长为λ, 波的振幅为A ，波速为v ． 某时刻波形如图3所示，经过t ＝υλ45时,下面说法正确的是 ( ) A ．波前进了45λB ．质点P 完成了45次全振动C ．质点P 此时正向y 轴负方向运动D ．质点P 运动的路程为5A11．关于简谐运动受力和运动特点的说法，正确的是 （ ）A ．回复力实质上就是向心力B ．越接近平衡位置，运动得越快，因而加速度越大C ．回复力是指物体受到的指向平衡位置的力D ．回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相反12．下列物理量中，描述物体振动快慢的是 （ ）A ．频率B ．速度C ．回复力D 。
大学物理习题
（机械振动与机械波）一、选择题 （25分）1 一质点作周期为T 的简谐运动，质点由平衡位置正方向运动到最大位移一半处所需的最短时间为（ D ） (A ）T/2 （B ）T/4 (C)T/8 （D ）T/122 一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的（ E ）(A ）7/16 (B ）9/16 (C ）11/16 (D ）13/16 (E ）15/16 3一质点作简谐运动，其振动方程为)32cos(24.0ππ+=t x m,试用旋转矢量法求出质点由初始状态运动到 x =-0.12 m,v <0的状态所经过的最短时间。
（C ） （A ）0.24s （B ）31 （C ）32 （D ）214 一平面简谐波的波动方程为：)(2cos λνπx t A y -=，在ν1=t 时刻，431λ=x 与 42λ=x 两处质点速度之比：（ B ）（A ）1 （B ）-1 （C ）3 （D ）1/35 一平面简谐机械波在弹性介质中传播,下述各结论哪个正确？（ D ） (A)介质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒. (B)介质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但两者相位不相同 (C)介质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但两者数值不同. (D)介质质元在其平衡位置处弹性势能最大. 二、填空题（25分）1 一弹簧振子，弹簧的劲度系数为0.32 N/m ，重物的质量为0.02 kg ，则这个系统的固有频率为____0.64 Hz ____，相应的振动周期为___0.5π s______．2 两个简谐振动曲线如图所示，两个简谐振动的频率之比 ν1：ν2 = _2:1__ __，加速度最大值之比a 1m ：a 2m = __4:1____，初始速率之比 v 10 ：v 20 = _2:1__ ___.三、计算题(1 一质点作简谐振动，速度的最大值 v m =5cm/s ，振幅=2 cm ．若令速度具有正最大值的那一时刻为t =0，求振动表达式．解：据题意，设振动表达式为：)cos(2ϕω+=t x ，则振子速度为：)sin(2ϕωω+-==t dtdxvω2=m v ω=2.5 rad/s又因：速度正最大值的那个时刻是t=0，即，振子在平衡位置，沿着x 正向运动。
机械振动与机械波自我检测题
A kmvm 2 ax/xm 2 axB k=mg/x C k = 4π2m/T2 D k=–ma/x
5、一质点作简谐振动，周期为T。当它由平衡位置向X轴正向运
动时，从二分之一最大E位va移lu处a到ti最on大o位n移ly处. 这段路程所需要的时 ted间w为i[th ]Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2
4
21、一驻波表达式为 y2A co 2 x s/()co ts ，则
x 1 处质点的振动方程是 y 2 A c ； ot s) (
2
该质点的振动速度表达式是 v2As。itn
三、计算题
Evaluation only.
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A 大小相同，而方向相反 B 大小和方向均相同 C 大小不同，方向相同 D 大小不同，方向相反
11、在同一介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[ ]
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机械振动与机械波(计算题)
机械振动与机械波(计算题) 1．(16分)如图甲是某简谐横波在t=0时刻的图像，如图乙是A 点的振动图像，试求：（1）A 点的振幅多大、此时振动的方向如何？（2）该波的波长和振动频率。
（3）该波的波速的大小及方向如何？2．（10分）如图1所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v = 80m/s 。
P 、S 、Q 是波传播方向上的三个质点，已知距离PS = 0.4m 、SQ = 0.2m 。
在t = 0的时刻，波源P 从平衡位置（x = 0，y = 0）处开始向上振动（y 轴正方向），振幅为15cm ，振动周期T = 0.01s 。
（1）求这列简谐波的波长λ ；（2）在图2中画出质点P 的位移—时间图象（在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期）；（3）在图3中画出波传到Q 点时的波形图（在图中标出横轴的标度）。
3．(9分) (1)下列说法中正确的是________．A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C ．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D ．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时，以减小实验误差(2)如图9所示，一个半径为R 的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿yt/0 1－ 图yx/0 1 － 图v图x 20 t ×5 -0 x 5 -4y /cm 5 26y/cm5 1A 甲水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知OA ＝2R ，该球体对蓝光的折射率为3.则它从球面射出时的出射角β＝________；若换用一束红光同样从A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．(3)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为2 s ，t ＝0时刻的波形如图10所示．该列波的波速是________m/s ；质点a 平衡位置的坐标x a ＝2.5 m ，再经________s 它第一次经过平衡位置向y 轴正方向运动．4．如图12－2－12甲所示，在某介质中波源A 、B 相距d ＝20 m ，t ＝0时两者开始上下振动，A 只振动了半个周期，B 连续振动，所形成的波的传播速度都为v ＝1.0 m/s ，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．(1)定性画出t ＝14.3 s 时A 波所达位置一定区域内的实际波形；(2)求时间t ＝16 s 内从A 发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数．5．如图12－2－11所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s 后的波形图．(1)若波沿x 轴负方向传播，求它传播的可能距离．(2)若波沿x 轴正方向传播，求它的最大周期．(3)若波速是35 m/s ，求波的传播方向．6．如图12－2－9所示，空间同一平面上有A 、B 、C 三点，AB ＝5 m ，BC ＝4 m ，AC ＝3 m ，A 、C 两点处有完全相同的波源，振动频率为1360 Hz ，波速为340 m/s ，则BC 连线上振动最弱的位置有几处？7．(2011年山东青岛一模)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图所示，已知t ＝0.6 s 时，B 点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少？x＝50 cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少？8．如图所示为一列简谐波在t 1＝0时刻的图象．此时波中质点M 的运动方向沿y 轴负方向，且t 2＝0.55 s 时质点M 恰好第3次到达y 轴正方向最大位移处．试求：(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从t 1＝0至t 3＝1.2 s ，质点N运动的路程和t 3时刻相对于平衡位置的位移分别是多少？9．在O 点有一波源，t=0时刻开始向+y 方向振动，形成沿x 轴正方向传播的一列简谐横波。
高二物理 机械振动和机械波单元测试-新人教(有答案)
机械振动和机械波单元测试一、不定项选择题（共15小题，每题4分，错选或不选不给分，漏选给2分，共60分） 1．一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A 、B 两点，历时1s ，质点通过B 点后再经过1s 又第2次通过B 点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm ，则质点的振动周期和振幅分别为（ ）A ．3s ，6cmB ．4s ，6cmC ．4s ，9cmD ．2s ，8cm 2．一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的（ ）A ．速度一定大小相等，方向相反B ．加速度一定大小相等，方向相反C ．位移一定大小相等，方向相反D ．以上三项都不一定大小相等，方向相反 3．一弹簧振子振幅为A ，从最大位移处需时间t 0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过t 0/2时的速度大小和加速度大小分别为υ1和a 1，而振子位移为A /2时速度大小和加速度大小分别υ2和a 2，那么（ ）A ．υ1＞υ2 B ．υ1＜υ 2C ．a 1＞a 2D ．a 1＜a 24．水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T ，则（ ）A ．若在时间△t 内，弹力对振子做功为零，则△t 一定是2T的整数倍. B ．若在时间△t 内，弹力对振子做功为零，则△t 可能小于2TC ．若在时间△t 内，弹力对振子冲量为零，则△t 一定是T 的整数倍D ．若在时间△t 内，弹力对振子的冲量为零，则△t 可能小于4T 5．弹簧振子做简谐运动，t 1时刻速度为υ，t 2时刻速度也为υ，且方向相同，已知（t 2－t 1）小于周期T ，则（t 2－t 1） （ ）A ．可能大于四分之一周期B ．可能小于四分之一周期C ．一定小于二分之一周期D ．可能等于二分之一周期6．一个做简谐运动的质点的振动图象如图所示，在t 1、t 2、t 3、t 4各时刻质点所受的回复力即时功率为零的是（ ）A ．t 1B ．t 2C ． t 3D ． t 47、一列简谐横波波沿X 轴正方向传播，在T =0时刻波形如图所示。
