高中物理机械振动机械波习题含答案解析Word文档下载推荐.docx
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干涉与衍射就是波得特性,机械波、电磁波都就是波,这些特性都具有,故B项正确;
机械波就是机械振动在介质中传播形成得,所以机械波得传播需要介质而电磁波就是交替变化得电场与磁场由近及远得传播形成得,所以电磁波传播不需要介质,故C项正确;
机械波既有横波又有纵波,但就是电磁波只能就是横波,其证据就就是电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象就是横波才有得,D项错误。
故正确答案应为D。
4、(09·
17)一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为。
若在x=0处质点得振动图像如右图所示,则该波在t=T/2时刻得波形曲线为 ( A )
从振动图上可以瞧出x=0处得质点在t=T/2时刻处于平衡位置,且正在向下振动,四个选项中只有A图符合要求,故A项正确。
5、(09·
上海物理·
4)做简谐振动得单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来得4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来得1/2,则单摆振动得 (C)
A.频率、振幅都不变ﻩB.频率、振幅都改变
C.频率不变、振幅改变 D.频率改变、振幅不变
由单摆得周期公式,可知,单摆摆长不变,则周期不变,频率不变;
振幅A就是反映单摆运动过程中得能量大小得物理量,由可知,摆球经过平衡位置时得动能不变,因此振幅改变,所以C正确。
6、(09·
天津·
8)某质点做简谐运动,其位移随时间变化得关系式为
x=Asin,则质点 ( AD )
A、第1 s末与第3 s末得位移相同
B、第1 s末与第3s末得速度相同
C、3s末至5 s末得位移方向都相同
D、3s末至5 s末得速度方向都相同
解析:
由关系式可知,,将t=1s与t=3s代入关系式中求得两时刻位移相同,A对;
画出对应得位移-时间图像,由图像可以瞧出,第1s末与第3s末得速度方向不同,B错;
仍由图像可知,3s末至5s末得位移大小相同,方向相反,而速度就是大小相同,方向也相同。
故C错、D对。
7、(09·
重庆·
15)同一音叉发出得声波同时在水与空气中传播,某时刻得波形曲线见图,以下说法正确得就是( A)
A.声波在水中波长较大,b就是水中声波得波形曲线。
B.声波在空气中波长较大,b就是空气中声波得波形曲线
C.水中质点振动频率较高,a就是水中声波得波形曲线
D.空气中质点振动频率较高,a就是空气中声波得波形曲线
8、(09·
四川·
19)图示为一列沿x轴负方向传播得简谐横波,实线为t=0时刻得波形图,虚线为t=0、6 s时得波形图,波得周期T>0、6s,则 (D )
A、波得周期为2、4s
B、在t=0、9s时,P点沿y轴正方向运动
C、经过0、4s,P点经过得路程为4m
D、在t=0、5s时,Q点到达波峰位置
根据题意应用平移法可知T=0、6s,解得T=0、8s,A错;
由图可知振幅A=0.2m、波长λ=8m。
t=0、9s=1T,此时P点沿y轴负方向运动,B错;
0、4s=T,运动路程为2A=0.4m,C错;
t=0、5s=T=T+T,波形图中Q正在向下振动,从平衡位置向下振动了T,经T到波谷,再过T到波峰,D对。
9、(09·
福建·
17)图甲为一列简谐横波在t=0、10s时刻得波形图,P就是平衡位置为x=1m处得质点,Q就是平衡位置为x=4m处得质点,图乙为质点Q得振动图象,则 (AB)
A、t=0、15s时,质点Q得加速度达到正向最大
B、t=0、15s时,质点P得运动方向沿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6m
D、从t=0、10s到t=0、25s,质点P通过得路程为30 cm
由y-t图像知,周期T=0、2s,且在t=0、1sQ点在平衡位置沿y负方向运动,可以推断波没x负方向传播,所以C错;
