高考物理机械波练习题及答案25.pdf

“机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿 x 轴传播，t0时刻波的图象如图中实线所示.经t=，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为 2m，则下述说法中正确的是（B）A.若波向右传播，则波的周期可能大于 2s B.若波向左传播，则波的周期可能大于 C.若波向左传播，则波的波速可能小于 9m/s D.若波速是 19m/s，则波向右传播 2.如图所示，波源 S 从平衡位置 y=0 开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期 T=，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为 v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离 SP=1.2m、SQ=2.6m.若以 Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述 S、P、Q 三点振动情况的是（AD）A.甲为 Q点的振动图象 B.乙为振源 S点的振动图象 C.丙为 P 点的振动图象 D.丁为 P 点的振动图象 3.一列横波在 x 轴上传播，ts 与 t+在 x轴上-3m3m 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 该波最大速度为 10m/s 质点振动周期的最大值为 在 t+时，x=3m的质点位移为零 若波沿 x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上 上述说法中正确的是（B）A.B.C.D.4.如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在 t=4s时刻的波形图，若已知振源在坐标原点 O 处，波速为 2m/s，则（D）A.振源 O开始振动时的方向沿 y 轴正方向 点振幅比 Q点振幅小 C.再经过t=4s，质点 P将向右移动 8m D.再经过t=4s，质点 Q通过的路程是 0.4m 5.振源 O起振方向沿+y方向，从振源 O起振时开始计时，经 t=，x轴上 0 至 12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC）A.此列波的波速约为 13.3m/s=时，x轴上 6m处的质点振动方向向下 C.波的周期一定是 D.波的周期snT146.3(n 可取 0，1，2，3)6.如图所示，一简谐横波在 x 轴上传播，轴上 a、b两点相距 12m.t=0时 a点为波峰，b点为波谷；t=时 a点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B）A.波一定沿 x 轴正方向传播 B.波长可能是 8m C.周期可能是 左 0.2m 右 P S Q y x 甲 O T 2T y x 丙 O T 2T y x 乙 O T 2T y x 丁 O T 2T x/m y/cm 8 10 6 2 4 12 x/m y/cm 5 2 3 1 4-5 5 7 6 8 Px/m y/m-1 2 3 1-2-3 a 0 b x D.波速一定是 24m/s 解析:由波的周期性可知:)21(12 nm （n=0，1，2，3，）Tks)21(5.0 （n=0，1，2，3）波的传播方向不确定.由式得:mn1224，当 n=1 时，=8m.由式得skT121，T 由公式Tv知波速不确定.故正确选项为 B.7.一简谐横波在图中x轴上传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的波形图，已知t2-t1=.由图判断下列哪一个波速 是不可能的（D）A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.10m/s 解析:据图可知波长=4m，因为不知道波的传播方向，因此有两种可能，所以波的周期:snT1441或snT3442 （n=0，1，2，3，）则波速smnTv/)14(11，（n=0，1，2，3，），可能值为 1，5，9，smnTv/)34(22，（n=0，1，2，3，），可能值为 3，7，11，则波速不可能为 10m/s，故正确选项为 D.8.一列横波的波形如图所示，实线表示 t1=0 时刻的波形图，虚线表示 t2=时刻的波形图，求：(1)若 2T t2-t1T，波速可能为多大（T为周期）(2)若 T t2-t1，并且波速为 3600m/s，则波向哪个方向传播 解:(1)由图象可知：若波向右传播，则在 t=内波传播的距离为x=10m，则波速smsmtxv/2000/005.0101 若 波 向 左 传 播，则 在 t=内 波 传 播 的 距 离 为 x=14m，则 波 速smsmtxv/2800/005.0142(2)由图象可知:波长=8m 在 t=内波传播的距离为x=v t=36000.005m=18m 5 5 O 2 4 6 8 10 12 x/m y/cm x/m y/cm O 1 2 3 4 5-1-2 则412818x，所以波向右传播.9.