第十二章第2講機械波

1、第2講機械波 1 一列橫波沿x軸正方向傳播，a、b、c、d為介質中沿波傳播方向上四個質點的平衡位置某時刻的波形如圖1(a)所示，此后，若經(jīng)過周期開始計時，則圖(b)描述的是()圖1Aa處質點的振動圖象 Bb處質點的振動圖象Cc處質點的振動圖象 Dd處質點的振動圖象解析由圖(a)看出，從該時刻經(jīng)過3/4周期，質點a、b、c和d分別運動到波谷、平衡位置、波峰和平衡位置，從而排除選項A和C；因到達平衡位置的b和d的運動方向分別沿y軸負、正方向，故圖(b)所表示的是b處的質點的振動圖象答案B2 一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點時波形如圖2所示，再經(jīng)0.6 s，N點開始振動，則該波的振幅A和頻率f為

2、()圖2AA1 mf5 Hz BA0.5 mf5 HzCA1 mf2.5 Hz DA0.5 mf2.5 Hz解析由題干圖可知振幅A0.5 m波從M傳到N的過程，波速v m/s10 m/s.由圖可知4 m，所以T0.4 s，f2.5 Hz.D正確答案D3如圖3所示為一列在均勻介質中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，波速為4 m/s.圖中“A、B、C、D、E、F、G、H”各質點中()圖3A沿y軸正方向速率最大的質點是DB沿y軸正方向加速度最大的質點是BC經(jīng)過t0.5 s質點D將向右移動2 mD經(jīng)過t2.5 s，質點D的位移是0.2 m解析在平衡位置的質點速率最大，又從傳播方向可以判斷，質

3、點D向上振動，質點H向下振動，所以A項正確；在最大位移處的質點加速度最大，加速度的方向與位移方向相反，B質點的加速度方向向下，B項錯誤；質點只能在平衡位置兩側上下振動，并不隨波遷移，C項錯誤；波傳播的周期T1 s，經(jīng)過t2.5 s2.5T，質點D仍位于平衡位置，所以位移為0，D項錯誤答案A4 一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖4甲所示，圖中P、Q兩質點的橫坐標分別為x1.5 m和x4.5 mP點的振動圖象如圖4乙所示在下列四幅圖中，Q點的振動圖象可能是()甲 乙圖4解析該波的波長為4 m，P、Q兩點間的距離為3 m當波沿x軸正方向傳播時，P在平衡位置向上振動，而Q點此時應處于波峰，B正確；當波

4、沿x軸負方向傳播時，P點處于平衡位置向下振動，而此時Q點應處于波谷，C正確答案BC5 質點O振動形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻的波形圖如圖5甲所示，當波傳到x3 m處的質點P時開始計時，質點P的振動圖象如圖乙所示，則()圖5A該波的頻率為25 HzB該波的傳播速度為2 m/sC質點O開始振動時沿y軸正方向D從t時刻起，經(jīng)過0.015 s，質點P將回到平衡位置解析根據(jù)題圖可知，該波的波長8 m，周期T0.04 s，所以波速v/T200 m/s，頻率f1/T25 Hz，選項A正確，B錯誤；根據(jù)甲圖，t時刻機械波剛好傳播到x8 m處的質點，已知機械波沿x軸正方向傳播，該質點的起振方向為y軸負

5、方向，這與波源的起振方向相同，所以質點O開始振動時沿y軸負方向，也可利用乙圖看出質點P的起振方向沿y軸負方向，選項C錯誤；經(jīng)過0.015 s波傳播的距離為x200×0.015 m3 m，從t時刻起經(jīng)過0.015 s質點P左側距離質點P 3 m遠的質點O的振動情況傳到P點，即P點回到平衡位置，選項D正確答案AD6 一列簡諧橫波以v24 m/s的速度水平向右傳播，在t1、t2兩時刻的波形分別如圖6中實線和虛線所示，圖中兩波峰處質點A、B的平衡位置相距7 m，質點的振動周期為T，且3T<(t2t1)<4T，在(t2t1)時間內波向右傳播的距離為25 m，則這列波的波長為_ m，

6、這列波中各質點的振動周期T_ s.圖6解析由題意知37 m25 m，解得波長6 m，由vT得這列波中各質點的振動周期T/v0.25 s.答案60.257 如圖7所示，圖甲為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在t0時的波形圖，圖乙是這列波中質點P的振動圖線，那么：甲 乙圖7(1)該波的傳播速度為_m/s；(2)該波的傳播方向為_(填“向左”或“向右”)；(3)圖甲中Q點(坐標為x2.25 m處的點)的振動方程為：y_cm.解析(1)波的周期T2 s，波長1 m，波速v0.5 m/s.(2)P點向上運動，不難判斷波是向左傳播(3)Q點此時從最大位移開始向平衡位置運動，振動圖象是一條余弦曲線，A0.2cm