从t=0、10s到t=0、15s时,Δt=0、05s=T/4,质点Q从图甲所示得位置振动T/4到达负最大位移处,又加速度方向与位移方向相反,大小与位移得大小成正比,所以此时Q得加速度达到正向最大,而P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动得途中,速度沿y轴负方向,所以A、B都对;
振动得质点在t=1T内,质点运动得路程为4A;
t=T/2,质点运动得路程为2A;
但t=T/4,质点运动得路程不一定就是1A;
t=3T/4,质点运动得路程也不一定就是3A。
本题中从t=0、10s到t=0、25s内,Δt=0、15s=3T/4,P点得起始位置既不就是平衡位置,又不就是最大位移处,所以在3T/4时间内得路程不就是30cm。
10、(09·
浙江·
21)一列波长大于1m得横波沿着轴正方向传播,处在与得两质点、得振动图像如图所示。
由此可知 (A )
A.波长为m
B.波速为
C.末、两质点得位移相同
D.末点得振动速度大于点得振动速度
由于波沿x正方向传播,所以A先振动,又由于波长大于1m,所以,所以,,A对,波速,B错;
由振动图像知,在3s末,、两质点得位移不相同,C错;
1s末A点速度为零,B点速度最大,D错。
二、非选择题
11、(09·
12)弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳得左端,当t=0时使其开始沿y
轴做振幅为8cm得简谐振动,在t=0、25s时,绳上形成如图所示得波形,则该波得波速为___________cm/s,t=___________时,位于x2=45cm得质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
答案:
20,2、75
由图可知,这列简谐波得波长为20cm,周期T=0、25s×
4=1s,所以该波得波速;
从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过,所以当t=(2、25+0、5)s=2、75s,质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
12、(09·
广东物理·
14)
(2)图为声波干涉演示仪得原理图。
两个U形管A与B套在一起,A管两侧各有一小孔。
声波从左侧小孔传入管内,被分成两列频率 得波。
当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时,若两列波传播得路程相差半个波长,则此处声波得振幅 ;
若传播得路程相差一个波长,则此处声波得振幅 。
答案:
(2)相等,等于零,等于原振幅得二倍。
(2)声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同得波,若两列波传播得路程相差半个波长,则振动相消,所以此处振幅为零,若传播得路程相差一个波长,振动加强,则此处声波得振幅为原振幅得二倍。
13、(09·
宁夏物理·
35)
(1)某振动系统得固有频率为fo,在周期性驱动力得作用下做受迫振动,驱动力得频率为f。
若驱动力得振幅保持不变,下列说法正确得就是_______(填入选项前得字母,有填错得不得分)
A.当f<
f0时,该振动系统得振幅随f增大而减小
B.当f> f0时,该振动系统得振幅随f减小而增大
C.该振动系统得振动稳定后,振动得频率等于f0
D.该振动系统得振动稳定后,振动得频率等于f
BD
14、(09·
江苏物理·
12、B)(4分)
(2)在时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图乙所示。
质点A振动得周期就是 s;
时,质点A得运动沿轴得 方向(填“正”或“负”);
质点B在波动得传播方向上与A相距16m,已知波得传播速度为2m/s,在时,质点B偏离平衡位置得位移就是 cm。
B、
(2)4 正 10
(2)振动图象与波形图比较容易混淆,而导致出错,在读图就是一定要注意横纵坐标得物理意义,以避免出错。
题图为波得振动图象,图象可知周期为4s,波源得起振方向与波头得振动方向相同且向上,t=6s时质点在平衡位置向下振动,故8s时质点在平衡位置向上振动;
波传播到B点,需要时间s=8s,故时,质点又振动了1s(个周期),处于正向最大位移处,位移为10cm、。
15、(09·
山东物理·
37)