如图所示，在双曲线191622yx的两个焦点1F和2F上放 置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为 4cm.就图中 A、B、C、D四个质点的振动，下面说法中正确的是（B）A.若 A、B 振动加强，则 C、D振动一定减弱 B.若 A、B 振动加强，则 C、D 一定振动加强、B、C、D一定振动加强、B、C、D一定振动减弱 10.如图所示，声源 S 和观察者 A 都沿 x轴正方向运动，相对于地面的速度分别为 vS和vA，空气中声音传播的速率为 vP，设 vSvP，vAvP，空气相对于地面没有流动.(1)若声源相继发出两个声音信号，时间间隔为t.请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声音信号的时间间隔t；(2)利用(1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率和声源放出的声波频率间的关系式.解:(1)设声源发出第一个声音信号时声源与观察者间的 距离为 L，第一个声音信号放出后经过t1的时间被观察者接收到，则:vPt1 vAt1=L 设第二个声音信号发出后经过t2的时间被观察者接收到，则:vPt2 vAt2=L-(vS-vA)t 则观察者接收到这两个声音信号的时间间隔t=(t+t2)-t1 由式得:tvvvvtAPSP(2)设声源放出的声波的周期和频率分别为 T和 f，观察者接收到的声音的周期和频率分别为 T和 f，则:SPAPvvvvttTT.所以，fvvvvfTTfSPAP.11.如图所示，有四列简谐波同时沿 x 轴正方向传播，波速分别是 v、2v、3v和 4v，a、b是 x轴上所给定的两点，且 ab=l.在 t时刻 a、b 两点间的 4列波的波形分别如图所示，则由该时刻起 a 点出现波峰的先后顺序依次是图 BDCA；频率由高到低的先后顺序依次是 DBCA.12.在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点的距离均为 s，如图甲所示，振动从质点 1 开始向右传播，质点 1开始运动时的速度方向向上，经过时间 t，前 13个质点第一次形成如图乙所示的波形，关于这列波的周期和波速下列说法正确的是（BD）A.这列波的周期为 T=2t/3 B.这列波的周期为 T=t/2 C.这列波的传播速度 v=12s/t D.这列波的传播速度 v=16s/t 13.一列沿 x 轴正方向传播的机械波，周期为.某一时刻，离开平衡位置的位移都相等的y/cm x/cm O F1 F2 A B C D S vS A x vA A x v a b B x 2v a b C x 3v a b D x 4v a b 1 甲 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 乙 各质元依次为 P1、P2、P3、.已知 P1和 P2之间的距离为 20cm，P2和 P3之间的距离为 80cm，则 P1的振动传到 P2所需的时间为（C）A.0.50s B.C.D.14.一列简谐波沿 x 轴的正方向传播，在 t=0 时刻的波形图如图所示，已知这列波的 P点至少再经过才能到达波峰处，则以下说法正确的是（D）这列波的波长是 5m 这列波的波速是 10m/s 质点 Q 要经过才能第一次到达波峰处 质点 Q 到达波峰处时质点 P 也恰好到达波峰处 A.只有、对 B.只有、对 C.只有、对 D.只有、对 15.如图所示，沿 x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为 200m/s，下列说法中不正确的是（A）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，质点 a通过的路程 为 0.4m C.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 50Hz D.若发生明显衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定小于 4m 16.如图 3所示，振源 S 在垂直于 x轴的方向振动，并形成沿 x轴正、负方向传播的横波，波的频率为 50Hz，波速为 20m/s，x 轴上有 P、Q 两点，SP2.9m，SQ2.7m，经过足够长的时间以后，当质点 S正通过平衡位置向上振动时（A）图 3 A质点 P正处于波谷 B质点 Q正处于波谷 C质点 P、Q都处于波峰 D质点 P、Q都处于平衡位置 17.