1、第 - 1 - 页 共 10 页冲刺机械振动与机械波卷一、选择题（本题共 6 小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以 1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时间间隔为 15 s。下列说法正确的是（ ）A水面波是一种机械波B该水面波的频率为 6 HzC该水面波的波长为 3 mD水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移2如图所示，O 点为振源， ， 时刻 O 点由平衡位置开始振动，产生
2、向右沿直线传播的简10OAt谐横波。图乙为从 时刻开始描绘的质点 A 的振动图象，则下列说法正确的是（ ）0tA振源的起振方向向下B该波的周期为 5 sC该波的传播速度为 2m/D该波的波长为 5 mE该波很容易穿过宽度为 1 m 的小孔3如图所示是一列简谐波在 时的波形图，介质中的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动，其位移随时间变0t化的函数表达式为 。关于这列简谐波及质点 P 的振动，下列说法中正确的是（ ）sin5(c)yA质点 P 的周期为 0.4 sB质点 P 的位移方向和速度方向始终相反C这列简谐波的振幅为 20 cmD这列简谐波沿 x 轴正向传播E。这列简谐波在该介质中的传播速度
3、为 10m/s4一物理教师某天正在一湖边钓鱼，突然湖的周围起了风，他发现湖中钓鱼的浮标上下浮动。他根据自己的经验认为浮标上下浮动可简化成竖直方向的简谐运动，他通过观测绘制出了浮标的振动图象，如图 1所示，接着他又根据湖面的波纹绘制出了水的波动图象，如图 2 所示。假设图 2 是一列沿 x 轴正方向传播的水波在 时的波形图，图 1 是图 2 中离原点 范围内某质点的振动图象，则下列说法正确的0.5st04第 - 2 - 页 共 10 页是（ ）A浮标上下振动的周期为 T2sB该列波的波速为 m/C再经 0.5 秒 处的质点到达波谷位置4xD图 1 是 处质点的振动图象2E不能确定图 1 是 范围
4、内哪个质点的振动图象04m5图甲为某一列沿 x 轴正向传播的简谐横波在 时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动t1.0s图象，则下列说法正确的是（ ）A该简谐横波的传播速度为 4m/sB从此时刻起，经过 2 s，P 质点运动了 8 m 的路程C从此时刻起，P 质点比 Q 质点先回到平衡位置D乙图可能是甲图 处质点的振动图象xE此时刻 M 质点的振动速度小于 Q 质点的振动速度6如图所示，空间同一平面内有 A、B、C 三点， ， ， 。A、C 两点处有完5mAB4C3m全相同的波源做简谐振动，振动频率为 1 360 Hz，波速为 。下列说法正确的是（ ）30/s第 - 3 - 页 共 10
5、 页A两列波的波长均为 0.25 mBB、C 间有 8 个振动减弱的点CB 点的位移总是最大DA、B 间没有个振动加强的点E振动减弱点的位移总是为零二、填空题（本题共 2 小题，把答案填在题中横线上）7如图所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由 a、b 两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为 ，周期为 。当物块向右通过平衡位置时，a、b 之0A0T间的粘胶脱开；以后小物块 a 振动的振幅和周期分别为 A 和 T，则 A_ （填“ ”“ ”或0A “” ） ，T _ （填“ ”“ ”或“” ） 。0 8一简谐横波沿 x 轴正向传播， 时刻的波形如图
6、甲所示， 处的质点的振动图线如图乙所0t0.3mx示，该质点在 t=0 时刻的运动方向沿 y 轴_（选填“正向”或“负向” ） 。已知该波的波长大于 0.30 m，则该波的波长为_m。三、计算题（本题共 4 个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）9一列简谐横波在 x 轴上传播，在 和 时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，1t02t.5s求：（1）这列波可能具有的波速；（2）当波速为 时，波的传播方向如何？以此波速传播时， 处的质点 P 从平衡位置运动至280m/s x8m波谷所需的最短时间是多少？第 - 4 - 页 共 10
7、页10平衡位置位于原点 O 的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平 x 轴传播，P、Q 为 x 轴上的两个点（均位于 x 轴正向） ，P 与 O 的距离为 ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自 时35cmt0由平衡位置开始向上振动，周期 。振幅 。当波传到 P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后T1sA再经过 5 s，平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置。求：（1）P、Q 间的距离；（2）从 开始到平衡位置在 Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。t011一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播，波长不小于 10 cm。O 和 A 是介质中平衡位置分别位于和
8、 处的两个质点。 时开始观测，此时质点 O 的位移为 ，质点 A 处于波峰位置；x5cmt0 4cmy时，质点 O 第一次回到平衡位置， 时，质点 A 第一次回到平衡位置。求：1ts3t1s（1）简谐波的周期、波速和波长；（2）质点 O 的位移随时间变化的关系式。12甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x 轴正向和负向传播，波速均为 ，两列波在 时25cm/st0的波形曲线如图所示。求：（1） 时，介质中偏离平衡位置位移为 16 cm 的所有质点的 x 坐标。t0（2）从 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为 的质点的时间。16cm冲刺机械振动与机械波答 案一、选择题（本题共 6 小题，在