专题06 动量、机械振动与机械波(原卷版)-2023年高考物理二模试题分项汇编(浙江专用)
专题06 动量、机械振动与机械波（原卷版）一、单选题（本大题共9小题）1. (2023年浙江省十校联盟高考物理第三次联考试卷)物理规律往往有一定的适用条件，我们在运用物理规律解决实际问题时，需要判断使用的物理规律是否成立。
如图所示，站在车上的人用锤子连续敲打小车。
初始时，人、车、锤都静止，假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是( )A. 连续敲打可使小车持续向右运动B. 人、车和锤组成的系统机械能守恒C. 人、车和锤组成的系统动量和机械能都不守恒D. 人、车和锤组成的系统动量守恒但机械能不守恒2. (2023年浙江省金华市十校高考物理联考试卷)掷冰壶又称冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，是冬奥会比赛项目。
在某次冰壶比赛中，运动员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图(bb)所示。
碰撞前后两壶做直线运动的vv−tt 图线如图(cc)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则( )A. 两壶发生了弹性碰撞B. 碰后蓝壶的速度可能为0.9mm/ssC. 碰后蓝壶移动的距离为2mmD. 碰后红壶还能继续运动2ss3. (2023年浙江省宁波市镇海中学高考物理模拟试卷（选择考）)发光实心弹力球因其弹性好深受小朋友喜爱。
一小朋友将弹力球(可视为质点)抛出，落到水平面(足够大)上前瞬间的速度大小为vv0，与水平方向夹角αα=37∘。
弹力球与水平面碰撞的过程中，受到摩擦力的大小等于其重力的16、弹力的大小等于其重力的2倍。
设每次碰撞前、后弹力球竖直方向的速度大小保持不变，不计空气阻力。
已知sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，重力加速度为gg。
则弹力球( )A. 第1次碰后离开水平面瞬间，速度方向与水平面间的夹角大于45∘B. 第2、3次落地点间的距离为0.48vv02ggC. 与水平面碰撞4次后停止运动D. 与水平面碰撞过程中受到合力的冲量保持不变4. (2023年浙江省强基联盟高考物理统测试卷（2月份）)如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”的复制品，注入适量水后，有节奏地摩擦鱼洗双耳，会发出嗡嗡声，盆内水花四溅。
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叮叮小文库机械振动与机械波 (计算题 )1． (16 分) 如图甲是某简谐横波在 t=0 时刻的图像，如图乙是 A 点的振动图像，试求：（ 1） A 点的振幅多大、此时振动的方向如何？ （ 2）该波的波长和振动频率。
（ 3）该波的波速的大小及方向如何？y /cmy /cm550 A0 4 t / × 10-2s26 10 x/m-52-5甲乙2．（ 10 分）如图 1 所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速为v = 80m/s 。
P 、S 、Q 是波传播方向上的三个质点，已知距离 PS = 0.4m 、 SQ = 0.2m 。
在 t = 0 的时刻，波源 P 从平衡位置（ x = 0 ， y = 0 ）处开始向上振动（ y 轴正方向），振幅为 15cm ，振动周期 T = 0.01s 。
vPSQx图 1（ 1）求这列简谐波的波长 λ ；（ 2）在图 2 中画出质点 P 的位移—时间图象（在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期）；（ 3）在图 3 中画出波传到 Q 点时的波形图（在图中标出横轴的标度） 。
y/cy/c1515t/×x/ m－ 15－15图 2图 33． (9 分 ) (1)下列说法中正确的是 ________．A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C ．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D ．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位 移处开始计时，以减小实验误差(2) 如图 9 所示，一个半径为R 的1透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平4方向射入球体后经 B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知 OA ＝R，该球体对蓝光2的折射率为 3 .则它从球面射出时的出射角β＝________；若换用一束红光同样从 A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与 C 点相比，位置________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．(3) 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为 2 s，t＝ 0 时刻的波形如图10 所示．该列波的波速是 ________m/s ；质点 a 平衡位置的坐标x a＝ 2.5 m，再经 ________s 它第一次经过平衡位置向 y 轴正方向运动．4．如图 12－ 2－ 12 甲所示，在某介质中波源A、 B 相距 d＝20 m ，t ＝ 0 时两者开始上下振动， A 只振动了半个周期， B 连续振动，所形成的波的传播速度都为v＝ 1.0 m/s ，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．(1)定性画出 t＝ 14.3 s 时 A 波所达位置一定区域内的实际波形；(2)求时间 t ＝ 16 s 内从 A 发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数．5．如图 12－2－ 11 所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s 后的波形图．(1)若波沿 x 轴负方向传播，求它传播的可能距离．(2)若波沿 x 轴正方向传播，求它的最大周期．(3)若波速是 35 m/s ，求波的传播方向．6．如图 12－2－ 9 所示，空间同一平面上有A、B、C 三点， AB＝ 5 m，BC＝ 4 m，AC＝ 3 m，A、 C 两点处有完全相同的波源，振动频率为1360 Hz，波速为 340 m/s ，则 BC连线上振动最弱的位置有几处？7．(2011 年山东青岛一模)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝ 0 时的波形如图所示，已知 t＝ 0.6 s 时， B 点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少？x＝ 50 cm 处的质点 A 回到平衡位置的最短时间为多少？8．如图所示为一列简谐波在 t 1＝ 0 时刻的图象．此时波中质点 M的运动方向沿 y 轴负方向，且 t2＝ 0.55 s 时质点 M恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处．试求：(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3) 从 t 1＝ 0 至 t 3＝ 1.2 s，质点 N运动的路程和 t 3时刻相对于平衡位置的位移分别是多少？9．在 O点有一波源，t=0 时刻开始向 +y 方向振动，形成沿x 轴正方向传播的一列简谐横波。
高中物理选修1机械波计算题专项训练
高中物理选修1机械波计算题专项训练姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、计算题（共10题）1、如图所示，沿x轴方向的一条弹性细绳上有O、A、B、C四个点，已知OA＝AB＝60cm，BC＝5AB，质点O在垂直于x轴的方向上做简谐运动，绳上形成沿x方向的简谐横波。
若t＝0时刻，O点开始向上运动，经0．2s的时间O点第一次到达最大位移30cm处，这时A点开始向上运动，求：(1)该波的波速；(2)求t=0到t＝2．4s时间内，质点C通过的总路程s。
2、湖面上一点O上下震动，振幅为0.2m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O 三点在一条直线上，OA间距离为4.0m，OB间距离为2.4m。
某时刻O点处在波峰位置。
观察发现2s后此波峰传到A点，此时，O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰。
将水波近似为简谐波。
（1）求此水波的传播速度、周期和波长。
（2）以O点处在波峰位置为O时刻，某同学打算根据OB间距离与波长的关系确定B点在O 时刻的振动情况。
画出B点振动图象；若不可行，请给出正确思路并画出B点的振动图象。
3、如图2－23所示，一横波的波源在坐标原点，x轴为波的传播方向，y轴为振动方向。
当波源开始振动1 s时，形成了如图所示的波形(波刚传到图中P点)。
试求：图2－23(1)从图示位置再经多长时间波传到Q点？(2)波传到Q点时质点P的位移。
4、如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标为 x= 0.96m。
