12 212 2 機(jī)械波機(jī)械波 1 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播 傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖 12 2 1 所示 再經(jīng) 0 6 s N點(diǎn) 開(kāi)始振動(dòng) 則該波的振幅A和頻率f為 圖 12 2 1 A A 1 m f 5 Hz B A 0 5 m f 5 Hz C A 1 m f 2 5 Hz D A 0 5 m f 2 5 Hz 解析 由題干圖可知振幅A 0 5 m 波從M傳到N的過(guò)程 波速v m s 10 x t 11 5 0 6 m s 由圖可知 4 m 所以T 0 4 s f 2 5 Hz D 正確 v 1 T 答案 D 2 在O點(diǎn)有一波源 t 0 時(shí)刻開(kāi)始向上振動(dòng) 形成向右傳播的一列橫波 t1 4 s 時(shí) 距 離O點(diǎn)為 3 m 的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰 t2 7 s 時(shí) 距離O點(diǎn)為 4 m 的B點(diǎn)第一次達(dá)到 波谷 則以下說(shuō)法正確的是 A 該橫波的波長(zhǎng)為 2 m B 該橫波的周期為 4 s C 該橫波的波速為 1 m s D 距離O點(diǎn)為 5 m 的質(zhì)點(diǎn)第一次開(kāi)始向上振動(dòng)的時(shí)刻為 6 s 末 解析 由題意可知 A點(diǎn)從開(kāi)始振動(dòng)到第一次到達(dá)波峰的時(shí)間為 故波傳到A點(diǎn)的時(shí) T 4 間 為t1 4 s 由波的傳播公式x vt得 3 m v 同理 B點(diǎn)從開(kāi)始振 T 4 T 4 4 s T 4 動(dòng)到 第一次到達(dá)波谷的時(shí)間為 故波傳到B點(diǎn)的時(shí)間為t2 7 s 由波的傳播公 3T 4 3T 4 3T 4 式 x vt得 4 m v 聯(lián)立解得 T 4 s v 1 m s 故 B C 正確 波長(zhǎng) 7 s 3T 4 vT 1 m s 4 s 4 m 故 A 錯(cuò)誤 距離O點(diǎn)為 5 m 的質(zhì)點(diǎn)第一次向上振動(dòng)的時(shí)刻為 5 m 1 m s 5 s D 錯(cuò)誤 答案 BC 3 如圖 12 2 2 所示是一列簡(jiǎn)諧波在t 0 時(shí)的波形 圖 介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá) 式為y 10sin 5 t cm 關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波 下列說(shuō) 法中正確的是 A 這列簡(jiǎn)諧波的振幅為 20 cm B 這列簡(jiǎn)諧波的周期為 5 0 s C 這列簡(jiǎn)諧波在該介質(zhì)中的傳播速度為 25 cm s D 這列簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播 解析 本題主要考查考生對(duì)波形圖的正確認(rèn)識(shí) 由圖可知 質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距 離即振幅為 10 cm A 錯(cuò) 由該質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的表達(dá)式可知這列簡(jiǎn)諧橫波的周期為 T 2 s 0 4 s B 錯(cuò) 由題圖可知 該波的波長(zhǎng)為 4 m 波速v m s 10 2 5 T 4 0 4 m s C 錯(cuò) 由質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知 t 0 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正在向上運(yùn)動(dòng) 由此可判斷 波沿x軸正向傳播 D 正確 答案 D 4 如圖 12 2 3 是某繩波形成過(guò)程的示意圖 1 2 3 4 為繩上的一系列等間距的 質(zhì)點(diǎn) 繩處于水平方向 質(zhì)點(diǎn) 1 在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng) 2 3 4 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng) 把振動(dòng)從繩的左端傳到右端 t 0 時(shí)質(zhì)點(diǎn) 1 開(kāi)始 豎直向上運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)四分之一周期 質(zhì)點(diǎn) 5 開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 下列判斷正確的是 圖 12 2 3 A 質(zhì)點(diǎn) 6 開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下 B t 時(shí)質(zhì)點(diǎn) 6 的加速度方向向下 T 2 圖 12 2 2 C t 時(shí)質(zhì)點(diǎn) 10 的運(yùn)動(dòng)方向向上 3T 4 D t T時(shí)質(zhì)點(diǎn) 16 開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 解析 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向和振源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向相同 A 不對(duì) 經(jīng)過(guò)t 質(zhì)點(diǎn) 1 