9、每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1ACE2BCE3ADE4ABD5ACD6ABE二、填空题（本题共 2 小题，把答案填在题中横线上）7 ； 第 - 5 - 页 共 10 页8正向；0.8三、计算题（本题共 4 个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）9解：（1）若波沿 x 轴正向传播，则 （ ，1，2，3，）1xn(28)mn0x28nvm/s(4016n)/st0.5若波沿 x 轴负向传播，则2(),23（ =）68nv/s106n)m/st0.5（2）当波速为 时，有 ， ，所以波沿 x 轴负向传播。228(106n
10、)1所以质点 P 第一次达到波谷所需最短时间为 233tTs.s4v428010解：（1）由题意，O、 P 两点间的距离与波长 之间满足5P波速 v 与波长的关系为T在 的时间间隔内，波传播的路程为 vt，由题意有 t5svtPQ4式中，PQ 为 P、Q 间的距离，由式和题意给数据，得 13cm（2）Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为15tT4波源从平衡位置开始运动，每经过 ，波源运动的路程为 A由题给条件得T41Tt254故 时间内，波源运动的路程为。s25A1cm11解：（1）设振动周期为 T，由于质点 A 在 0 到 1 s 内由最大位移第一次回到平衡位置，经历的是 个1
11、4第 - 6 - 页 共 10 页周期，由此可知 T4s由于质点 O 与 A 的距离 5 cm 小于半个波长，且波沿 x 轴正向传播， O 在 时回到平衡位置，而 A 在1ts3时回到平衡位置，时间相差 。两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度t1s2s3v7.5cm/利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长30（2）设质点 O 的位移随时间变化的关系为0tyAcos()T将式及题给条件代入上式得04sco()6解得， 03A8cm质点 O 的位移随时间变化的关系式为（国际单位制）ty.os()2或 （国际单位制） 。50.8in612解：（1） 时，在 处两列波的波峰相遇，该处质点
12、偏离平衡位置的位移为 16 cm。两列tx0cm波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位置均为 16 cm。从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为， 150cm260c甲、乙两列波波峰的 x 坐标分别为， ， ， ，11xk12， ， ， ，22500由式得，介质中偏离平衡位置位移为 16 cm 的所有质点的 x 坐标为， ， ， ，x(3n)cm12第 - 7 - 页 共 10 页（2）只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 。 时，两波波谷间的 x 坐标之差为16cmt021x50(m1)50()2式中， 和 均为整数。将式代入式得121x0(65)由于 ， 均为整数，相向传播的波谷间的距离最
13、小为1m20x5c从 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为 的质点的时间为t 16cm02v代入数据得 t.1s第 - 8 - 页 共 10 页冲刺机械振动与机械波解 析一、选择题（本题共 6 小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1【题型】多选题【难度】较易2【答案】BCE【解析】A 点的起振方向与 O 点起振方向相同，由乙图读出 5 s 时刻，A 点的振动方向沿 y 轴正方向，所以振源的起振方向向上，故 A 错误；由乙看出，周期 T10 s5 s5 s，故 B 正确；由乙看出，波从 O 点传到 A 点的时间为 5 s，传播距离为 10 m，则波速为 v 2 m/s，则波
14、长为 vT25 m10 m，故OtC 正确，D 错误；因为 1 m 比波长 10 m 小得多，所以该波很容易穿过宽度为 1 m 的小孔，故 E 正确。【题型】多选题【难度】一般3【答案】ADE【题型】多选题【难度】一般4 【答案】ABD【题型】多选题第 - 9 - 页 共 10 页【难度】一般5 【答案】ACD【解析】由甲图可得 4 m，由乙图中可得 T10 s，所以该简谐横波的传播速度为 v 4 m/s，选T项 A 正确；t2 s2T ，则从此时刻起，经过 2 s，P 质点运动的路程为 s8A 80.2 cm16 cm，选项B 错误；简谐横波沿 x 轴正向传播，此时刻 Q 质点向上运动，而
15、P 质点直接向下运动，所以 P 质点比 Q质点先回到平衡位置，选项 C 正确。由乙图知 t0 时刻质点的位移为 0，振动方向沿 y 轴负方向，与甲图x2 m 处 t0 时刻的状态相同，所以乙图可能是甲图 x2 m 处质点的振动图象，选项 D 正确。质点越靠近平衡位置速度越大，则此时刻 M 质点的振动速度大于 Q 质点的振动速度，选项 E 错误。【题型】多选题【难度】一般6 【答案】ABE【题型】多选题【难度】一般二、填空题（本题共 2 小题，把答案填在题中横线上）7 【答案】 【解析】当弹簧振子通过平衡位置时，a、b 之间粘胶脱开，a、b 由于惯性继续向右运动，弹簧伸长，对物块有向左的拉力，物块 a 向右做减速运动，动能减少，物块 b 在光滑水平面上做匀速直线运动，动能不变，由能量守恒定律知只有物块 a 减少的动能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的最大伸长量减小，故振幅减小。振动中振子的质量变小，振子的周期变小。【题型】填空题【难度】一般8第 - 10 - 页 共 10 页【题型】填空题【难度】一般三、计算题（本题共 4 个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）912略
