機械波培優(yōu)訓練

機械波培優(yōu)訓練一、單選題1.一列橫波沿X軸傳播，t1時刻波形圖為實線，t2時刻的波形圖為虛線.已知t廣t1+8s,振動周期為0.5s,則波的傳播方向和傳播距離為（）A.向右，9mB.向左，3mC.向右，3mD.向左，9m二、多選題.一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示，此時刻質(zhì)點P的速度為v,經(jīng)過1.0s它的速度大小、方向第一次與v相同，再經(jīng)過0.2s它的速度大小、方向第二次與v相同，則下列判斷中正確的是A.波沿％軸負方向傳播，波速為5m/sB.波沿％軸正方向傳播，波速為5m/sC.若某時刻質(zhì)點M到達波谷處，則質(zhì)點P一定到達波峰處D.質(zhì)點M與質(zhì)點Q的位移總是大小相等、方向相反E.從圖示位置開始計時，在2.0s時刻，質(zhì)點P的位移為20cm3.如圖所示，。、b兩列沿％軸傳播的簡諧橫波，0時刻的波形如圖所示，兩列波傳播的速度大小均為v=2m/s。a波的振幅為2cm,沿X軸正向傳播，b波的振幅為1cm,沿%軸負向傳播，下列說法中正確的是 -2\寸A.橫波a的周期為2s%=1m處的質(zhì)點的振幅為1cmt=0.5s時刻，％=2m處的質(zhì)點位移為-3cm試卷第1頁，總7頁t=0.5s時刻，％=1m處的質(zhì)點向y軸負方向振動t=1.0s時刻，％=2m處的質(zhì)點位移大小等于3cm4.如圖為一列沿％軸正方向傳播的簡諧橫波的部分波形圖。若該波波速v=40m/s,在t=0時刻波剛好傳播到x=13m處，下列關于波在t=0.45s時的運動情況分析，其中正確的是A.該波x=9m處的質(zhì)點的位移為-5cmB.該波x=11m處的質(zhì)點的位移為5cmC.該波x=11m處的質(zhì)點速度方向沿y軸負向D.該波剛好傳播到x=31m處5.圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x=lm處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則t=0.15s時質(zhì)點Q的加速度達到正向最大t=0.15s時，質(zhì)點P的運動方向沿y軸負方向C.從t=0.10s到t=0.25s,該波沿x軸負方向傳播了6mD.從t=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點P通過的路程為30cm6.某列簡諧橫波在t1=0時刻的波形如圖甲中實線所示，12=3.0s時刻的波形如圖甲中虛線所示，若圖乙是圖甲a、b、c、d四點中某質(zhì)點的振動圖像，則（）A.這列波沿x軸負方向傳播B.圖乙是質(zhì)點b的振動圖像C.從t]=0s到12=3.0s這段時間內(nèi)，質(zhì)點a通過的路程為1.5mD.13=9.5s時刻質(zhì)點c沿y軸正向運動試卷第2頁，總7頁7.如圖甲所示，O點為振源，OP=s,t=0時刻O點由平衡位置開始振動，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧橫波。圖乙為從t=0時刻開始描繪的質(zhì)點P的振動圖象。下列判斷中正確的是 圖甲 圖乙t=0時刻，振源O振動的方向沿y軸正方向t=12時刻，P點的振動方向沿y軸負方向t=12時刻，O點的振動方向沿y軸正方向1D.這列波的頻率為廠;t-tE.這列波的波長為色二t18.由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動的頻率為20Hz，波速為16m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點位于波源S的兩側，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8m,14.6m。