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1、专题13 机械振动与机械波1下列说法中正确的是()A机械波可以在真空中传播B波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变C机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大D两列波发生稳定的干涉现象，则两列波的频率必然相同E光的偏振现象说明光波是横波2如图所示，一质点在x轴上以O为平衡位置做简谐运动，其振幅为8 cm，周期为4 s，t0时物体在x4 cm处，向x轴负方向运动，则()A质点在t1.0 s时所处的位置为x4 cmB质点在t1.0 s时所处的位置为x4 cmC由起始位置运动到x4 cm处所需的最短时间为 sD由起始位置运动到x4 cm处所需的最短时间为 s【答案】BC【解析】由题意可知，质点振动
2、的角速度 rad/s，因t0时，x4 cm，所以质点的振动方程为x8sincm，当t1 s时，x8sin cm4 cm，B正确当x4 cm时，sin，t的最小值为 s，C正确3.如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是()A两列波具有相同的波速B此时b波上的质点Q正向上运动C一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍D在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动Ea波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样4如图所示，a、b、c、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t 0时刻从
3、平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为3 cm，周期为0.2 s在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05 s开始振动t 0.25 s时，x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点，则()A该机械波在弹性介质中的传播速度为8 m/sB该机械波的波长为2 mC图中相邻质点间距离为0.5 mD当a点经过的路程为9 cm时，h点经过的路程为12 cmE当b点在平衡位置向下振动时，c点位于平衡位置的上方【答案】BCD【解析】波刚传到x2 m处的质点时，质点开始向上做简谐运动，再经周期(0.05 s)到达最高点，所以波传到e点的时间恰好为一个周期(0.2 s)，波长2.0 m，B正确波速v10 m/
4、s，A错误相邻质点间的距离xvt0.5 m，C正确各相邻质点的振动依次落后周期，所以质点a的振动要比质点h落后周期，路程少3 cm，D正确同理，b点在平衡位置向下振动时，c点已到达负的最大位移处，E错误5一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点；t0.6 s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点下列说法正确的是()A这列波的周期T0.8 sB当t0.6 s时质点a速度沿y轴负方向C质点c在这段时间内沿x轴正方向移动了3 mD质点d在这段时间内通过的路程为20 cmEt0.6 s时，质点e将要沿y轴正方向运动6如图所示，图甲为一
5、列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象质点Q的平衡位置位于x3.5 m，下列说法正确的是()A在0.3 s时间内，质点P向右移动了3 mB这列波的传播速度是20 m/sC这列波沿x轴正方向传播Dt0.1 s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度Et0.45 s时，x3.5 m处的质点Q到达波谷位置【答案】CDE【解析】根据波的传播特点可知，A错误由乙图可知，t0时刻质点的速度向上，结合图甲在该时刻的波形可知，波沿x轴正方向传播，C正确波速v m/s10 m/s，B错误当t0.1 sT时，质点P应处于最大位移处，加速度最大，而质点Q应在平衡位置的下
6、方，且位移不是最大，故其加速度应小于质点P的加速度，D正确t0.45 s时，波形平移的距离xvt4.5 m0.5 m，即t0时刻，x3 m处的质点振动形式传播到Q点，Q点处于波谷位置，E正确7如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz，现在长绳的两端分别有一振源P、Q，同时开始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说法正确的是()A由P振源产生的波先到达弹簧处B由Q振
7、源产生的波先到达弹簧处C两列波可能形成干涉D由Q振源产生的波的波速接近4 m/sE绳上会出现振动位移大小为2A的点8.振动周期为T，振幅为A，位于x0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度的最大值一定为vD.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若P点与波源距离svT，则质点P的位移与波源的相同答案ABE解析 波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅相同，则知质点P振动的振幅一定为A，周期一定为T
8、，但P质点的振动速度与波传播的速度无关，速度的最大值不一定是v，故A、B正确，C错误；质点P的起振方向和波源相同，一定沿y轴正向，与P离波源的距离无关，故D错误；svT，则s等于一个波长，即P点与波源相位相同，振动情况总相同，位移总相同，故E正确.9.如图3所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x0.2 m处的质点，则下列说法中正确的是()图3A.图示时刻质点M的速度为零B.M点是振动加强点C.甲波的传播速度v1比乙波的传播速度v2大D.由图示时刻开始，再经甲波的周期，质点M将位于波峰E.位于原点的质点与M点的振动方向总是相反的答案BDE10.如图
9、4甲所示为一列简谐横波在t0.2 s时的波形图，图乙为该波上A质点的振动图象，则下列判断正确的是()图4A.这列波的波速为2.5 m/sB.这列波沿x轴负方向传播C.质点A在0.2 s内通过的路程一定为20 cmD.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5 HzE.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸一定比40 cm小很多答案BCD11如图甲所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经
10、计算机处理后在屏幕上显示出Ft图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象(1)滑块做简谐运动的回复力是由_提供的；(2)由图乙所示的Ft图象可知，滑块做简谐运动的周期为_s；(3)结合Ft图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为_【解析】(1)滑块的回复力由滑块所受各力沿振动方向的分力的合力提供，即弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(2)由Ft图象可知，滑块的振动周期T0.4 s.(3)弹簧的最大压缩量x1，最大压缩量x2，所以振幅A.【答案】(1)弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持
11、力的合力)(2)0.4(3)(每空2分)12一列简谐横波沿x轴方向传播，t0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的4个质点，t0时刻波刚好传播B点质点A的振动图象如图乙所示，则：(1)该波的传播速度是多大？(2)从t0到t1.6 s，质点P通过的路程为多少？(3)经过多长时间质点Q第二次到达波谷？【答案】(1)25 m/s(2)16 m(3)3.8 s13如图甲所示，在某介质中波源A、B相距d20 m，t0时两者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v1.0 m/s，开始阶段两波源的振动图象如图乙所示(1)求距A点1 m处的P质点，在t0到t22 s内所
12、经过的路程(2)求在t0到t16 s内从A发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数【解析】(1)A波通过P点时质点振动经过的路程s124 cm8 cm(2分)B波传播至P点需t119 s，则B波在P点还要振动t23 s1.5TB 故B波在P点振动的路程s2620 cm120 cm(3分)总路程ss1s2128 cm (2分)【答案】(1)128 cm(2)614一列简谐横波，沿波的传播方向依次有P、Q两点，平衡位置相距5.5 m，其振动图象如图所示，实线为P点的振动图象，虚线为Q点的振动图象，求：(1)该波的波长；(2)该波的最大传播速度【解析】(1)根据题意，画出如图所示的波动图象，(3分)
13、(2)由图象可知：周期T1 s，由波速公式可得v m/s(n0、1、2、3、)(2分)当n0时，vm6 m/s(3分)【答案】(1) m(n0、1、2、3、)(2)6 m/s15.一列沿x轴传播的简谐横波，t0时刻的波形如图6所示，介质中x6 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y0.2cos (4t) m.求：图6(1)该波的传播速度；(2)介质中x10 m处的质点Q第一次到达波谷的时间.答案(1)48 m/s(2) s或 s解析(1)由图可知，波长24 m由质点P的振动表达式可知4 rad/s所以，周期T0.5 s故该波的传播速度v48 m/s(2)当波向右传播时，Q与左侧的第一个波谷的水平距离x116 m所以质点Q第一次到达波谷的时间t s当波向左传播时，Q与右侧的第一个波谷的水平距离x28 m所以质点Q第一次到达波谷的时间t s