回到平衡位置 質(zhì)點(diǎn) 9 開(kāi)始向上振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn) 6 在平衡位置上方 所以 T 2 加 速度的方向向下 B 對(duì) t 時(shí)質(zhì)點(diǎn) 1 振動(dòng)到負(fù)的最大位移處 質(zhì)點(diǎn) 13 開(kāi)始振動(dòng) 3T 4 5 13 之間的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置上方 9 13 之間的質(zhì)點(diǎn)處于 下坡路 上 振動(dòng)方向都向上 C 正確 t T時(shí)質(zhì)點(diǎn) 17 開(kāi)始運(yùn)動(dòng) D 不對(duì) 答案 BC 5 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播 O為波源 如圖 12 2 4 所示是波源開(kāi)始振動(dòng)后 0 1 s 時(shí)的波形圖 則下 列判斷正確的是 A 這列波的周期為 0 4 s 振幅為 20 cm B 這列波的波速為 40 m s 波長(zhǎng)為 4 m C 再經(jīng)過(guò) 0 15 s x 6 m 處質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為 x 6 m y 0 cm D 再經(jīng)過(guò) 0 55 s x 24 m 處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰 解析 本題考查機(jī)械波的相關(guān)問(wèn)題 意在考查學(xué)生對(duì)波形圖的理解能力 觀察振動(dòng) 0 1 s 時(shí)的波形圖可知周期為 0 2 s 波長(zhǎng)為 8 m 振幅為 10 cm 可算出波速為 40 m s 選 項(xiàng) A B 錯(cuò)誤 再經(jīng)過(guò) 0 15 s 波繼續(xù)向前傳播四分之三個(gè)周期 x 6 m 處的質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過(guò)平 衡 位置向下振動(dòng) 選項(xiàng) C 正確 0 1 s 時(shí)的波峰在 2 m 處 x 24 m 處的質(zhì)點(diǎn)離它有 22 m 這個(gè)波峰傳播到x 24 m 處所需的時(shí)間為 t s 0 55 s 選項(xiàng) D 正確 22 40 答案 CD 6 如圖 12 2 5 為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在 圖 12 2 4 t 0 時(shí)的波形圖 當(dāng)Q點(diǎn)在t 0 時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí) 則 A 1 cm x 3 cm 范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向 C Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置 D Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到P處 解析 由波沿x軸負(fù)方向傳播知 當(dāng)Q點(diǎn)在t 0 時(shí)的 振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí) 波形如圖中虛線所示 所以此 時(shí) 1 cm x 2 cm 范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng) 因此選項(xiàng) A 錯(cuò)誤 Q處質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波谷位置 加速 度沿y軸的正方向 故選項(xiàng) B 正確 選項(xiàng) C 錯(cuò)誤 波 傳播的是振動(dòng)的形式和能量 質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移 故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 答案 B 7 如圖 12 2 6 所示 甲是一列橫波在某一時(shí)刻的波動(dòng)圖像 乙是在x 6 m 處的質(zhì)點(diǎn)從 該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像 a b是介質(zhì)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn) 下列說(shuō)法正確的是 圖 12 2 6 A 這列波沿x軸的正方向傳播 B 這列波的波速是 2 m s C b比a先回到平衡位置 D a b兩質(zhì)點(diǎn)的振幅都是 10 cm 解析 本題考查波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用 由振動(dòng)圖像得x 6 m 處的質(zhì)點(diǎn)該時(shí) 刻 向y軸正向運(yùn)動(dòng) 對(duì)照波動(dòng)圖像可知 波的傳播方向?yàn)閤軸負(fù)向 A 錯(cuò)誤 此刻b向平 衡位置運(yùn)動(dòng) a遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng) b先回到平衡位置 C 正確 由振動(dòng)圖像得T 4 s 由波動(dòng)圖像得 8 m 故v 2 m s B 正確 所有質(zhì)點(diǎn)的振幅都為 5 cm D 錯(cuò) T 圖 12 2 1 誤 答案 BC 8 如圖 12 2 7 所示 沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A