P、Q開始振動后，下列判斷正確的是（ ）.P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相同.P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反C.當S恰好通過平衡位置時，P、Q兩點也正好通過平衡位置D.當S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰E.當S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰.一簡諧橫波沿水平方向由質(zhì)元a向質(zhì)元b傳播，波速為4m/s,a、b兩質(zhì)元平衡位置間的距離為2m,t=0時刻，a在波峰，b在平衡位置且向下振動，下列哪些時刻b可能處在波峰位置（）TOC\o"1-5"\h\zJ J 5 -丁 2S 冷 而§A. B. C. D.10.圖1是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0.4s時刻的波形圖。若d位置的質(zhì)點比a位置的質(zhì)點晚0.6s起振，圖2表示位置在a、d之間的某質(zhì)點P的振動圖象，且圖1、圖2的計時起點相同。則試卷第3頁，總7頁A.該波沿x軸負方向傳播B.該波的周期為0.8sC.質(zhì)點P位于b、c之間D.質(zhì)點P位于a、b之間三、解答題.一簡諧橫波以4m/s的波速沿水平繩向x軸正方向傳播，繩上兩質(zhì)點M、N的平衡3位置相距彳波長。已知t=0時的波形如圖所示，此時質(zhì)點M的位移為0.02m,設向上為正，經(jīng)時間t1（小于一個周期），質(zhì)點M的位移又為0.02m,且向下運動。求:①該橫波的周期；②11時刻質(zhì)點N的位移.如圖甲所示，a、b為一列簡諧橫波A、B兩質(zhì)點的平衡位置，匕=2m、?=6m,圖乙為質(zhì)點A的振動圖象，圖丙為質(zhì)點B的振動圖象求：這列波的傳播速度是多大?試卷第4頁，總7頁.如圖所示是一列沿l軸方向傳播的機械波圖象，實線是11=0時刻的波形，虛線是12=1s時刻的波形。（1）求該列波可能的周期和波速；（2）若波速為5m/s，其傳播方向如何？請畫出質(zhì)點P從11時刻為計時起點的振動圖像。（至少畫出一個周期，并在圖中標上周期和振幅的數(shù)值）.甲、乙兩列橫波傳播速率相同，分別沿乂軸負方向和正方向傳播，t0時刻兩列波的前端剛好分別傳播到質(zhì)點A和質(zhì)點B,如圖所示，設t0時刻為計時起點，已知甲波的頻率為5Hz,求：（1）t0時刻之前，x軸上的質(zhì)點C振動了多長時間？（2）在t0時刻之后的0.9s內(nèi)，x=0處的質(zhì)點位移為+6cm的時刻。試卷第5頁，總7頁.如圖所示，實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，虛線是這列波在t=0.2s時刻的波形圖。求：(1)該波的周期；(2)若該波的波速是0.8m/s,則波的傳播方向如何?.有一實心立方體A,邊長為L,從內(nèi)部去掉一部分物質(zhì)，剩余部分質(zhì)量為m,一立方體B恰能完全填充A的空心部分，質(zhì)量也為m,如圖所示，即B的外表面與A的內(nèi)表面恰好接觸。整體放在一個盛有密度為P的液體的容器里(容器無限大)，剛開始，A漂浮在液面上，用外力使A向下產(chǎn)生位移b,平衡后由靜止釋放，A將要上下振動(水的摩擦阻力不計)。可以證明該振動為簡諧運動，振動過程中，A始終不離開液面，也不被液面埋沒，已知重力加速度g求：(1)物體B的最大速率.(2)在最高點和最低點A對B的作用力.試卷第6頁，總7頁四、填空題17.O點處有一波源質(zhì)點從t=0時刻開始在y方向做簡諧運動，t=0.4s時，波剛好傳到x=4m處且波形如圖(a),此時波源質(zhì)點的周期突然變?yōu)樵瓉淼?倍，則A.t=0.4s后波速為10m/sB.當x=12m處的質(zhì)點第一次處于波峰時，x=9m處的質(zhì)點正在波谷C.0至1.0s內(nèi)，x=2m處的質(zhì)點所通過的路程為16cmD.t=1.0s時，x=1m處的質(zhì)點第二次處于波峰E.