从图示时刻开始计时，求：（1）P质点刚开始振动时的振动方向如何？（2）P质点开始振动后，其振动周期为多少？（3）经过多长时间P质点第二次到达波峰？5、如图为一列简谐波在t1=0时刻的图象，此时波中质点M 的运动方向沿y负方向，且到t=0.55s质点M恰好第3次到达y正方向最大位移处．试此波向什么方向传播？波速多大？26、如图A所示，0、1、2、3……表示一均匀弹性绳上等间距的点，相邻两点间的距离均为5cm。
动量守恒定律、机械振动、机械波练习卷
动量守恒定律、机械振动、机械波练习卷一、单选题1.如图所示，相同的两木块M、N，中间固定一轻弹簧，放在粗糙的水平面上，用力将两木块靠近使弹簧压缩，当松手后两木块被弹开的过程中，不计空气阻力，则对两木块有()A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒C．动量不守恒，机械能守恒D．动量、机械能都不守恒2.如图所示，质量为m的物体，在水平外力F作用下，以速度v沿水平面匀速运动，当物体运动到A点时撤去外力F，物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点，则物体由A点到B点的过程中，下列说法正确的是()A．v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功越多B．v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功与v的大小无关C．v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功越少D．v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功与v的大小无关3.如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升．下列说法正确的是()A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为C．B能达到的最大高度为D．B能达到的最大高度为h4.如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为h0(不计空气阻力)，则()A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小车向左运动的最大距离为RC．小球离开小车后做斜上抛运动D．小球第二次能上升的最大高度h0＜h＜h05.如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m 的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则小车向右移动的最大距离为()A．B．C．D．6.做简谐运动的物体，振动周期为2 s，下列说法正确的是()A．运动经过平衡位置时开始计时，那么当t＝1.2 s时，物体正在做加速运动，加速度的值正在增大B．运动经过平衡位置时开始计时，那么当t＝1.2 s时，正在做减速运动，加速度的值正在减小C．在1 s时间内，物体运动的路程一定是2AD．在0.5 s内，物体运动的路程一定是A7.一个摆长约1 m的单摆，在下列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可能增大，应选用的驱动力是()A．B．C．D．8.如图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为T.经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为x.下列判断正确的是()A．t＝时质点5的运动方向向下B．t＝时质点7的加速度方向向上C．t＝时质点5运动的路程为3xD．t＝T时质点9向下运动9.左图是一列简谐横波在t＝1.25 s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5 s起振，则右图所示振动图象对应的质点可能位于()A．a<x<bB．b<x<cC．c<x<dD．d<x<e10.一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5 m的A，b两处的质点振动图象如下图中A，b所示，则()A．该波的振幅可能是20 cmB．该波的波长可能是8.4 mC．该波的波速可能是10.5 m/sD．该波由a传播到b可能历时7 s11.如图所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中()A．小球最大动能应等于mgAB．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C．弹簧最大弹性势能等于2mgAD．小球在最低点时的弹力大于2mg二、多选题12.(多选)如图所示，在光滑的水平面上有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C，两端A、B一样高．现让小滑块m从A点由静止下滑，则()A．m不能到达M上的B点B．m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动C．m从A到B的过程中M一直向左运动，m到达B的瞬间，M速度为零D．M与m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒13.(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C 都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为M∶mC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动14.(多选)木块长为L，静止在光滑的水平桌面上，有A、B两颗规格不同的子弹以速度相反的v A、v B同时射向木块，A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB，且dA＞dB，(dA＋dB)＜L，木块一直保持静止，如图所示，则由此判断子弹A、B在射入前()A．速度v A＞v BB．子弹A的动能等于子弹B的动能C．子弹A的动量大小大于子弹B的动量大小D．子弹A的动量大小等于子弹B的动量大小15.(多选)关于小孩子荡秋千，下列说法正确的是()A．质量大一些的孩子荡秋千，它摆动的频率会大些B．孩子在秋千达到最低点处有失重的感觉C．拉绳被磨损了的秋千，绳子最容易在最低点时断开D．自己荡秋千时要想荡高一些，必须在两侧最高点提高重心，增加势能16.(多选)将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是()A．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3∶2C．摆线经过最低点时，小球线速度不变，半径减小，摆线张力变大D．摆线经过最低点时，小球角速度变大，半径减小，摆线张力不变17.（多选）图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（）A．t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 mD．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm三、实验题18.气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)．采用的实验步骤如下：a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB；b．调整气垫导轨，使导轨处于水平；c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d．用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1；e．按下电钮放开卡销，同时让分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞挡板C、D时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量及其符号是__________________________．(2)作用前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________________；作用后A、B两滑块质量与速度乘积之和为____________________．(3)作用前、后A、B两滑块质量与速度乘积之和并不完全相等，产生误差的原因有______________________(至少答出两点)．19.如图所示，用单摆测重力加速度，其中L0、d、n、t分别表示实验时已测得的数据．根据这些数据可以算出：(1)单摆的摆长L＝____________；(2)单摆的周期T＝____________；(3)当地的重力加速度g＝___________；(4)为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为______A．20 cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台B．100 cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台C．100 cm长的结实的细线、大木球、秒表、50 cm量程的刻度尺、铁架台D．100 cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台(5)若实验测得的g值偏小，可能的原因是______A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将(n－1)次全振动数为n次四、计算题20.跳水运动员应先将跳板向下压一下，以便让人弹得更高．如图所示，在北京奥运会3米跳板跳水中，运动员的质量为40 kg，跳板下压的最大距离为0.2 m，跳板储存的弹性势能为160 J，反弹时跳板将弹性势能全部转给运动员，把运动员视为质点，则运动员入水的速度为多大？弹起时运动员与板作用时间为0.8 s，那么在弹起的过程中板对运动员的平均作用力为多少？(g取10 m/s2，板的质量忽略不计)21.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1m/s，t=0时刻波形如图所示。
高考必做大题02：机械振动和机械波
高考必做大题02：机械振动和机械波一、计算题1．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1,0）的质点刚好开始振动，在t1=0.6s时刻，P质点在t=0时刻首次位于波峰位置。