如图所示，在 xOy 平面内有一沿 x轴正方向传播的简谐横波，波速为 1m/s，振幅为4cm，频率为在 t=0时刻（P、Q两点均已振动）P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距 P 点为 0.2m 的 Q点（BC）A.在时的位移是 4cm B.在时的速度最大 C.在时的速度方向向上 D.在 0到时间内的路程是 8cm 18.一简谐横波正沿 x 轴的正方向在弹性绳上传播，振源的周期为 0.4 s，波的振幅为 0.4 m在 t0时刻波 形如图所示，则在 t0+s 时（BD）A.质点 P 正处于波谷 B.质点 Q正经过平衡位置向上运动 C.质点 Q通过的总路程为 1.2 m D.质点 M 正处于波谷 19.如图所示，是一列简谐横波在某时刻的波形图.若此时质元 P正处于加速运动过程中，则此时(D)y/cm O 1 3 5 9 x/m 0 y/cm x/m a b 20 20 1 3 5 O y/m Q x/m P N A.质元 Q和质元 N 均处于加速运动过程中 B.质元 Q和质元 N 均处于减速运动过程中 C.质元 Q处于加速运动过程中，质元 N 处于减速运动过程中 D.质元 Q处于减速运动过程中，质元 N 处于加速运动过程中 20.如图所示，是一列沿 x 轴正向传播的简谐横波在 t 时刻的图象。已知 x 轴上 3cm处的质点 P 在t=t/-t=内通过的路程位 14cm.则（D）A.波速一定是 0.4m/s B.在t内波的传播距离位 14cm C.波长为 15cm D.在 t/时刻 P点的振动方向为 y 轴正方向 21.下图中给出某一时刻 t的平面简谐波的图象和 x=1.0m处的质元的振动图象，关于这列波的波速 v、传播方向和时刻 t可能是（D）=1.0m/s，t=0=1.0m/s，t=6s=0，波向 x正方向传播=5s，波向 x正方向传播 22.图 1是 t=时沿 x 轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速 v=1.0m/s.对于 x=1.0m处的质元的振动图象可能是下面图 2、图 3中中的（A）A B C D 23.波速均为 v=1.2m/s 的甲、乙两列简谐横波都沿 x 轴正方向传播，某时刻两列波的图象分别如图所示，其中 P、Q处的质点均处于波峰。关于这两列波，下列说法中正确的是（C）A.如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样 B.甲波的周期大于乙波的周期 C.甲波中 P处质点比 M 处质点先回到平衡位置 D.从图示时刻开始，经过，P、Q 质点通过 的路程均为 1.2m 24.一列简谐横波向右传播，波速为 v，沿波传播方向有相距为 L 的 P、Q 两质点，如下图所示，某时刻 P、Q 两质点都处于平衡位置，且 P、Q 间仅有一个波峰，经过时间 t，Q质点第一次运动成为这个波峰点，则 t的可能值有（C）A1 个 B2 个 C3 个 D4 个 25.一列简谐波横波在沿 x轴正方向上传播，传播速度为 10m/s.当波传到 x=5m处的质点P 时，波形如图所示.则下列判断正确的是（C）A.这列波的周期为 B.再经过，质点 P 第一次回到平衡位置 C.再经过，x=9m处的质点 Q到达波峰处 D.质点 Q到达波峰时，质点 P 恰好到达波谷处 26.一列沿 x 轴正向传播的简谐波，在 x1=2.0m和 x2=12m处的两质点的振动图象分别如图中的实线和虚线所示.根据图对简谐波的波长和波速有如下一些判断：波长可能等于 4.0m 波长可能等于 10m 3 6 9 12 15 18 21 y/cm x/cm 2 -2 O y/cm x/m 4 4 2-2-4 O 6 12 y/cm t/s 4 4 2-2-4 O 6 12 1 1 t x=1.0m y/cm t=x/m O4 2-2-4 6 12 图 1 图 2 y/cm t=t/s O 4 2-2-4 6 12 y/cm t=t/s O 4 2-2-4 6 12 图 3 1 y/cm x/m O 10-10 P M 1 2 3 4 甲 2 4 6 8 y/cm x/m O 10-10 Q 乙 P Q v y/m x/m 2 4 6 8 10 P Q v O y/cm t/s 5-5 2 4 最大波速等于 1.0m/s 最大波速等于 5.0m/s 以上判断正确的是（D）A和 B和 C和 D 和 27.一列横波在 x 轴上传播，ts 与 t+在 x 轴上-3m3m 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 该波最大速度为 10m/s 质点振动周期的最大值为 在 t+时，x=3m的质点位移为零 若波沿 x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上 上述说法中正确的是（B）A.B.C.D.28.