(1)图1为一简谐波在t=0时,对得波形图,介质中得质点P做简谐运动得表达式为y=4sin5xl,求该波得速度,并指出t=0、3s时得波形图(至少画出一个波长)
(1)由简谐运动得表达式可知,t=0时刻指点P向上运动,故波沿x轴正方向传播。
由波形图读出波长,,由波速公式,联立以上两式代入数据可得。
t=0、3s时得波形图如图所示。
考点:
简谐运动、简谐波
16、(09·
海南物理·
18)有一种示波器可以同时显示两列波形。
对于这两列波,显示屏上横向每格代表得时间间隔相同。
利用此中示波器可以测量液体中得声速,实验装置得一部分如图1所示:
管内盛满液体,音频信号发生器所产生得脉冲信号由置于液体内得发射器发出,被接受器所接受。
图2为示波器得显示屏。
屏上所显示得上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。
若已知发射得脉冲信号频率为,发射器与接收器得距离为,求管内液体中得声速。
(已知所测声速应在1300~1600m/s之间,结果保留两位有效数字。
)
设脉冲信号得周期为T,从显示得波形可以瞧出,图2中横向每一分度(即两条长竖线间得距离)所表示得时间间隔为
其中
对比图2中上、下两列波形,可知信号在液体中从发射器传播只接受器所用得时间为
其中,
液体中得声速为
联立①②③④式,代入已知条件并考虑到所测声速应在1300~1600之间,得
2008年高考题
1、(08全国Ⅰ16)一列简谐横波沿x轴传播,周期为T、t=0时刻得波形如图所
示、此时平衡位置位于x=3m处得质点正在向上运动,若a、b两质点平衡位
置得坐标分别为xa=2、5 m,xb=5、5m,则ﻩﻩﻩ( )
A、当a质点处在波峰时,b质点恰在波谷
B、t=T/4时,a质点正在向y轴负方向运动
C、t=3T/4时,b质点正在向y轴负方向运动
D、在某一时刻,a、b两质点得位移与速度可能相同
答案C
解析a、b两质点得平衡位置间得距离为Δx=xb-xa=5、5 m-2、5m=3m,从波得图象可知:
λ=4 m,所以
Δx=λ、若Δx=(n+)λ且n=0,1,2,3…时两质点得振动反相,故A项错、由x=3m处得质点在t=0时刻得速度方向可判断出波速方向为-x方向,此时质点a、b得速度方向分别为+y、-y方向,可知B错,C对、若Δx=nλ且n=1,2,3…时两个质点得振动同相,故D错、
2、(08全国Ⅱ17)一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为A、t=0时,平衡位置在x=0处得质元位于y=0处,且向y轴负方向运动;
此时,平衡位置在x=0.15m处得质元位于y=A处、该波得波长可能等于 ()
A、0.60m ﻩﻩﻩB、0.20mﻩﻩﻩC、0.12mﻩD、0.086m
答案AC
解析 由已知条件可写出已知距离与波长得关系式:
Δx=(+n)λ,其中n=0,1,2…
Δx=0、15-0=0、15m
所以,λ1=0、60m,λ2=0、12m,λ3=0、067m、
3、(08宁夏理综32)下列关于简谐振动与简谐机械波得说法正确得就是ﻩﻩﻩ( )
A、弹簧振子得周期与振幅有关
B、横波在介质中得传播速度由介质本身得性质决定
C、在波传播方向上得某个质点得振动速度就就是波得传播速度
D、单位时间内经过介质中一点得完全波得个数就就是这列简谐波得频率
答案 BD
解析 简谐运动得周期T=2π与振幅无关,A错、波速取决于介质,B对、各质点并不随波迁移,做简谐运动得质点速度周期性变化,不就是波速,C错、单位时间内通过某质点得完全波个数即单位时间内全振动得次数,D对、
4、(08北京理综16)在介质中有一沿水平方向传播得简谐横波、一质点由平衡位置竖直向上运动,经0、1s到达最大位移处,在这段时间内波传播了0.5m、则这列波ﻩ()
A、周期就是0、2sﻩﻩB、波长就是0、5mC、波速就是2m/sD、经1、6s传播了8 m答案 D
解析波速v=m/s=5m/s,故选项C错误;
质点由平衡位置开始运动,经0、1 s达到最大位移处,则nT+=0、1s或nT+T=0、1 s,即T=s或T= s(n=0,1,2,……),故选项A错误;
波长λ=v·
T,则λ=m或λ=m(n=0,1,2,……),故选项B错误;
1、6 s内波传播距离x=v·
t=5×
1、6m=8m,故选项D正确、