B和C 假想有一列車(chē)沿 AC方向以接近光速行駛 當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光 列車(chē)上的觀測(cè)者測(cè)得A C兩鐵塔被 照亮的順序是 圖 12 2 7 A 同時(shí)被照亮 B A先被照亮 C C先被照亮 D 無(wú)法判斷 解析 由多普勒效應(yīng)知 C先被照亮 A B D 錯(cuò) C 對(duì) 答案 C 9 如圖 12 2 8 所示 為一列沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t 0 時(shí)的波形圖 圖 12 2 9 是這列波中質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)圖線 那么 圖 12 2 8 圖 12 2 9 1 該波的傳播速度為 m s 2 該波的傳播方向?yàn)?填 向左 或 向右 3 圖 1 2 32 中Q點(diǎn) 坐標(biāo)為x 2 25 m 處的點(diǎn) 的振動(dòng)方程為 y cm 解析 1 波的周期T 2 s 波長(zhǎng) 1 m 波速v 0 5 m s T 2 P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng) 不難判斷波是向左傳播 3 Q點(diǎn)此時(shí)從最大位移開(kāi)始向平衡位置運(yùn)動(dòng) 振動(dòng)圖像是一條余弦曲線 A 0 2 cm rad s Q點(diǎn)的振動(dòng)方程為y 0 2cos t cm 或者y 0 2sin cm 2 T t 2 答案 1 0 5 2 向左 3 0 2cos t cm 或0 2sin t 2 10 如圖 12 2 10 所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t 0 時(shí)刻的波形圖 已知 波的傳播速度v 2 m s 試回答下列問(wèn)題 圖 12 2 10 1 寫(xiě)出x 0 75 m 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式 2 求出x 0 25 m 處質(zhì)點(diǎn)在 0 4 5 s 內(nèi)通過(guò)的路程及t 4 5 s 時(shí)的位移 解析 1 波長(zhǎng) 2 0 m 周期T 1 0 s 振幅A 5cm 則 v y 5sincm 2 t 4 2 n 4 5 則x 0 25 m 處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng) 4 5 個(gè)周期后的路程s 90 cm 經(jīng) 4 5 個(gè)周 t T 期后 的位移y 2 5 cm 2 答案 1 y 5sincm 2 90 cm 2 5 cm 2 t 4 2 11 一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播 t 0 時(shí)波形如圖 12 2 11 甲所示 已知在 0 6 s 末 A點(diǎn)恰第四次 圖中為第一次 出現(xiàn)波峰 求 1 該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng) 波速分別為多少 2 經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間x 5 m 處的質(zhì)點(diǎn)P第一次出現(xiàn)波峰 3 如果以該機(jī)械波傳到質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始計(jì)時(shí) 請(qǐng)?jiān)趫D 1 2 34 乙中畫(huà)出P點(diǎn)的振動(dòng)圖像 并標(biāo)明必要的橫 縱坐標(biāo)值 至少畫(huà)出一個(gè)周期的圖像 圖 12 2 11 解析 1 2 m T s 0 2 s 0 6 3 v 10 m s T 2 波峰傳到P點(diǎn) t s 0 45 s x v 5 0 5 10 3 如下圖所示 答案 1 2 m 10m s 2 0 45 s 3 圖見(jiàn)解析 12 一列簡(jiǎn)諧橫波 某時(shí)刻的波形圖像如圖 12 2 12 甲所示 從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí) 波上 A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖 12 2 12 乙所示 則 圖 12 2 12 1 若此波遇到另一列簡(jiǎn)諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象 則該波所遇到的波的頻率為多少 2 若該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 則該波所遇到的障礙物尺寸有什么要求 3 從該時(shí)刻起 再經(jīng)過(guò) t 0 4 s P質(zhì)點(diǎn)的位移 通過(guò)的路程和波傳播的距離分別 為多 少 4 若t 0 時(shí)振動(dòng)剛剛傳到A點(diǎn) 從該時(shí)刻起再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間坐標(biāo)為 45 m 的質(zhì)點(diǎn) 未畫(huà)出 第二次位于波峰 解析 1 由振動(dòng)圖像可以看出 此波的周期為 0 8 s 所以頻率為 1 25 Hz 因?yàn)榘l(fā)生 穩(wěn)定 干涉的條件是兩列波的頻率相等 所以另一列波的頻率為 1 25 Hz 2 由波動(dòng)圖像可以看出 此波的波長(zhǎng)為 20 m 當(dāng)障礙物的尺寸小于等于 20 m 時(shí)能夠 發(fā) 生明顯的衍射現(xiàn)象 3 因?yàn)?t 0 4 s 故經(jīng) 0 4 s P質(zhì)點(diǎn)回到平