如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 x=-0.2m和 x=1.2m处，两列波的速度均为 v=0.4m/s，两列波的振幅均为 A=2cm.图示为 t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于 x=0.2m和 x=0.8m的 P、Q 两质点刚开始振动.质点 M 的平衡位置处于 x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是(A)=1s时刻，质点 M的位移为-4cm =1s 时刻，质点 M的位移为 4cm =时刻，质点 P、Q 都运动到 M点 D.质点 P、Q的起振方向都沿 y 轴方向 29.如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在 t=4s时刻的波形图，若已知振源在坐标原点 O处，波速为 2m/s，则（D）A.振源 O开始振动时的方向沿 y 轴正方向 点振幅比 Q点振幅小 C.再经过t=4s，质点 P将向右移动 8m D.再经过t=4s，质点 Q通过的路程是 0.4m 30.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.干涉型消声器的结构及气流运行如图所示.产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达 a处时，分成两束相干波，它们分别通过 r1和 r2的路程，再在 b 处相遇，即可达到削弱噪声的目的.若r=r2-r1，则r 等于（C）A.波长的整数倍 B.波长的奇数倍 C.半波长2的奇数倍 D.半波长2的偶数倍 31.下列说法中错误的是（B）A.质子和电子在一定条件下也能表现出波动性 B.横波、纵波都能发生偏振现象 C.光盘记录信息的密度很高，是利用了激光的平行度好的特点 D.声波和电磁波都能发生多普勒效应 y/cm x/m P 2-2 M Q v v x/m y/cm 5 2 3 1 4-5 5 7 6 8 Px/m y/m-1 2 3 1-2-3 a b 32.一简谐横波沿 x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示.下列说法正确的是（AD）A.由波形图可知该波的波长 B.由波形图可知该波的周期 C.经 1/4周期后质元 P 运动到 Q D.经 1/4周期后质元 R 的速度变为零 33.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质元，a正向上运动.由此可知（AC）A.该波沿 x轴正方向传播 正向上运动 C.该时刻以后，b比 c 先到达平衡位置 D.该时刻以后，b 比 c 先到达离平衡位置最远处 34.一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为 x=0.当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标 x=2m的质点所处位置及运动情况是（A）A.在其平衡位置下方且向上运动 B.在其平衡位置下方且向下运动 C.在其平衡位置上方且向上运动 D.在其平衡位置上方且向下运动 35图中实线和虚线分别是 x 轴上传播的一列简谐横波在 t=0 和 t=时刻的波形图，x=1.2m处的质点在 t=时刻向 y轴正方向运动，则(A)A.该波的频率可能是 125HZ B.该波的波速可能是 10m/s=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向 D.各质点在内随波迁移 0.9m、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过 t=TA时间（TA为波 A 的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比 vAvB可能是（ABC）A13 B12 C21 D31 37.如图所示，实线表示两个相干波源 S1、S2发出的波的波峰位置，则图中的_点为振动加强点的位置.图中的_ 点为振动减弱点的位置.答案:b，a 38.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，t=0 时刻的波形如图 1中实线所示，t=时刻的波形如图 1中的虚线所示，则（C）A.质点 P 的运动方向向右 B.波的周期可能为 C.波的频率可能为 D.波的传播速度可能为 20m/s y O x/cm 123456 P Q R a b c x y/cm x/m O 10 123456 y/cm x/m O 5-5 vA a vB a S1 S2 b y/m x/m 图 1 O P 6 12 18 24