某時刻O點正通過平衡位置向上振動時，x=4m處的質(zhì)點可能正通過平衡位置向下振動試卷第7頁，總7頁參考答案1 1C【解析】試題分析：由題，！=ti+8s,則波傳播的時間為：△t=8s,而周期為T=0.5s,1 1則4t=4T,波傳播的距離為：△x=424x12m=3m,由波形平移法得知，波向x軸正方向，C正確ACE【解析】試題分析：由圖讀出波長九=6m，根據(jù)題意分析得到該波的周期T=1.2s,入6則波速為v=-=-=5m/s.而且圖示時刻P點運動方向沿丁軸負方向，則沿x軸負方.乙向傳播，故A正確，B錯誤；質(zhì)點M與P平衡位置間相距半個波長，振動情況總是相反，M質(zhì)點到達波谷處，P質(zhì)點一定到達波峰處，故C正確；圖示時刻，質(zhì)點M與質(zhì)點Q的位移大小相等、方向相反，但它們平衡位置之間的距離不是半個波長的奇數(shù)倍，位移不是總是相反，故D錯誤；波的周期T=1.2s，從圖示位置開始計時，在2.0s時刻質(zhì)點P正處于波峰位置，故位移為20cm，故E正確。考點：光的折射定律；橫波的圖象；波長、頻率和波速的關系ABD【解析】由題可知九=4m,T=-=2s。若以x=0,x=4m處等效看作波源，兩列波振動情v況相反。x=1m處的質(zhì)點為振動減弱點，其振幅為A=4=2-1=1cm,振動函數(shù)為X=Acos31=1cos兀t(cm)；t=0.5s時刻，x=1m處的質(zhì)點向y軸負方向振動；x=2m處的質(zhì)點為振動加強點，振動函數(shù)為x=(AJAb)sin3t=3sin兀t(cm),t=0.5s時刻，x=2m處的質(zhì)點位移為+3cm,t=1s時刻，x=2m處的質(zhì)點位移大小等于0。綜上分析可知ABD正確。ACD九8【解析】A.由圖可知，波長為8m,波速為v=40m/s,由T=—=s=0.2s，因在t=0時v401刻剛好傳播到x=13m處，則t=0.45s時，波向前傳播了24波形，所以x=9m處的質(zhì)點，此時處于波谷，則質(zhì)點的位移為-5cm,故A正確；BC.由圖可知，波長為8m,波速為v=40m/s,由T=0.2s,因在t=0時刻剛好傳播到x=13m處，1則t=0.45s時，波向前傳播了2-波形，所以x=11m處的質(zhì)點處于平衡位置沿y軸負方向運答案第1頁，總8頁動，則位移為0,故B錯誤，C正確;D.由圖可知，波長為8m,波速為v=40m/s,由T=0.2s,因在t=0時刻剛好傳播到％=13m處，1則t=0.45s時，波向前傳播了2-波形，所以波向前傳播的距離為18m，因此該波剛好傳播到x=31m處，故D正確；ABCkx【解析】A.由乙圖中Q點的振動圖象可知t=0.15s時Q點在負的最大位移處，由a=一知m質(zhì)點Q在該時刻具有正向最大加速度，故A正確；B.甲圖描述的是t=0.10s時的波動圖象，而根據(jù)乙圖可知t=0.10s至Ut=0.25s內(nèi)Q點將向下振動，這說明在甲圖中此時Q點將向下振動，根據(jù)質(zhì)點振動方向和波傳播方向的關系可知，波向左傳播，判定出經(jīng)過四分之一周期即t=0.15s時質(zhì)點P運動方向為y軸負方向，故B正確；九8C.根據(jù)甲乙兩圖可知波長和周期，則波速：v=-=--=40m/s，故從t=0.10s到t=0.25s,.乙波沿X負方向傳播的距離為x=vt=40x0.15m=6m,故C正確；D.只有在波峰或波谷或者平衡位置的質(zhì)點，每T/4通過路程才為一個振幅A,t=0.10s時刻P質(zhì)點從圖中位置開始運動，所以從t=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點P通過的路程不等于3A=30cm。故D錯誤。AD【解析】由圖甲知,波長為：二」.,由圖乙知，周期T=4s,因為:?二-；：=二，根據(jù)波形平移法可以知道波沿x軸負方向傳播，故A正確；在二?二?。時刻，質(zhì)點b正通過平衡位置向下運動,與乙圖情況不符，所以乙圖不可能是質(zhì)點b的振動圖線，故B錯誤；從t尸0s到12=3.0s這段時間內(nèi)，質(zhì)點a運動了一二一工二三所以質(zhì)點a通過的路程為：二二二二地=：1".,故C錯誤;二=：七=二丁一，結合振動可知質(zhì)點c在平衡位置上方且沿y軸正向運動，故D正確。故選ADADE【解析】P點的起振方向與O點起振方向相同，由乙圖讀出11時刻，P點的振動方向沿y軸答案第2頁，總8頁