5、(08重庆理综21)一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5m得a、b两处得质
点振动图象如图中a、b所示,则 ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ ()
A、该波得振幅可能就是20cmﻩﻩﻩB、该波得波长可能就是8.4m
C、该波得波速可能就是10.5m/sﻩﻩﻩﻩD、该波由a传播到b可能历时7s
答案D
解析由图知振幅A=10cm;
(n+)λ=10、5,则不论n取任何非负数都不可能得到8、4m,B不对;
由图可以瞧出T=4s,v===,显然波速不可能就是10、5 m/s、由图象分析可知,经历时间可能为t=(1+)T、所以可能为7 s、
6、(08重庆理综20)某地区地震波中得横波与纵波传播速率分别约为4km/s与9km/s,
一种简易地震仪由竖直弹簧振子P与水平弹簧振子H组成(如图),在一次地震中,震
源在地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则ﻩ ﻩﻩ ( )
A、P先开始振动,震源距地震仪约36 kmﻩﻩﻩﻩB、P先开始振动,震源距地震仪约25 km
C、H先开始振动,震源距地震仪约36kmﻩﻩD、H先开始振动,震源距地震仪约25km
答案 A
解析 由于纵波传播较快,故P先开始振动,设震源距地震仪约x,则有:
-=t,代入数据可得
x=36km,故A正确、
7、(08四川理综19)一列简谐横波沿直线传播,该直线上得a、b两点相距
4.42 m、图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点得
振动曲线、从图示可知ﻩﻩﻩﻩﻩ ( )
A、此列波得频率一定就是10 Hz B、此列波得波长一定就是0.1m
C、此列波得传播速度可能就是34m/sD、a点一定比b点距波源近
答案 AC
解析 由图知T=0、1s,所以f==10Hz,没告诉传播方向,所以a、b两点哪点离波源近不确定;
波得传播方向可向右,也可向左,波长、波速都有多种可能、当波向右传时可能经历(n+)T,波速v==,当n=1时,v=34m/s、
8、(08江苏12)一列沿着x轴正方向传播得横波,在t=0
时刻得波形如图甲所示、图甲中某质点得振动图象如图
乙所示、质点N得振幅就是ﻩﻩm,振动周期为
s,图乙表示质点ﻩ(从质点K、L、M、N中选填)得振动图象,该波得波速为m/s、
答案 0、8、4、L、0、5
解析 由图象瞧出振幅A=0、8m,周期T=4 s;
波向右传播,0时刻L质点向y轴正方向振动,所以图乙表示L质点得振动图象、
9、(08江苏12)描述简谐运动特征得公式就是x=ﻩﻩ、自由下落得篮球经地面反弹后上升又落下、若不考虑空气阻力及在地面反弹时得能量损失,此运动ﻩﻩ(填“就是”或“不就是”)简谐运动、
答案 Asint不就是
解析 简谐运动方程x=Asint、篮球得受力就是重力,大小方向不变,不满足简谐运动得力学特征F=-kx,所以篮球得运动不就是简谐运动、
10、(08广东14)大海中航行得轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向与ﻩﻩ,使风浪冲击力得频率远离轮船摇摆得ﻩﻩ、
答案航速(速度)固有频率
2004-2007年高考题
题组一
1.(07北京理综19)如图所示得单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左
运动得粘性小球b发生碰撞,并粘接在一起,且摆动平面不变、已知碰撞前a球摆动得最高点
与最低点得高度差为h,摆动得周期为T,a球质量就是b球质量得5倍,碰撞前a球在最低点得
速度就是b球速度得一半、则碰撞后ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ( )
A、摆动得周期为Tﻩﻩﻩﻩ
B、摆动得周期为T
C、摆球得最高点与最低点得高度差为0、3hﻩ
D、摆球得最高点与最低点得高度差为0、25h
答案 D
解析 碰撞前后摆长不变,由T=2π知,摆动得周期不变、若a球质量为M,速度为v,则B球质量为Mb=,vb=2v,由碰撞过程动量守恒得:
Mv-Mbvb=(M+Mb)v′
代入数值解得:
v′=v
因为h=
所以h′==h、
2、(07广东12)右图就是一列简谐横波在某时刻得波形图,已知图中b位置得质点