Q点的坐标是（-3，0），求：（i）这列波的传播速度；（ii）t2=1.5s时质点Q的位移。
2．一列沿x轴方向传播的横波，如图所示的实线和虚线分别为t1=0s时与t2=1s时的波形图像。
求：(i)如果该横波的传播速度为v=75m/s时，分析该波的传播方向；(ii)如果该横波沿x轴的正方向传播，虚线上x=2m的质点到达平衡位置时波传播的最短距离是多少？相对应的时间应为多长？二、解答题3．一列简谐横波沿x轴传播，如图甲所示为t = 0.1s时刻的波形图，介质中P、Q两质点离开平衡位置的位移相等，P、Q两质点相距8m，图乙为质点P的振动图象。
求：①质点P在t = 0.7s时离开平衡位置的位移y；②波速v及波的传播方向。
4．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知该波的传播速度为10m/s，求：（i）这列波的周期；（ii）从图示时刻开始，在x=4cm处的质点在0~4.9s时间内运动的路程。
5．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，在t=0时刻两列波的部分波形如图，甲恰好传播到质点M（1.0，0），乙恰好传播到质点N（2.0，0）。
已知乙的周期T乙=0.4s，求：（i）质点P（1.6，0）开始振动的时刻t0；（ii）质点Q（2.4，0）的位移y=+20cm的时刻t。
6．坐标原点处的波源在t1＝0时开始沿y轴负向振动，t2＝1.5s时它正好第二次到达波谷，如图所示为t2＝1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图。
求：①这列波的传播速度；②写出波源振动的位移表达式。
7．一列简谐横波沿x轴方向传播，在x轴上沿传播方向上依次有P、Q两质点，P质点平衡位置位于x＝4m处。
(九)机械振动和机械波专题
第七章 机械振动和机械波1．下列关于波的衍射的说法正确的是( )A ．衍射是一切波特有的现象B ．对同列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C ．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D ．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象，故A 正确，C 错误；发生明显衍射现象是有条件的， 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时，才能观察到明显的衍 射现象，所以B 正确；声波的波长在1.7 cm 到17 m 之间，一般常见的障碍物或孔的 大小与之比较较小，正是由于声波的波长较长，声波才容易发生明显的衍射现象，即 D 正确． 答案：ABD2．一列向x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图1 所示，A 、B 、C 分别是x ＝0、x ＝1 m 和x ＝2 m 处的三个质点．已知该波周期为4 s ，则 ( )A ．对质点A 来说，在第1 s 内回复力对它做正功B ．对质点A 来说，在第1 s 内回复力对它做负功C ．对质点B 和C 来说，在第1 s 内回复力对它们做功相同D ．对质点B 和C 来说，在第1 s 内回复力对它们做功不同解析：由波的传播方向向右可判断A 、B 、C 三个质点的振动方向，四分之一周期内， A 质点远离平衡位置，回复力做负功，动能转化为势能；B 向下振动，C 向上振动， 回复力对B 做正功，对C 做负功． 答案：BD3．一质点做简谐运动的图象如图2所示，下列说法正确的是 ( )图2A ．质点振动频率是4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmC ．第4 s 末质点的速度是零D ．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同解析：根据振动图象可知：该简谐运动周期T ＝4 s ，所以频率f ＝1T ＝0.25 Hz ，A 错；10 s 内质点通过路程x ＝104×4A ＝10A ＝10×2 cm ＝20 cm ，B 正确；第4 s 末质点经过平衡位置，速度最大，C 错；在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等，方向 相反，D 错． 答案：B4．如图3所示，为一列简谐横波在某一时刻的波的图象， A 、B 、C 是介质中的三个质点．已知波是向x 正方向传播的，波速为v ＝20 m/s ，下列说法中正确的是 ( )A ．这列波的波长是10 mB ．质点A 的振幅为零C ．质点B 此刻向y 轴正方向运动D ．质点C 再经过0.15 s 通过平衡位置解析：由图可知，λ＝12 m ，A 错误；各质点的振幅均相同，均为0.4 cm ，B 错误； 此波沿x 轴正方向传播，由“上下坡法”可判定，B 此刻向y 轴正方向运动，C 正确； 由T ＝λv ＝0.6 s ，经过t ＝0.15 s ＝T4，C 点刚好经过平衡位置，D 正确．答案：CD5．如图4所示为一在光滑的水平面上振动的弹簧振子的振 动图象，弹簧的劲度系数为20 N/cm ，在图中A 点对应的时刻( )A ．振子所受的弹力大小为0.5 N ，方向指向x 轴的负方向B ．振子的速度方向指向x 轴的正方向C ．在0～4 s 内振子做了1.75次全振动D ．在0～4 s 内振子通过的路程为0.35 cm ，位移为0解析：由图可知A 在t 轴上方，位移x ＝0.25 cm ，所以弹力F ＝－kx ＝－5 N ，即弹力 大小为5 N ，方向指向x 轴负方向，选项A 不正确；由图可知过A 点作图线的切线， 该切线与x 轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x 轴的正方向，选项B 正确．由图可看出，t ＝0、t ＝4 s 时刻振子的位移都是最大，且 都在t 轴的上方，在0～4 s 内完成两次全振动，选项C 错误；由于t ＝0时刻和t ＝4 s 时刻振子都在最大位移处，所以在0～4 s 内振子的位移为零，又由于振幅为0.50 cm ， 在0～4 s 内振子完成了两次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为2×4×0.50 cm ＝4 cm ，故选项D 错误．故答案为B. 答案：B6．(2010·湖北联考)一频率为600 Hz 的声源以20 rad/s 的角速度沿一半径为0.80 m 的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P 点且相对于圆心静止，如图5所示，下列判断正确的A ．观察者接收到声源在A 点发出声音的频率大于600 HzB ．观察者接收到声源在B 点发出声音的频率等于600 HzC ．观察者接收到声源在C 点发出声音的频率等于600 HzD ．观察者接收到声源在D 点发出声音的频率小于600 Hz解析：在B 、D 两处波源与接收者之间的相对速度垂直于它们的连线，此时接收者接收到的频率等于声源发出的声音的频率，故B正确D错误；在A处波源与接收者连线上的相对运动是相互靠近，故观察者接收到的频率比波源发出的频率要高，故A正确，同理C错误．答案：AB8．在一单摆装置中，摆动物体是个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，由此摆球的周期将() A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大解析：单摆小角度摆动，做简谐运动的周期为T＝2πlg，式中l为摆长，其值为悬点到摆动物体重心之间的距离，当小球装满水时，重心在球心，水流完后，重心也在球心，但水刚流出过程中重心要降低，因此，在水的整个流出过程中，重心位置先下降后上升，即摆长l先增大后减小，所以摆动周期将先增大后减小．答案：C9．(2010·天津和平区质量调查)如图7所示，均匀介质中振动情况完全相同的两波源S1、S2分别位于x1＝－2×10－1m和x2＝12×10－1m处，t＝0时刻以频率为f＝10 Hz同时开始向上振动，振幅为A＝2 cm，波的传播速度为v＝4 m/s，P、M、Q三质点的平衡位置离O点距离分别为OP＝0.2 m和OM＝0.5 m、OQ＝0.8 m．则下列关于各质点运动情况判断正确的是()图7A．t＝0.1 s时刻质点Q开始沿y轴正方向运动B．经t＝0.175 s，质点P通过的路程为14 cmC．t＝0.275 s时刻，质点M的位移为＋4 cmD．t＝0.35 s时刻，S1S2之间(不包括S1、S2点)振动位移为零的点共有三处解析：由v＝λf，波长λ＝0.4 m，t＝0.1 s时刻，S1波正好传播到P点，S2波正好传播到Q点，则Q质点起振方向与波源S2起振方向相同，即沿y轴正方向运动，A对；t ＝0.175 s时刻，两列波均传播到M点，P质点已经振动了0.075 s，即0.75个周期，处于波谷位置，路程为3A＝6 cm，B错；t＝0.275 s时刻，M质点正好在两列波的传播下振动了一个周期，仍然处于平衡位置，位移为0，C错；t＝0.35 s时刻，两列波分别传播到彼此的波源处，此时两列波重合，振动位移为零的点(不包括S1、S2)有0、2、4、6、8、10这些质点，D错．答案：A10．一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，其振幅为2 cm ， 波速为30 cm/s ，在传播过程中，介质中相距30 cm 的两质点a 、b ，某时刻均在x 轴上方距离x 轴1 cm 的位 置，此时两质点运动方向相反，如图8所示，则下列 说法正确的是( )A ．从此时刻起，经过1秒钟a 质点运动到b 位置处B ．此时a 、b 两质点加速度大小相等，方向相反C ．b 质点可能比a 质点先回到平衡位置D ．a 质点速度最大时，b 质点速度为0解析：波速v ＝30 cm/s ，波在1秒钟前进30 cm ，但介质中各质点并不随波迁移，故 A 错误；此时刻a 、b 两质点位移相同，回复力的大小和方法均相同，因此加速度的 大小、方向均相同，B 错误；a 和b 两点的距离可能大于λ2且小于34λ，也可能小于λ2且大于λ4，因此，当a 点在平衡位置，速度最大时，b 质点一定不在波峰或波谷，因此D错误；当a 、b 间距大于λ2且小于34λ时，a 向上运动，b 向下运动，b 质点比a 质点先回到平衡位置，C 正确． 答案：C二、实验与计算题(本题共4小题，共50分)12．(15分)一列简谐横波某时刻的波形图如图10甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图10乙所示．