第十二章第2單元機(jī)械波知能演練場(chǎng)

1、選考部分 選修3-4 第十二章 第2單元 機(jī)械波智能演練場(chǎng)1(2009·廣東高考) 如圖1225所示為聲波干涉演示儀的原理圖兩個(gè)U形管A和B套在一起，A管兩側(cè)各有一小孔聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率_的波當(dāng)聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小孔時(shí)，若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長，則此處聲波的振幅_；若傳播的路程相差一個(gè)波長，則此處聲波的振幅_解析：由同一波源分成的兩列波頻率相同，符合兩列機(jī)械波干涉的條件當(dāng)兩列波的路程差等于半波長的奇數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)減弱；當(dāng)路程差等于波長的整數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)答案：相同減小增大2(2010·淮安模擬)如圖1226所示為某一簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形

2、圖，由此可知該波沿_方向傳播，該時(shí)刻a、b、c三點(diǎn)中速度最大的是_點(diǎn)，加速度最大的是_點(diǎn)，從這一時(shí)刻開始，第一次最快回到平衡位置的是_點(diǎn)，若t0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷處，則此波的波速為_m/s.答案：x軸正acc1003(2009·上海高考)彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標(biāo)原點(diǎn)，用手握住繩的左端，當(dāng)t0時(shí)使其開始沿y軸做振幅為8 cm的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在t0.25 s時(shí)，繩上形成如圖1227所示的波形，則該波的波速為_cm/s；在t_s時(shí)，位于x245 cm處的質(zhì)點(diǎn)N恰好第一次沿y軸正向通過平衡位置解析：由圖象可知，A8 cm，T4t1 s， 20 cm，所以波速v cm/s20

3、 cm/s.繩上的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)的方向都是沿y軸負(fù)方向，故波傳到N點(diǎn)所用的時(shí)間為：t1 s2.25 s，所以質(zhì)點(diǎn)N第一次沿y軸正方向通過平衡位置的時(shí)間為tt12.75 s.答案：202.754一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖1228甲所示 (1)該振動(dòng)的振幅是_cm；(2)振動(dòng)的周期是_s；(3)在t等于周期時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是_cm.圖乙所示為該波在某一時(shí)刻的波形圖，A點(diǎn)位于x0.5 m處(4)該波的傳播速度是_m/s；(5)經(jīng)過周期后，A點(diǎn)離開平衡位置的位移是_cm.解析：由振動(dòng)圖象可以看出該振動(dòng)的振幅為8 cm，振動(dòng)周期為0.2 s，在t等

4、于周期時(shí)，原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)剛好回到平衡位置，因而位移為零由圖乙可以看出，該波的波長為2 m，則波速v m/s10 m/s.經(jīng)過 周期后，A點(diǎn)剛好到達(dá)負(fù)的最大位移處，因而位移為8 cm.答案：(1)8(2)0.2(3)0(4)10(5)85. 如圖1229所示，空間同一平面上有A、B、C三點(diǎn)，AB5 m，BC4 m，AC3 m，A、C兩點(diǎn)處有完全相同的波源，振動(dòng)頻率為1360 Hz，波速為340 m/s，則BC連線上振動(dòng)最弱的位置有幾處？解析：到兩波源距離之差為波長整數(shù)倍的點(diǎn)在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域；到兩波源的距離之差為半波長奇數(shù)倍的點(diǎn)在振動(dòng)減弱區(qū)域，由題意可得25 cm m，BC上的點(diǎn)到A、C處的距離之差滿足

5、1 mx3 m 而振動(dòng)減弱的點(diǎn)滿足x(2n1) 聯(lián)立解得3.5n11.5，故n可取4、5、6、7、8、9、10、11等8個(gè)值，對(duì)應(yīng)BC上有8個(gè)振動(dòng)減弱的點(diǎn)答案：8處6(2009·山東高考)圖12210所示為一簡(jiǎn)諧波在t0時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為yAsin5t，求該波的波速，并畫出t0.3 s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長)解析：由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式可知5 rad/s，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播由波形圖讀出波長4 m.T 由波速公式v 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)可得v10 m/st0.3 s時(shí)的波形圖如圖所示答案：10 m/s波形圖見解析7公路巡警開車在高速公

6、路上以100 km/h 的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的超聲波，如果該超聲波被那輛轎車反射回來時(shí)：(1)巡警車接收到的超聲波頻率比發(fā)出的低(2)巡警車接收到的超聲波頻率比發(fā)出的高以上兩種情況說明了什么問題？解析：(1)如果巡警車接收到的超聲波頻率比發(fā)出時(shí)低，由多普勒效應(yīng)可知，巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離又由于巡警車在后且車速恒定，所以轎車的速度大于100 km/h.(2)如果巡警車接收到的超聲波頻率比發(fā)出時(shí)高由多普勒效應(yīng)可知，巡警車與轎車在相互靠近，同理可知，轎車的速度小于100 km/h.答案：(1)轎車的速度大于100 km/h(2)轎車的速度小于100 km

7、/h8如圖12211所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖，虛線是0.2 s后的波形圖 (1)若波沿x軸負(fù)方向傳播，求它傳播的可能距離(2)若波沿x軸正方向傳播，求它的最大周期(3)若波速是35 m/s，求波的傳播方向解析：(1)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，傳播的距離為x(n)(n)×4 m (n0,1,2,3，)所以可能距離為3 m、7 m、11 m (2)波沿x軸正方向傳播，求周期根據(jù)t(n)T得T s(n0.1,2,3，)在所有的可能周期中，n0時(shí)周期最大，即最大為0.8 s.(3)波在0.2 s內(nèi)傳播的距離xvt7 m傳播的波長數(shù)n1，可見波形圖平移了的距離由題圖知波沿x軸負(fù)方向傳播答案：(1)4(n)m (n0,1,2,3，)(2)0.8 s(3)沿x軸負(fù)方向9如圖12212甲所示，在某介質(zhì)中波源A、B相距d20 m，t0時(shí)兩者開始上下振動(dòng)，A只振動(dòng)了半個(gè)周期，B連續(xù)振動(dòng)，所形成的波的傳播速度都為v1.0 m/s，開始階段兩波源的振動(dòng)圖象如圖乙所示 (1)定性畫出t14.3 s時(shí)A波所達(dá)位置一定區(qū)域內(nèi)的實(shí)際波形；(2)求時(shí)間t16 s內(nèi)從A發(fā)出的半波前進(jìn)過程中所遇到的波峰個(gè)數(shù)解析：(1)分別畫出A波在14.3 s時(shí)的波