正方向，即P點的起振方向沿y軸正方向，則U0時刻，振源0振動的方向沿y軸正方向，故A正確.由圖乙振動圖象看出，，2時刻，P點的振動方向沿y軸正方向，故B錯誤.因不知11與周期T的倍數(shù)關系，故不能判斷12時刻0點的振動情況，故C錯誤.由乙圖看出，周期T=1T=12-11，所以f1_1T~t-12 1故D正確.由乙圖看出，波從0點傳到P點的時間為11，傳s s(t-1)播距離為s，則波速為V=7，則波長為九二vT=-2-―，故E正確.故選ADE.t1 tiBDE【解析】波源振動的頻率為20Hz,波速為16m/s,由波長公式九=V有：＞=1-=0.8m。f20P、Q兩質(zhì)點距離波源的距離之差為：口、=15.8-14.6=1.2m=3x］，為半個波長的奇數(shù)倍，所以P、Q兩質(zhì)點振動步調(diào)相反，P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反，A錯誤；B正確；31SP=15.8m=(19+-)九,SQ=14.6m=(18+-)九，所以當S恰好通過平衡位置時，443P、Q兩點一個在波峰，一個在波谷，C錯誤；由SP=15.8m=(19+彳)＞可知，當S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰，D正確；由SQ=14.6m=(18+4)九，當S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰，E正確；故選BDE。BD【解析】根據(jù)題意a、b兩質(zhì)元平衡位置間的距離為.」二---:，二二二，當再經(jīng)歷--二-----時，b可能處在波峰。解得--二--y二二三(n=0、1、2、3……；k=0、1、2、3……)。當n=1,k=1時，一一二三；當n=4,k=1時，二.二二工綜上分析，BD正確。BC【解析】試題分析：由波的圖象可知:ad間的距離為三.一所以波從a傳到d所用時間為:",波沿x軸正方向傳播，且廠=；L,A錯誤；B錯誤；結合波動圖象和振動圖象可知質(zhì)點P位于b、c之間。考點：波動圖象和振動圖象。答案第3頁，總8頁11.(1)1s；(2)-0.02x3m【解析】①由波形圖象知，波長為：丸=4m…①TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"九 九根據(jù)波速公式v=—得:T=-=1s…②T v②由已知條件知從t=0時刻起，質(zhì)點M做簡諧振動的位移表達式為：兀, …yM=0.04sin(2nt+—)…③經(jīng)時間t1(小于一個周期)，M點的位移仍為0.02m,運動方向向下。兀、即：0.02=0.04sin(2nt、+-)1—解得：11=3s…④TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"3 3由于N點在M點右側4波長處，所以N點的振動滯后4個周期，其振動方程為:\o"CurrentDocument"兀3 、 , 4yN=0.04sin(2nt+ -x2n)=0.04sin(2nt-二兀)…⑤N 6 4 31 1 4當11=3s時，N點的位移yN=0.04sin(2nx3-3兀)=-0.02<3m\o"CurrentDocument"2 212.若波向左傳播時，v=m/s(n=0,1,2,3,4...)；若波向右傳播，v=-——-m/s4n+1 4n+3(n=0,1,2,3,4…)【解析】據(jù)圖乙可知周期T=8s,t=0時，質(zhì)點a在平衡位置，質(zhì)點b在最大位移處。a、b1間距離44m若波向左傳播時，則波傳播的距離：％=n-+4-(n=0,1,2,3,4…)①-波速：v=亍②2解得：v=-——7m/s(n=0,1,2,3,4...)③4n+1若波向右傳播，則波傳播的距離：：%=n-+3-(n=0,1,2,3,4...)④4-波速：v—亍2V=-——-m/s(n=0,1,2,3,4...)⑤4n+32故本題答案是：若波向左傳播時，v=m/s(n=0,1,2,3,4...)；若波向右傳播，4n+12v=-——-m/s(n=0,1,2,3,4...)4n+3答案第4頁，總8頁

