第二讲 机械波.docx

第二讲 机械波.docx

《第二讲 机械波.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二讲 机械波.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第二讲机械波

第二讲　机械波

1．一个波源在绳的左端发生波甲，另一个波源在同一根绳的右端发生波乙，波速都等于1m/s.在t＝0时刻，绳上的波形如图①所示，则根据波的叠加原理，下述正确的是（　　）

A．当t＝2s时，波形如图②，t＝4s时，波形如图③

B．当t＝2s时，波形如图②，t＝4s时，波形如图④

C．当t＝2s时，波形如图③，t＝4s时，波形如图③

D．当t＝2s时，波形如图③，t＝4s时，波形如图④

解析　两列波在t＝2s时间内均各自向前传播了s＝vt＝2m的距离，因此刚好是甲的波峰与乙的波谷位置相同，叠加结果相互抵消，波形如图③：

t＝4s时各自向前传播了4m，位置如图④，故D正确．

答案　D

2．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0和t2＝0.5s（T>0.5s）时的波形．能正确反映t3＝7.5s时波形的是图（　　）

解析　由题可知

＝0.5s，T＝2s．t3＝7.5s＝3

T，再由特殊点振动法可以确定D选项正确．

答案　D

3．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为（　　）

A．A＝1m　f＝5Hz

B．A＝0.5m　f＝5Hz

C．A＝1m　f＝2.5Hz

D．A＝0.5m　f＝2.5Hz

解析　由图可知振幅A＝0.5m．波从M传到N的过程，波速v＝

＝

m/s＝10m/s.由图可知λ＝4m，所以T＝

＝0.4s，f＝

＝2.5Hz，D正确．

答案　D

4．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1＝1m和x2＝2m的两质点A、B的振动图像如图所示．由此可知（　　）

A．波长为

m

B．波速为1m/s

C．3s末A、B两质点的位移相同

D．1s末A点的振动速度大于B点的振动速度

解析　Δx＝x2－x1＝1m，由于波沿x轴正方向传播，所以A先振动，又由于波长大于1m，所以Δt＝3s＝

T，所以Δx＝

λ，λ＝

m，A对；波速v＝

＝

m/s，B错；由振动图像知，在3s末，A、B两质点的位移不相同，C错；1s末A点速度为零，B点速度最大，D错．

答案　A

5．一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v＝4m/s.已知坐标原点（x＝0）处质点的振动图像如图所示．下列能够正确表示经过t＝0.15s时波形的图是（　　）

解析　由x＝0处质点的振动图像可知波的周期T＝0.4s，

由v＝4m/s，得λ＝vT＝1.6m.

x＝0处质点在t＝0.15s时刻的运动情况是在0m～0.1m之间的某一位置且正向平衡位置振动．

所以满足以上条件的波形图为A项．

答案　A

6.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷．关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有（　　）

A．该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动都最强，d质点振动既不是最强也不是最弱

B．该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强

C．a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的

D．再过

后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱

答案　BC

7．在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4s时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；t2＝7s时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是（　　）

A．该横波的波长为2m

B．该横波的周期为4s

C．该横波的波速为1m/s

D．距离O点为5m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末

解析　设波速为v，周期为T，由题意得

t1＝

＋

＝4s

t2＝

＋

T＝7s

由以上两式得v＝1m/s，T＝4s，B、C均正确；该波波长为λ＝vT＝4m，A项错误；波传播5m所用时间为t＝

＝5s，所以t＝5s时，距离O点为5m的质点开始振动且振动方向向上，D项错误．

答案　BC

8.一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t＝0时的波形如图所示，则（　　）

A．波的周期为1s

B．x＝0处的质点在t＝0时向y轴负方向运动

C．x＝0处的质点在t＝

s时速度为0

D．x＝0处的质点在t＝

s时速度值最大

解析　由波的图像知波长λ＝4m，所以周期T＝

＝1s，A项正确；由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知，此时x＝0处的质点向y轴负向运动，B项正确；质点运动时越接近平衡位置速度越大，t＝

s＝

时，x＝0处的质点已运动到x轴下方，其振动速度既不为零也不是最大值，C、D均错．

答案　AB

9．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图①所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5m和x＝4.5m．P点的振动图像如图②所示．

在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是（　　）

解析　P、Q间距为

λ.由图②知P点开始振动时方向由平衡位置向上．若波向右传播，Q点的振动图像是B项；若波向左传播，Q点的振动图像是C项．

答案　BC

10．如图所示表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，则下列说法正确的是（　　）

A．该图表示波源正在向B点移动

B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于f0

C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于f0

D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于f0

解析　当波源靠近静止的观察者时，观察者“感觉”到的频率增大；当波源远离静止的观察者时，观察者“感觉”到的频率降低．从图看出波源正在向B点移动，所以观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于f0，所以A、C正确．

答案　AC

11.如图所示，S是水面波的波源，MN是挡板，S1、S2是两个狭缝（SS1＝SS2，狭缝的尺寸比波长小得多）．试回答以下问题：

（1）若闭上S1，只打开S2会看到什么现象？

（2）若S1、S2都打开，会发生什么现象？

解析　

（1）若闭上S1，只打开S2，在S2处会看到水波的衍射现象．

（2）若S1、S2都打开，在S1与S2发出的两列波的叠加区会看到稳定的干涉图样．

答案　见解析

12.波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA＝2m，如图所示．两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4m/s.已知两波源振动的初始相位相同．求：

（1）简谐横波的波长；

（2）OA间合振动振幅最小的点的位置．

解析　

（1）设简谐横波波长为λ，频率为ν，波速v，则λ＝

代入已知数据得λ＝1m.

（2）以O为坐标原点，设P为OA间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差Δl＝|x－（2－x）|，0≤x≤2

其中x、Δl以m为单位．

合振动振幅最小的点的位置满足

Δl＝

λ，k为整数

得x＝0.25m,0.75m,1.25m,1.75m.

答案　

（1）1m

（2）见解析

13．下图为一简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y＝Asin5πt，求该波的波速，并画出t＝0.3s时的波形图（至少画出一个波长）．

解析　由简谐运动表达式可知ω＝5πrad/s，t＝0时刻质点P向上运动，故波沿x轴正方向传播．由波形图读出波长λ＝4m，则T＝

①

由波速公式v＝

②

联立①②式，代入数据可得v＝10m/s

t＝0.3s时的波形图如图所示．

答案　10m/s　见解析