起振时间比a位置得质点晚0、5s,b与c之间得距离就是5m,则此列波得波长
与频率应分别为 ﻩﻩﻩﻩ( )
A、5m,1 HzﻩB、10m,2HzC、5m,2 HzﻩﻩD、10 m,1Hz
答案A
解析 从波动图象可以瞧出,波长λ=5m,b点比a点得起振时间晚0、5 s,则波速v==m/s=5m/s,所以T==1s,f==1 Hz、
3、(07上海9)如图所示,位于介质Ⅰ与Ⅱ分界面上得波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播得机械波、若在两种介质中波得频率及传播速度分别为f1、f2与v1、v2,则ﻩﻩﻩﻩﻩ ()
A、f1=2f2,v1=v2ﻩﻩB、f1=f2,v1=0、5v2ﻩﻩC、f1=f2,v1=2v2ﻩﻩﻩD、f1=0.5f2,v1=v2
答案 C
解析机械波得频率就是由波源决定得,机械波得传播速度就是由介质决定得,所以f1=f2,对Ⅰ介质,波速v1=λ1f=Lf,对Ⅱ介质,波速v2=λ2f=f,所以v1=2v2、
4、(07全国卷Ⅱ15)一列横波在x轴上传播,在x=0与x=1cm得两点得振动图线分别如图中实线与虚线所示、由此可以得出 ﻩﻩ ()
A、波长一定就是4cmﻩB、波得周期一定就是4 s
C、波得振幅一定就是2 cmﻩD、波得传播速度一定就是1cm/s
答案 BC
解析由振动图象可得波得周期就是4 s,振幅就是2cm,故B、C正确;
由波得传播得周期性可知,其传播速度可能具有多解,故A、D错、
5、(07江苏5)如图所示,实线与虚线分别为某种波在t时刻与t+Δt
时刻得波形曲线、B与C就是横坐标分别为d与3d得两个质点、下列
说法中正确得就是 ﻩﻩ( )
A、任一时刻,如果质点B向上运动,则质点C一定向下运动
B、任一时刻,如果质点B得速度为零,则质点C得速度也为零
C、如果波就是向右传播得,则波得周期可能为Δt
D、如果波就是向左传播得,则波得周期可能为Δt
答案 C
解析 由波动图象可以瞧出,波长λ=3d,B、C间距离为:
3d-d=2d=λ,无法确定任一时刻两质点得运动方向与速度关系,故A、B选项错误;
如果波向右传播,实线波要向右平移x=+nλ=+3nd,与虚线波重合,则波速v==,周期T===,当n=1时,v=Δt,所以C选项正确,同理可证明D选项错误、
6、(07全国卷Ⅰ15)一列简谐横波沿x轴负方向传播,波速v=4m/s、已知
坐标原点(x=0)处质点得振动图象如下图所示、在下列四幅图中能够正确
表示t=0、15 s时波形图就是ﻩﻩﻩﻩﻩ( )
答案A
解析由图可瞧出,t=0、15s时坐标原点处原点位移为正,且此时刻该点正向y轴负方向振动,由此可断定只有A项正确、
7、(07天津理综21)如图所示,实线就是沿x轴传播得一列简谐横波在t=0时刻得波
形图,虚线就是这列波在t=0、2s时刻得波形图、已知该波得波速就是0、8 m/s,则下列
说法正确得就是ﻩﻩﻩﻩﻩ ( )
A、这列波得波长就是14cmﻩﻩﻩﻩB、这列波得周期就是0、125s
C、这列波可能就是沿x轴正方向传播得D、t=0时,x=4cm处得质点速度沿y轴负方向
答案 D
解析 由波动图象可以瞧出,波长λ=12cm,波得周期T== s=0、15s,由实线波到虚线波平移得距离Δx=vt=0、8×
0、2m=0、16m=16cm=λ+4 cm,由波动图象可以瞧出,波沿x轴负方向传播;
t=0时,x=4cm处
质点沿y轴负方向运动、
8、(07四川理综20)图甲为一列简谐横波在某一时刻得波形图,图乙
为质点P以此时刻为计时起点得振动图象、从该时刻起 ()
A、经过0、35s时,质点Q距平衡位置得距离小于质点P距平衡位置得距离
B、经过0、25 s时,质点Q得加速度大于质点P得加速度
C、经过0、15s,波沿x轴得正方向传播了3 m
D、经过0、1s时,质点Q得运动方向沿y轴正方向
答案 AC
解析由振动图象可判定t=0时刻质点P向下振动,则机械波向右传播、经0、35s,即经1T时,P点在波峰,故Q距平衡位置得距离小于P到平衡位置得距离,A对;
经0、25 s,即经1T时,P在波谷,Q得加速度小于P得加速度,B错;
波速v==m/s=20m/s,所以经0、15s波沿x轴得正方向传播得距离s=v
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