13.(1)T=4加__--s,(n=0,1,2,3,)；v=%=(4n+1)m/s,(n=0,1,2,3,)4n+1 4n+1 T或者T=>A'=---s,(n=0,1,2,3,)；；v="=(4n+3)m/s,(n=0,1,2,3,)一4n+34n+3 T(2)若波速為5m/s,則波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點P從t1時刻為計時起點的振動圖像如下:【解析】(1)有圖像可知，波長為九二4m若波沿x軸正方向傳播，在At=12T廣1s內(nèi)傳(1Y/ ……、播距離的表達式為x=n+-九，(n=0,1,2,3,)V47貝監(jiān)At貝監(jiān)At=4At4n+15ns,(n=0,1,2,3,)波速為：v=楙=(4n+1)m/s,(n=0,1,2,3,)若波沿x軸負方向傳播，則在At=12-11=1s.內(nèi)傳播距離表達式為:(31 、n+-九,(n=0,1,2,3,)4(3、 4At 4 /一— \則有：At=n+-T,T=——=——rs,(n=O，1，2,3，)V47 4n+34n+3九波速為：V=T=(4n+3)m/s,(n=0,1,2,3,)(2)若波速為5m/s,則在At=1s內(nèi)傳播距離為：x=vAt=5m=|九由波的平移法可知，4波沿x軸正方向傳播，且波的周期為T=-s=0.8s質(zhì)點P從t1時刻為計時起點的振動圖像如下圖所示：答案第5頁，總8頁【解析】（i）由題中條件可知，甲波的周期為：T甲波速為：v二九甲/甲九乙波的周期為：T="乙v1由圖可知，D點開始振動的時刻距圖中時刻為：/=-Td4乙得質(zhì)點D已振動時間：tD=0」s（ii）%=0處的質(zhì)點位移為+6cm,表明兩列波的波峰同時到達％=0處。甲波的波峰到達％=0處的時刻為：：二%（m=0、1、2、3……）乙波的波峰到達％=0處的時刻為：,Jt=（n+-）T（n=0、1、2、3……）乙 2乙LI解得：m=2n+1n=0時，m=1,t=0.2sn=1時，m=3,t=0.6sn=2時，m=5,t=1s可知：在之后的0.9s內(nèi)，％=0處的質(zhì)點位移為+6cm的時刻為0.2s和0.6s3 315.（1）右傳：T=———s左傳：T=—―-sn=0,1,2……（2）左傳15n+10 15n+5則波速【解析】試題分析：（1）從圖中可以看出波長為=12cm=0.12m,若波向右傳播:則波速答案第6頁，總8頁12n+8v二 0.2入cm/s=60n+40(cm/s)，(n=1，2，3....)周期:T=-

v12 s二 60n+40 15n+10s；若波向左傳播：則波速12n+4v二 0.2入cm/s=60n+20(cm/s),(n=1,2,3....)周期:T=-

v12 s二 s；60n+20 15n+5(2)若該波的波速是0.8m/s,則由波速表達式v=12n十4cm/s=60n+20(cm/s)=0.6n+0.2(m/s)可知當n=1時，v=0.8m/s,故波0.2向左傳播。16.(1)v=bLPg2m（（2）最高點：mg—PgLb,, 1,, pgLb ,,也廠方向向上；最低點：mg+與一，方向向上【解析】試題分析:（1）物體剛開始漂浮時：F浮2mgA向下產(chǎn)生位移b時F'=2mg+pgLb浮撤掉外力的瞬間，整體所受的合力：F=pgLb合由以上分析可知，可以將以后整體的運動等價成勁度系數(shù)k=PgL2，振幅為b的彈簧振子的簡諧振動；物體B與整體速