图10(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多 少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸应满足什么条件？ (3)从该时刻起，再经过Δt ＝0.4 s ，P 质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？ (4)若t ＝0时振动刚刚传到A 点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m 的质 点(未画出)第二次位于波峰？解析：(1)由振动图象可以看出，此波的周期为0.8 s ，所以频率为1.25 Hz.因为发生稳 定干涉的条件是两列波的频率相等，所以另一列波的频率为1.25 Hz.(2)由波动图象可以看出，此波的波长为20 m ，当障碍物的尺寸小于或等于20 m 时能 够发生明显的衍射现象．(3)因为Δt ＝0.4 s ＝T2，所以质点P 通过的路程为4 cm. 在T 2内波传播的距离为λ2＝10 m. (4)由A 点t ＝0时刻向上振动知，波沿x 轴正方向传播，波速v ＝λT ＝200.8 m/s ＝25 m/s.x ＝45 m 处的质点第一次到达波峰的时间 t 1＝45－2025s ＝1 s此质点第二次位于波峰的时间t ＝t 1＋T ＝1.8 s. 答案：(1)1.25 Hz (2)小于或等于20 m (3)4 cm,10 m (4)1.8 s12. (2010·高考上海卷)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, 光波波长较短D. 声波波速较小, 光波波速很大解析: 选C.根据波产生明显衍射现象的条件——障碍物或小孔的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小可知, 声波有明显的衍射现象而光波的衍射现象不明显是因为声波的波长较长.12.如图12－2－12表示产生机械波的波源O 做匀速运动的情况, 图中的圆表示波峰. 观察到的波的频率最低的点是( )A. A 点B. B 点C. C 点D. D 点解析: 选 B.由图中可知, 波源远离B 点运动, 1 s 内通过B 点的波峰个数最少, 频率最低, 故选项B 正确. 14.(2011·高考重庆理综卷)介质中坐标原点O 处的波源在t ＝0时刻开始振动, 产生的简谐波沿x 轴正向传播, t 0时刻传到L 处, 波形如图12－2－13所示. 下列能描述x 0处质点振动的图像是( )图12－2－13图12－2－14解析: 选C.因波沿x 轴正向传播, 由“上下坡法”可知t ＝t 0时L 处的质点振动方向向下, 可知x 0处的起振方向向下, 故A 、B 两项均错; 还可判断在t 0时刻x 0处的质点振动方向也向下, 故C 项正确, D 项错误. 14. (2012·浙江温州五校联考)如图12－2－15所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在某时刻的波形图, 波速为2 m/s, 此时P 点振动方向沿y 轴负方向, 则( )A. 机械波传播的方向沿x 轴正方向B. P 点的振幅比Q 点的小C. 经过Δt ＝4 s, 质点P 将向右移动8 mD. 经过Δt ＝4 s, 质点Q 通过的路程是0.4 m解析: 选AD.由P 点振动方向沿y 轴负方向可知波向右传播, 选项A 正确. 波传播过程中, 各点振幅相同且质点并不随波迁移, 选项B 、C 错误. 周期T ＝λv ＝42s ＝2 s, Δt ＝4 s 为两个周期, Q 质点完成两个全振动, 路程为8A ＝40 cm ＝0.4 m, D 正确. 15. (2011·高考上海单科卷)两列简谐波沿x 轴相向而行, 波速均为v ＝0.4 m/s, 两波源分别位于A 、B 处, t ＝0时的波形如图12－2－22所示. 当t ＝2.5 s 时, M 点的位移为________cm, N 点的位移为________cm.图12－2－22解析: 2.5 s 内两波传播的距离为s ＝v t ＝0.4×2.5 m ＝1 m 、t ＝2.5 s 时的波形图如图所示, 由波的叠加规知, N 、M 两点的位移为0和2 m.16(2010·高考课标全国理综卷)波源S 1和S 2振动方向相同, 频率均为4 Hz, 分别置于均匀介质中x 轴上的O 、A 两点处, OA ＝2 m, 如图12－2－23所示. 两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播, 波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同. 求:(1)简谐横波的波长;(2)OA 间合振动振幅最小的点的位置.解析: (1)设简谐横波波长为λ, 频率为f , 波速为v ,则λ＝v f①代入已知数据得λ＝1 m. ②(2)以O 为坐标原点, 设P 为OA 间的任意一点, 其坐标为x , 则两波源到P 点的波程差Δl 为Δl ＝x －(2－x ), 0≤x ≤2③其中x 、Δl 以m 为单位.合振动振幅最小的点的位置满足Δl ＝⎝⎛⎭⎫k ＋12λ, k 为整数④ 联立③④式, 得x ＝0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m. 答案: (1)1 m (2)0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m17. 某时刻的波形图如图12－2－24所示, 波沿x 轴正方向传播, 质点P 的坐标x ＝0.32 m. 从此时刻开始计时:(1)若每间隔最小时间0.4 s 重复出现波形图, 求波速; (2)若P 点经过0.4 s 第一次达到正向最大位移, 求波速; (3)若P 点经过0.4 s 到达平衡位置, 求波速.解析: (1)从波的图像可以看出波长为: λ＝0.8 m, 由题意知, 波的周期为: T ＝0.4 s, 则波速为: v 1＝λT ＝0.80.4m/s ＝2 m/s.(2)波传播的距离为: s ＝x －λ4＝0.12 m, 波速为: v 2＝s t ＝0.120.4m/s ＝0.3 m/s.(3)由平移法可得波传播的距离为:s ′＝n λ2＋x ＝(0.4n ＋0.32) m, (n ＝0,1,2,3, …),波速为: v ＝s t ＝0.4n ＋0.320.4m/s ＝(0.8＋n ) m/s, (n ＝0,1,2,3, …).答案: (1)2 m/s (2)0.3 m/s(3)(0.8＋n ) m/s (n ＝0,1,2,3, …)1．如图所示为一列向右传播的简谐波在传播过程中某一时刻的图像，则( )①A 和C 两质点的运动方向始终相反 ②B 和C 两质点的运动方向始终相同 ③从本图像所示的这一时刻起，质点F 将比质点E 早到达平衡位置 ④D 、E 、F 各点的振幅相同以上说法正确的是( )A ．①④B ．②③C ．①③④D ．③④答案 A2．(2011·安徽)一列简谐波沿x 轴正方向传播，在t ＝0时波形如图1所示．已知波速为10 m/s ，则t ＝0.1 s 时正确的波形应是图2中的( )解析 由图1可知，波长λ＝4.0 m ，则周期T ＝λv ＝410 s ，再经t ＝1 s ＝14T ，波形变为图2中的C 所示．答案 C3．下图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A 正向上运动，如图中箭头所示．由此可判定此横波( ) A ．向右传播，且此时质点B 正向上运动B ．向右传播，且此时质点C 正向下运动 C ．向左传播，且此时质点D 正向上运动 D ．向左传播，且此时质点E 正向下运动解析 先据A 点向上运动，可判定波向左传播(后一质点总是落后于前一质点的振动)，波源在右．然后依据同一原则找出其余各质点的右侧邻近点，进行判定，知B 向下运动，C 向下运动，D 点向上运动，E 点向上运动．答案 C4．(2012·天津)沿x 轴正向传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s ，则t ＝140s 时A ．质点M 对平衡位置的位移一定为负值B ．质点M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C ．质点M 的加速度方向与速度方向一定相同D ．质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反解析 由波形图及传播方向可知，t ＝0时质点M 的振动方向向上，由T ＝λv ＝440 s ＝110 s ，知t ＝140 s＝T 4，质点M 经过T4后处在从正向最大位移回到平衡位置的过程中，所以对平衡位置的位移方向为正，速度方向为负，加速度方向为负，所以A 、B 选项错误，C 、D 选项正确．答案 CD5．(2012·西安质检)图甲为一简谐横波在t ＝0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位置为x ＝1 m 处的质点，Q 是平衡位置为x ＝4 m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图像，则A ．t ＝0.10 s 时，质点Q 的速度方向向上B ．该波沿x 轴正方向传播C ．该波的传播速度为40 m/sD ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cm解析 由题图乙知，t ＝0.10 s 时，质点Q 的速度方向向下，A 选项错误；由题图甲和Q 点在波形图中的位置知，该波沿x 轴负方向传播，B 选项错误；波长λ＝8 m ，周期T ＝0.20 s ，则波速v ＝λT ＝40 m/s ，C选项正确；由质点振动规律知，经34T 质点P 通过的路程小于30 cm ，D 选项错误．答案 C6．如图甲所示，波源S 从平衡位置开始上下(y 轴方向)振动，产生的简谐波向右传播，经0.1 s 后P 点开始振动，已知SP ＝2 m ，若以P 点开始振动作为计时起点，图乙为P 点的振动图像，则下列说法中正确的是( )A ．该简谐波的波速为20 m/sB ．该波的周期为0.4 sC ．波源S 最初是向下振动D ．该波的波长为20 m解析 波速v ＝Δx Δt ＝20.1 m/s ＝20 m/s ，A 选项正确；由题给条件无法确定周期及波长的具体值，B 、D选项错误；P 与S 起振方向应相同，故C 选项正确．答案 AC7．如图所示，一列简谐横波沿x 轴传播，实线和虚线分别表示t 1时刻和t 2时刻的图像，其中t 2＝t 1＋58s ，已知波的频率为2 Hz ，则下列关于波的传播方向和传播距离Δx 的判断正确的是 A ．此波沿x 轴正方向传播，Δx ＝3 mB ．此波沿x 轴负方向传播，Δx ＝9 mC ．