7、，Q點的振動方程為y0.2cos (t)答案(1)0.5(2)向左(3)0.2cos (t)8 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時刻的波形如圖6中實線所示，t0.1 s時刻的波形如圖8中的虛線所示波源不在坐標原點O，P是傳播介質中離坐標原點2.5 m處的一個質點則以下說法正確的是()圖8A波的頻率可能為7.5 HzB波的傳播速度可能為50 m/sC質點P的振幅為0.1 mD在t0.1 s時刻與P相距5 m處的質點也一定向上振動解析從題圖中可以看出從實線傳播到虛線的時間為：tT(n0,1,2，)，波的頻率為f Hz2.5(4n1) Hz(n0,1,2，)，A錯誤；從圖中得出波長為：4 m，波的

8、傳播速度為vf10(4n1) m/s(n0,1,2，)，當n1時，v50 m/s，B正確；從圖中可以看出質點P的振幅為0.1 m，C正確；從圖中可知t0.1 s時，質點P向上振動，與P相距5 m的質點與質點P相距1個波長，若該質點在P點左側，它正在向下振動，若該質點在P點右側，它正在向上振動，D錯誤答案BC9 如圖9所示，波源P從平衡位置y0開始振動，方向豎直向上(y軸的正方向)，振動周期T0.01 s產生的簡諧波向右傳播，波速為v80 m/s.經(jīng)過一段時間后，S、Q兩點開始振動，已知距離SP0.4 m、SQ1.0 m若以Q點開始振動的時刻作為計時的零點，則下列說法正確的是()圖9A圖10乙能

9、正確描述Q點的振動情況B圖10甲能正確描述S點的振動情況C圖10丙能正確描述t0時刻的波形圖D若在Q點也存在一個波源，振動情況同波源P，則S為振動加強點圖10解析該簡諧波的波長vT0.8 m，SP，PQ，分析各圖象可知選項A、B錯誤，C正確；若在Q點也存在一個波源，SQ，xSQSP，因此S不是振動加強點，選項D錯誤答案C10 一列簡楷橫波以1 m/s的速度沿繩子由A向B傳播，A、B間的距離為3 m，如圖11甲所示若質點B的振動圖象如圖乙所示，則質點A的振動圖象為()圖11解析由圖乙可知：該波的周期T4 s，則由波長公式可得：vT4 m，即AB之間間距為，且在t0時，質點B在平衡位置，沿y軸負向

10、運動，如圖所示，由圖可知：質點A在正向最大位移處，故選項A、B、C錯誤，選項D正確答案D12(1)如圖12所示，彈簧振子在振動過程中，振子從a到b歷時0.2 s，振子經(jīng)a、b兩點時速度相同，若它從b再回到a的最短時間為0.4 s，c、d為振動的最遠點，則該振子的振動頻率為()A1 Hz B1.25 HzC2 Hz D2.5 Hz圖12(2)如圖所示，小球m自A點以向AD方向的初速度v開始運動，已知0.9 m，AB圓弧的半徑R10 m，AD10 m，A、B、C、D在同一水平面內重力加速度g取10 m/s2，欲使小球恰能通過C點，其初速度v應為_解析 (1)經(jīng)a、b兩點時速度相同，可知a、b兩點關

11、于O點對稱，tob s0.1 s；振子從b再回到a的最短時間t2tbctba0.4 s，可得tbc s0.1 s，所以tOctObtbc0.1 s0.1 s0.2 s，而tOc，所以振子振動周期T4tOc0.8 s，振子振動頻率f1.25 Hz，故B正確(2)小球m的運動由兩個分運動合成，這兩個分運動分別是：以速度v沿AD方向的勻速直線運動和在圓弧面上AB方向上的往復運動因為R，所以小球在圓弧面上的往復運動具有等時性，符合類單擺模型，其圓弧半徑R即為類單擺的擺長，小球m恰好能通過C，則有ADvt，且滿足tT (n0,1,2,3)又T2，解以上方程得v m/s(n0,1,2,3)答案 (1)B(2) m/s(n0,1,2,3)12一列簡諧橫波由質點A向質點B傳播已知A、B兩點相距4 m，這列波的波長大于2 m而小于20 m圖13表示在波的傳播過程中A、B