高中物理专项练习：机械振动机械波

高中物理专项练习：机械振动机械波

一．选择题

1 (5分) （南昌模拟）已知波源的平衡位置在O点,t=0时刻开始做振幅为50cm的简谐振动,频率为20Hz,发出一列横波沿x轴正方向传播,如图所示为P点恰好开始振动时的波形,P、Q 两质点平衡位置坐标分别为P(6,0)、Q(28,0),则下列说法正确的是___________(选对1个给2分,选对2个给4分,选对3个给5分,每选错一个扣3分,最低得分为0)

A.这列波的波速为40m/s

B.当t=0.35s时,Q点刚开始振动

C.波源刚开始振动时的运动方向沿－y方向

D.Q点刚开始振动时,P点恰位于平衡位置

E.Q点刚开始振动之前,P点经过的路程为14.0m

【参考答案】（1）BCD

【命题意图】本题考查波的传播及其相关知识点。

【解题思路】由波动频率为20Hz可得周期T=1/f=0.05s。由P点的位置坐标为P(6,0)可知波长λ=4m,这列波的波速为v=λ/T=80m/s,选项A错误；当t=0.35s时,波动传播距离x=vt=80×0.35m=28m,Q点刚开始振动,选项B正确；波源刚开始振动时的运动方向沿－y方向,选项C正确；PQ之间距离为△x=28m-6m=22m,为5个半波长,Q点刚开始振动时,P点恰位于平衡位置,选项D正确；波动从P传播到Q需要5.5个周期,Q点刚开始振动之前,P点经过的路程为s=5.5×4A=5.5×4×0.5m=11.0m,选项E错误。

2。（高三冲刺模拟）(1)(5分)如图甲所示,O点为振源,OP＝s,t＝0时刻O点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t＝0时刻开始描绘的质点P的振动图象。下列判断中正确的是___________。(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A ．t ＝0时刻,振源O 振动的方向沿y 轴正方向

B ．t ＝t 2时刻,P 点的振动方向沿y 轴负方向

C ．t ＝t 2时刻,O 点的振动方向沿y 轴正方向

D ．这列波的频率为211t t -

E ．这列波的波长为

211

()s t t t - 【参考答案】ADE

【名师解析】由题图乙可知P 点先沿y 轴正向运动,故振源O 在t ＝0时刻沿y 轴正向运动,故A 正确。由题图乙可知,t 2时刻P 点振动方向沿y 轴正向,故B 错误。因不知t 1与周期T 的倍数

关系,故不能判断t 2时刻O 点的振动情况,故C 错误。结合题图甲、乙可知,振动从O 传到P,

用时t 1,

传播距离为s,故波速为v ＝,波的周期为T ＝t 2-t 1,故波的频率为 f ＝,波长λ＝vT ＝,故D 、E 正确。

3.（高三考试大纲调研卷10）一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t 时刻的波形图像如图所示,已知该波的周期为T ,a 、b 、c 、d 为沿波传播方向上的四个质点。则下列说法中正确的是(填正确答案标号,选对一个得2分,选对两个得4分,选对三个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)（ ）

A ．在t ＋时,质点c 的速度达到最大值

B ．在t ＋2T 时,质点d 的加速度达到最大值

C ．从t 到t ＋2T 的时间间隔内,质点d 通过的路程为4 cm

D ．t 时刻后,质点b 比质点a 先回到平衡位置

E．从t时刻起,在一个周期的时间内,a、b、c、d四个质点沿x轴通过的路程均为一个波长【参考答案】（1）（5分）ABD

【名师解析】（1）在时,质点c回到平衡位置,速度达到最大值,A正确；由图看出,此时刻波离d点的距离等于个波长,则波传到d点需要个周期,传到d后d向下起振,在t+2T时,d 点到达波峰,加速度达到最大值。从t到t+2T间隔内,质点d运动了,因此通过的路程为,故B正确,C错误；简谐波沿x轴正方向传播,t时刻a、b两点的速度方向

均向上,则从t时刻起,质点b比质点a先回到平衡位置。故D正确；t时刻起,在一个周期内,a、b、c、d四个质点并不随着波迁移,通过的路程不是一个波长。故E错误。

故选ABD。

4．（5分）（全国考试大纲模拟卷1）如图所示,沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为l00m/s,下列说法中正确的是_____（填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分）。

A．图示时刻质点b的加速度正在减小

B．从图示时刻开始,经过0.03s,质点a通过的路程为0.6m

C．从图示时刻开姶,再经过0.005s质点b恰好到达波谷

D．若此波遇到另一波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为25Hz

E．若发生明显衍射现象,则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸可能是3m

【参考答案】BDE

【名师解析】（1）由于波向x轴正方向传播,根据“上下坡”法,知道b质点向下振动,加速度

正在增大,故A错误；由题知周期为,从图示时刻开始,经过0.03s,即个周期,质点a通过的路程为3个振幅,即60cm=0.6m,故B正确；从图示时刻开姶,b质点向下振动,做加速度增大的减速运动,故经过,b质点仍末到达波谷,故C错误；此波的频率为,故此波遇到另一波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为25Hz,故D正确；该波波长,当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时,就会发生明显的衍射,则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸可能是3m,故E正确；故选BDE。

二．计算题

1（5分）（全国考试大纲调研卷3）一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示,

①该列波沿x轴传播(填“正向”或“负向”)；

②该列波的波速大小为m／s；

③若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为多少Hz。

【参考答案】(1)①正向；②1m/s；③2.5Hz(2) ①

②当光屏到BC距离超过时,光斑分为两块。

【名师解析】(1)①由A点的振动图线可知,t=0时质点向下振动,故波沿x轴正向传播；②波速

；③因为此波的频率为2.5 Hz,若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率等于该波的频率2.5 Hz。

2．（10分）（高三考试大纲调研卷9）一列沿x轴传播的简谐横波,t＝0时刻的波形如图所示,介质中x＝6m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为m。求：