此波沿x 轴负方向传播，Δx ＝3 mD ．此波沿x 轴正方向传播，Δx ＝15 m解析 根据题中图像可知波长λ＝12 m ，波速v ＝λf ＝24 m/s ，在58 s 时间内波传播距离Δx ＝v t ＝15 m＝λ＋3 m ，余数是3 m ，波沿x 轴正方向传播．答案 D8．如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形图线，虚线是0.2 s 后它的波形图线．这列波可能的传播速度为( )A ．5 m/sB ．10 m/sC ．15 m/sD ．20 m/s解析 从题图上可以看出λ＝4 m ．当波沿x 轴正方向传播时，两次波形间隔的时间为14T 、54T 、94T 、…、4n ＋14T ，而4n ＋14T ＝0.2 s ，T ＝4×0.24n ＋1 s(n ＝0、1、2、…)，由波速公式v ＝λT ，代入数据解得v ＝4n ＋10.2 m/s ＝(20n ＋5) m/s (n ＝0、1、2、…)；当波沿x 轴负方向传播时，两次波形图线间隔为34T 、74T 、114T 、…、4n ＋34T ，而4n ＋34T ＝0.2 s ，T ＝4×0.24n ＋3 s(n ＝0、1、2、…)，由波速公式v ＝λT ，代入数据解得v ＝4n ＋30.2 m/s ＝(20n＋15) m/s(n ＝0、1、2、…)，所以本题选AC.答案 AC9．(2012·浙江部分学校联考)如图所示，简谐横波a 沿x 轴正方向传播，简谐横波b 沿x 轴负方向传播，波速都是10 m/s ，振动方向都平行于y 轴，t ＝0时刻，这两列波的波形如图所示．下图画出的是平衡位置在x ＝2 m 处的质点从t ＝0开始在一个周期内的振动图像，其中正确的是解析 这两列波在同一介质中传播，周期相同，且T ＝λv ＝410 s ，经t ＝0.1 s ＝T4，x ＝2的质点的位移等于两到波分别引起的位移的矢量和．而y ＝1＋2＝3 (cm)，t ＝0.2 s ＝T2时刻该质点的位移为0，依次类推，其振动图像如B 图像．答案 B10．一列机械波沿直线ab 向右传播，ab ＝2 m ，a 、b 两点的振动情况如下图所示．下列说法中正确的是( )A ．波速可能是23 m/sB ．波长可能是83 mC ．波速可能大于23 m/sD ．波长可能大于83m/s解析 波由a 向b 传播，故a 的振动步调应超前于b .由图像可知，a 的振动步调应比b 超前(n ＋34)个周期(n ＝0,1,2,3，…)，所以a 、b 间距应为(n ＋34)个波长，即ab ＝(n ＋34)λ，所以λ＝4ab 4n ＋3＝84n ＋3 m(n ＝0,1,2,3，…)．可见波长的可能值有83 m 、87 m 、811 m …波长最大为83m.又由图像知周期T ＝4 s ，所以可能波速为v ＝λT ＝24n ＋3 m/s(n ＝0,1,2,3，…)．v 的可能值有：23 m/s 、27 m/s 、211 m/s …答案 AB11．(2012·浙江部分学校联考)沿x 轴方向的一条细绳上有O 、A 、B 、C 四点，OA ＝AB ，BC ＝5AB .质点O 在垂直于x 轴方向做简谐运动，沿x 轴传播形成横波，t ＝0时刻，O 点开始向上运动，经t ＝0.2 s ，O 点第一次到达上方最大位移处，这时A 点才开始往上运动．那么在t ＝2.5 s 时刻，关于质点B 和C 的运动情况，以下描述中正确的是( )A ．B 点位于x 轴下方B ．C 点位于x 轴下方C ．B 点正向上运动D ．C 点正向上运动解析 由t ＝0时刻，O 点开始向上运动，经t ＝0.2 s ，O 点第一次到达上方最大位移处，这时A 点刚好开始运动，可知该波的周期T ＝0.8 s ；设OA ＝x ，则14λ＝x ，λ＝4x ；波速为v ，则v ＝x 0.2；则波从O 点传到B 点所需时间t ′＝OB v ＝2x v ＝0.4 s ，则质点B 振动了2.1 s ，即2T ＋58T ，即从平衡位置向上振动了2T ＋58T .而12T <58T <34T ，此时质点B 在平衡位置下方，沿y 轴负向运动；从O 点传到C ，t ′＝OC v ＝7x v ＝1.4 s ，则质点C 振动了1.1 s ，即T ＋38T ，即从平衡位置向上振动了T ＋38T ，而14T <38T <12T ，此时质点C 在平衡位置上方，沿y 轴负向运动．综上可知，A 选项正确．答案 A12．图示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，虚线为t ＝0.6 s 时的波形图，波的周期T >0.6 s ，则(A ．波的周期为2.4 sB ．在t ＝0.9 s 时，P 点沿y 轴正方向运动C ．经过0.4 s ，P 点经过的路程为4 mD ．在t ＝0.5 s 时，Q 点到达波峰位置解析 本题考查机械波和机械振动的综合问题，意在考查考生的理解能力、推理能力、分析综合能力．从两时刻的波形图可以看出，在Δt ＝0.6 s 时间内，波传播的距离Δx ＝3λ4＝6 m ，故传播时间Δt ＝3T 4＝0.6 s ，周期T ＝0.8 s ，A 选项错误；同时可求波速为10 m/s ；t ＝0时刻P 点向y 轴负方向振动，经过Δt ＝0.9 s ＝118T ，P 点正向y 轴负方向振动，B 选项错误；经过t ＝0.4 s ，即半个周期，P 点经过的路程为2A ＝0.4 m ，C 选项错误；经过t ＝0.5 s ，波向x 轴负向平移Δx ＝v t ＝5 m ，可知Q 点处于波峰，D 选项正确．13．(2012·课标全国)一简谐横波沿x 轴正向传播，t ＝0时刻的波形如图(a)所示，x ＝0.30 m 处的质点的振动图线如图(b)所示，该质点在t ＝0时刻的运动方向沿y 轴________(选填“正向”或“负向”)．已知该波的波长大于0.30 m ，则该波的波长为________m.解析 本题考查振动图像和波动图像，主要考查考生对两个图像的联系和区别，通过图像获取信息的能力，运用数学方法处理物理问题的能力．由题图(b)可知，t ＝0时刻题给质点正在向上运动，故其振动方向沿着y 轴正向，且正好在八分之一周期的位置．考虑到滤长大于0.3 m ，因此在题图(a)中处于八分之三波长处，0.3 m ＝38λ，解得λ＝0.8 m. 14．弹性绳沿x 轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t ＝0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm 的简谐运动，在t ＝0.25 s 时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为__________cm/s ；在t ＝__________ s 时，位于x 2＝45 cm 处的质点N 恰好第一次沿y 轴正向通过平衡位置．解析 从题图上可以看出，0.25 s 波传播了Δx ＝λ4＝5 cm ，传播时间为T /4，质点起振方向为沿y 轴负方向．所以周期T ＝1 s ，波速v ＝Δx Δt ＝50.25 cm/s ＝20 cm/s ；再经过Δt ＝45v s ＋T 2＝2.75 s ，质点N 恰好第一次沿y 轴正方向经过平衡位置．15．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图所示，介质中质点P 、Q 分别位于x ＝2 m 、x ＝4 m 处．从t ＝0时刻开始计时，当t ＝15 s 时质点Q 刚好第4次到达波峰．(1)求波速．(2)写出质点P 做简谐运动的表达式(不要求推导过程)．解析 (1)设简谐横波的波速为v ，波长为λ，周期为T ，由图像知，λ＝4 m ．由题意知t ＝3T ＋34T ① v ＝λT②联立①②式，代入数据得v ＝1 m/s③ (2)质点P 做简谐运动的表达式为y ＝0.2 sin(0.5πt ) m ④ 答案 (1)v ＝1 m/s (2)y ＝0.2 sin(0.5πt ) m。
大学物理机械振动与机械波综合练习题(含答案)
解： A1 = 5cm ， A2 = 6 cm ，1 = 0.75 ， 2 = 0.25
A = A12 + A22 + 2 A1 A2 cos( 2 − 1 ) = 52 + 62 + 2 5 6 cos(0.25 − 0.75 )
= 120 Hz ，另一列火车 B 以 u2 = 25 m/s 的速度行驶。当 A 、B 两车相向而行时，B 的 司机听到汽笛的频率 为137 Hz ；当 A 、 B 两车运行方向相同时，且 B 车在 A 车前方， B 的司机听到汽笛的频率 为118 Hz 。
解：波源与观察者相向运动： = u + vR = 331+ 20 120 = 137 H z
A
=
2.00 cm
。x
= 10cm
处有一点 a
在t
=
3s
时
ya
=
0
，d y dt
|a
0
；当 t
=
5s
时，x
=
0处
的位移 y0 = 0 ，此刻该点速度 v = − 6.28 cm/s 。
解：
y0
=
A cos( 2 T
t
+0)，
ya
=
Acos[2 ( t T
−
x
)
+
0
]
x = 10 cm ， t = 3s ， = vT = 10 cm
= 61cm
u
5．图为 t = 0 时刻，以余弦函数表示的沿 x 轴
高中物理：振动和波练习及详解
高中物理振动和波练习及详解一、单项选择题1.一个单摆从甲地到乙地,发现振动变快了,为了调整到原来的快慢,下述说法正确的是( ) A. 因 g 甲＞g 乙，故应缩短摆长 B. 因为g 甲＞g 乙，故应加长摆长 C. 因为g 甲＜g 乙，故应缩短摆长 D. 因为g 甲＜g 乙，故应加长摆长 【答案】D【详解】一单摆因从甲地移到乙地，振动变快了，即周期减小了，根据2T =，得到g增大，T 才会减小，所以甲地的重力加速度小于乙地的重力加速度，即g 甲＜g 乙；要使T 还要恢复，只要增大T ，故只能将摆长适当增长，故D 正确，ABC 错误．2.如图所示,弹簧左端固定,右端系一物块,物块可以在粗糙水平桌面上滑动，物块与水平面各处动摩擦因数相同,弹簧原长时物块位于O 点．当先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放后,物块都能运动到O 点左方,设两次运动过程中物块速度最大时的位置分别为Q1和Q2点,则这两点( )A. 都在O 点右方,且Q1离O 点较近B. 都在O 点右方,且Q2离O 点较近C. 都在O 点右方,且Q1、Q2为同一位置D. 都正好与O 点重合 【答案】C【详解】先后分别把物块拉到P1和P2点由静止释放，开始弹簧的弹力大于摩擦力的大小，物体做加速运动，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，即F=kx=f 时，速度最大，此时弹簧的形变量f x k=，知Q1和Q2点都在O 点右方，且Q1、Q2在同一位置，故C 正确，ABD错误．3.在相同的时间内单摆甲作了10次全振动,单摆乙作了6次全振动,两个单摆的摆长相差16cm ，则甲摆的摆长为（ ） A. 25cm B. 9cm C. 18cm D. 12cm 【答案】B【详解】在相同时间内单摆甲做了n1=10次全振动，单摆乙做了n2=6次全振动，知甲乙单摆的周期比为3：5，根据2T =224gT L π=，则有：211222925L T L T ==，又L2-L1=16cm ．所以L1=9cm ，L2=25cm ，故B 正确，ACD 错误．4.一个质量分布均匀的空心小球，用一根长线把它悬挂起来，球中充满水，然后让球小角度摆动起来，摆动过程中水在小孔中缓慢均匀漏出，那么，它的摆动周期将（ ） A. 变大 B. 变小C. 先变大后变小D. 先变小后变大 【答案】C【详解】单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动，其周期是2T =球，重心在球心，当水从底部的小孔流出，直到流完的过程，金属球（包括水）的重心先下降，水流完后，重心升高，回到球心，则摆长先增大，后减小，最后恢复到原来的长度，所以单摆的周期先变大后变小，最终恢复到原来的大小，故C 正确，ABD 错误． 5.一弹簧振子做简谐运动，周期为T( )A. 若t 时刻和(t+△t)时刻振子位移相同，则△t 一定等于T 的整数倍B. 若t 时刻和(t+△t)时刻振子运动速度大小相等、方向相反，则△t 一定等于T/2的整数倍C. 若△t=T/2，则在t 时刻和(t+△t)时刻弹簧的长度一定相等D. 若△t=T/2，则在t 时刻和(t+△t)时刻振子运动的加速度大小一定相等 【答案】D【详解】在t 时刻和（t+△t ）时刻振子的位移相同，所以这两时刻振子通过同一个位置，而每一个周期内，振子两次出现在同一个位置上．所以当速度方向相同时，则△t 可以等于T 的整数；当速度方向相反时，则△t 不等于T 的整数，故A 错误；若t 时刻和（t+△t ）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t可能等于2T的整数倍，也可能大于2T的整数倍，也可能小于 的整数倍，故B 错误；若△t=2T ，则在t 时刻和（t+△t ）时刻振子的位置关于平衡位置对称或经过平衡位置，所以这两时刻位移的大小一定相等，由kxa m =-知加速度大小一定相等．但弹簧的状态不一定相同，则长度不一定相等，故D 正确，C 错误．所以D 正确，ABC 错误．6.关于机械振动和机械波，下列说法中正确的是（ ）A. 物体作机械振动时，一定产生机械波B. 没有机械振动，也可能形成机械波C. 有机械波，一定有质点作机械振动D. 机械振动和机械波的产生无关 【答案】C【详解】机械振动在介质中的传播称为机械波，所以有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波，故C 正确，ABD 错误． 7.关于波长,下列说法中正确的是（ ）A. 横波的两个波峰之间的距离等于一个波长B. 一个周期内介质质点通过的路程是一个波长C. 横波上相邻的波峰和波谷间的距离等于一个波长D. 波源开始振动后，在振动的一个周期里波传播的距离等于一个波长 【答案】D 【详解】横波的两个波峰之间的距离等于若干个波长，只有相邻两个波峰之间的距离等于一个波长，故A 错误；质点只在自由的平衡位置附近做简谐运动，通过一个周期内介质质点通过的路程是四个振幅，与波长没有关系，故B 错误；横波上相邻的波峰和波谷间的距离等于半个波长，故C 错误；波源开始振动后，在振动的一个周期里波传播的距离等于一个波长，故D 正确．所以D 正确，ABC 错误．8.关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是（ ）A. 两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加B. 两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C. 两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零D. 两列频率相同的波相遇时，振动加强点的位移总是比振动减弱点的位移大 【答案】C【解析】根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以选项A 错误．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，所以B 选项错．振动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以选项C 正确，D 错误．故选C.二、多项选择题9.关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系,下列说法正确的是( ) A. 加速度增大时，速度必减小 B. 速度、加速度方向始终相反C. 通过平衡位置时，v 、a 均改变方向D. 远离平衡位置时，v 、a 方向相反 【答案】AD 【详解】加速度满足kx a m =-，所以加速度增大时，位移也增大，所以速度必减小，故A 正确；向平衡位置运动时，速度、加速度方向相同，故B 错误；通过平衡位置时，速度方向不改变，故C 错误；远离平衡位置时，加速度方向指向平衡位置，速度方向背离平衡位置，即v 、a 方向相反，故D 正确．所以D 正确，BC 错误．10.如图所示,在O 点悬一根细长直杆,杆上串有一个小球A,用长为l 的细线系着另一个小球B,上端也固定在O 点,将B 拉开,使细线偏离竖直方向一个小角度,将A 停在距O 点L/2处,同时释放,若B 第一次回到平衡位置时与A 正好相碰(g 取10m/s2,π2取10),则（ ） A. A 球与细杆之间不应有摩擦力 B. A 球的加速度必须等于4m/s2C. A 球受到的摩擦力等于其重力的0.6倍D. 只有知道细线偏离竖直方向的角度大小才能求出A 球受到的摩擦力【答案】BC【详解】球B 是单摆，根据单摆的周期公式2T =B 第一次回到平衡位置过程的时间：4T t =，球A匀加速下降，根据位移时间关系公式，有2122L at=，解得：2244/ga m s π=≈ ，故B 正确；球A 匀加速下降，根据牛顿第二定律，有：mg-f=ma ，解得：f=m （g-a ）=0.6mg ，A 球受到的摩擦力等于其重力的0.6倍，故AD 错误，C 正确．所以BC 正确，AD 错误． 11.一弹簧振子做简谐振动,t 时刻刚好经过平衡位置，则振子在t+△t 和t-△t 时刻一定相同的物理量有( ) A. 速度 B. 加速度 C. 位移 D. 机械能 【答案】AD【详解】t 时刻刚好经过平衡位置，则振子在t+△t 和t-△t 时刻质点位置关于平衡位置对称，此时速度和机械能相同，加速度和位移方向相反，故AD 正确，BC 错误．12.细长轻绳下端拴一小球构成单摆,在悬挂点正下方1/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A ，如图所示．现将单摆向左拉开一个小角度，无初速度释放．对于以后的运动，下列说法正确的是（ ）A. 摆球往返一次的时间比无钉子时短B. 摆球往左右两侧上升的最大高度相同C. 摆球往在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D. 摆球往在平衡位置右侧的最大摆角是左侧最大摆角的两倍． 【答案】AB【详解】无钉子时，单摆的周期2T =，有钉子后，在半个周期内绕悬挂点摆动，半个周期内绕钉子摆动，周期T '=A 正确；根据机械能守恒定律，左右两侧上升的高度相同．有钉子子时走过的弧长小于无钉子走过的弧长．摆角不是2倍关系，故B 正确，CD 错误．所以AB 正确，CD 错误．13.关于机械波，下列说法不正确的是（ ） A. 在传播过程中能传递能量 B. 频率由波源决定C. 能产生干涉、衍射现象D. 能在真空中传播 【答案】D【详解】A ．波传播振动这种运动形式的同时传递能量，故A 正确，不符合题意； B ．波的频率是由波源决定的，故B 正确，不符合题意； C ．干涉、衍射是波的特有现象，机械波在一定条件下也能发生干涉和衍射现象，故C 正确，不符合题意；D ．机械波传播要借助于介质，真空中不能传播，故D 错误，符合题意。
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机械振动与机械波(计算题)1．(16分)如图甲是某简谐横波在t=0时刻的图像，如图乙是A 点的振动图像，试求：（1）A 点的振幅多大、此时振动的方向如何（2）该波的波长和振动频率。
（3）该波的波速的大小及方向如何2．（10分）如图1所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v = 80m/s 。
P 、S 、Q 是波传播方向上的三个质点，已知距离PS = 、SQ = 。
在t = 0的时刻，波源P 从平衡位置（x = 0，y = 0）处开始向上振动（y 轴正方向），振幅为15cm ，振动周期T = 。
（1）求这列简谐波的波长λ ；（2）在图2中画出质点P 的位移—时间图象（在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期）；（3）在图3中画出波传到Q 点时的波形图（在图中标出横轴的标度）。
v图1 x--×甲 乙3．(9分) (1)下列说法中正确的是________．A ．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的B ．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场C ．狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的D ．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位移处开始计时，以减小实验误差(2)如图9所示，一个半径为R 的14透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A 点沿水平方向射入球体后经B 点射出，最后射到水平面上的C 点．已知OA ＝2R ，该球体对蓝光的折射率为.则它从球面射出时的出射角β＝________；若换用一束红光同样从A 点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C 点相比，位置________(填“偏左”、“偏右”或“不变”)．(3)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，周期为2 s ，t ＝0时刻的波形如图10所示．该列波的波速是________m/s ；质点a 平衡位置的坐标x a ＝ m ，再经________s 它第一次经过平衡位置向y 轴正方向运动．4．如图12－2－12甲所示，在某介质中波源A 、B 相距d ＝20 m ，t ＝0时两者开始上下振动，A 只振动了半个周期，B 连续振动，所形成的波的传播速度都为v ＝ m/s ，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示．(1)定性画出t ＝ s 时A 波所达位置一定区域内的实际波形；(2)求时间t ＝16 s 内从A 发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数． y /ct/× 015 －15 图2 y /c x/m 0 15 －15 图35．如图12－2－11所示，实线是某时刻的波形图，虚线是 s 后的波形图．(1)若波沿x 轴负方向传播，求它传播的可能距离．(2)若波沿x 轴正方向传播，求它的最大周期．(3)若波速是35 m/s ，求波的传播方向．6．如图12－2－9所示，空间同一平面上有A 、B 、C 三点，AB ＝5 m ，BC ＝4 m ，AC ＝3 m ，A 、C 两点处有完全相同的波源，振动频率为1360 Hz ，波速为340 m/s ，则BC 连线上振动最弱的位置有几处7．(2011年山东青岛一模)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图所示，已知t ＝ s 时，B 点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少x ＝50 cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少8．如图所示为一列简谐波在t 1＝0时刻的图象．此时波中质点M 的运动方向沿y轴负方向，且t 2＝ s 时质点M 恰好第3次到达y 轴正方向最大位移处．试求：(1)此波沿什么方向传播(2)波速是多大(3)从t 1＝0至t 3＝ s ，质点N 运动的路程和t 3时刻相对于平衡位置的位移分别是多少9．在O 点有一波源，t=0时刻开始向+y 方向振动，形成沿x 轴正方向传播的一列简谐横波。
距离O 点为x 1=3m 的质点A 的振动图象如图甲所示；距离O 点为x 2=4m 的质点B 的振动图象如图乙所示。
求：（1）该波的周期（2）该波的波速10．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P 此时刻沿－y 方向运动，经过第一次到达平衡位置，波速为5m/s ，那么①该波沿（选填“＋x”或“－x”）方向传播；②写出图中Q点（坐标为x=的点）的振动方程；③求P点的横坐标为x。
11．一列简谐波在均匀介质中传播，从波源的振动传播到b点时开始计时，图甲所示为t＝ s时刻介质中的波动图象，图乙为b点从t＝0 s开始计时的振动图象，求：(1)这列简谐波的传播方向；(2)t＝ s时刻，质点O的速度方向；1(3)质点做简谐运动的频率;(4)简谐波传播速度的大小．12．一列波沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时波恰好传播到Q点，已知这列波在P处出现两次波峰的最短时间间隔是 s，求：（1）这列波的波速是多少（2）经过多少时间质点R处于波峰位置13．机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标x=．从此时刻开始计时．问:①若每间隔最小时间 s重复出现波形图.求波速②若p点经 s到达平衡位置.求波速14．（15分）（1）（6分）一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=处的质点的振动图线如图（b ）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y 轴_________（填“正向”或“负向”）。
已知该波的波长大于，则该波的波长为_______m 。
（2）（9分）一玻璃立方体中心有一点状光源。
今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。
已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。
15．在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中的实线所示．(1)若波向右传播，零时刻刚好传到B 点，且再经过 s,P 点也开始起振，求： ①该列波的周期T ；②从t=0时刻起到P 点第一次达到波峰时止，O 点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少(2)若该列波的传播速度大小为20 m/s ，且波形中由实线变成虚线需要经历 s 时间，则该列波的传播方向如何16．（8分）如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A 、B 、C 、D ……N 、O 为绳上等间隔的点，点间间隔为50cm ，现用手拉着绳子的端点A 使其上下振动，若A 点开始向上，经秒第一次达到波谷，G 点恰好开始振动，则（1）绳子形成的向右传播的横波速度为多大（2）从A 开始振动，经多长时间J 点第一次到达波峰17．模块3-4试题（1）一列简谐横波，沿x 轴正向传播。
位于原点的质点的振动图象如图1所示。
①该振动的振幅是______cm ；②振动的周期是_______s ；③在t 等于41周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是________ cm 。
图２为该波在某一时刻的波形图，Ａ点位于x =处。
④该波的传播速度为_______m/s ；⑤经过21周期后，Ａ点离开平衡位置的位移是_______cm 。
（2）如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。
容器底部靠近器壁处有一竖直放置的长的线光源。
靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。
开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。
将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。
再将线光源沿同一方向移动，刚好可以看到其顶端。
求此液体的折射率n 。
18．（8分）【物理—物理3-4】（1）渔船常利用超声波来探测远外鱼群的方位。
已知某超声波频率为×510Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。
①从该时刻开始计时，画出37.510x -=⨯m 处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周期）。
②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s ，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。
（2）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出。
①求该玻璃棒的折射率。
②若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时_____（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。
19．【物理-选修3-4】（15分）（1）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时刻的波形图，虚线为t2＝时刻的波形图，已知这列波的周期大于，则这列波的传播速度大小和方向可能是:A．2m/s，向左B．2m/s，向右C．6m/s，向左D．6m/s，向右（2）单色光束射到折射率n=的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i＝450研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图示。
（图中已画出入射光和出射光）.①在图中画出光线在球内的路径和方向。
②求入射光和出射光之间的夹角а；③如果入射的是一束白光，问那种颜色光的а角最大哪种颜色的а角最小20．【物理——选修3—4】（15分）（1）（5分）振源以原点O为平衡位置，沿y轴方向做简谐运动，它发出的简谐波在x轴上以v=2m/s沿正方向传播，在某一时刻的波形如图所示。
在原点的右方有一质元P从图示时刻开始，经过0．5s在x轴下方且向上运动，则质元P所在的位置可能是。
A．0．5 mB．1．5mC．2．5 mD．3．5m（2）（10分）如图所示，高度为H=1m圆柱形容器中盛满折射率n =的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L=2H，在圆心O点正上方h高度处有一点光源S。
①点光源S发出的光在水中传播的速度为多少②从液体上方观察要使S发出的光照亮整个液体表面，h应该满足什么条件（已知6.037sin=︒）21．［物理——选修3-4］（15分）（1）（5分）下列说法正确的是（）A．波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移B．当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小C．光的偏振现象说明光是纵波D．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场E．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空的光速都是相同的。
（2）（10分）高速公路上的标志牌都用“回归反射膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回。
这种“回归反射膜”是用球体反射元件制成的。
如图，透明介质球的球心位于O点，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与AB的距离H＝32R．若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射后射出的光线与入射光线平行，试作出光路图，并算出介质球的折射率．22．［物理选修3-4模块］（1）如图所示，质点O在垂直x轴方向上做简谐振动，形成了沿x轴传播的横波。