2009年機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波

選擇題

1.(北京市海淀區(qū)2009年高三上學(xué)期期末). 關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列敘述中正確的是　　　 (　 B　 )

A．電磁波可能是橫波，也可能是縱波

B．正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加，形成了電磁場(chǎng)

C．均勻變化的電場(chǎng)周?chē)�可產(chǎn)生電磁波

D．一切電磁波在真空中的傳播速度為3.0´108m/s

16.(04上海13)A、B兩波相向而行,在某行時(shí)刻的波形與位置如

圖所示,已知波的傳播速度為v,圖中標(biāo)尺每格長(zhǎng)度為l,在圖中

畫(huà)出又經(jīng)過(guò)t=7l/v時(shí)的波形.

答案　 見(jiàn)解析圖

解析　 經(jīng)過(guò)時(shí)間t =7l/v時(shí)兩波的圖形可由下圖甲所示.相遇疊加后的圖形如下圖乙所示.　

?

15.(04江蘇16)如圖所示,聲源S和觀察者A都沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),相

對(duì)于地面的速率分別為vS和vA,空氣中聲音傳播的速率為vp,設(shè)vS<vP,

vA<vP,空氣相對(duì)于地面沒(méi)有流動(dòng).

(1)若聲源相繼發(fā)出兩個(gè)聲信號(hào),時(shí)間間隔為Δt.請(qǐng)根據(jù)發(fā)出的這兩個(gè)聲信號(hào)從聲源傳播到觀察者的過(guò)程,確定觀察者接收到這兩個(gè)聲信號(hào)的時(shí)間間隔Δt′.　

(2)請(qǐng)利用(1)的結(jié)果,推導(dǎo)此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關(guān)系式.

答案　 (1)Δt　　　 (2)f′=

解析　 (1)設(shè)t1、t2為聲源S發(fā)出兩個(gè)信號(hào)的時(shí)刻,t1′、t2′為觀察者接收到兩個(gè)信號(hào)的時(shí)刻,則第一個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)(t1′-t1)時(shí)間被觀察者A接收到,第二個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)(t2′-t2)時(shí)間被觀察者A接收到,且

t2-t1=Δt,t2′-t1′=Δt′　

設(shè)聲源發(fā)出第一個(gè)信號(hào)時(shí),S、A兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng),兩個(gè)聲信號(hào)從聲源傳播

到觀察者的過(guò)程中,它們運(yùn)動(dòng)的距離關(guān)系如圖所示,可得　

vp(t1′-t1)=L + vA(t1′-t1)　

vp(t2′-t2)=L + vA(t2′-t1)-vSΔt　

由以上各式,得Δt′=Δt

(2)設(shè)聲源發(fā)出聲波的振動(dòng)周期為T(mén),這樣,由以上結(jié)論可知,觀察者接收到的聲源振動(dòng)的周期為

T′=

由此可得,觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關(guān)系為　

f′=　

14.(04北京理綜16)聲波屬于機(jī)械波,下列有關(guān)聲波的描述中正確的是　　　　　　　　　　　　　 (　 )

? A.同一列聲波在各種介質(zhì)中的波長(zhǎng)是相同的

? B.聲波的頻率越高,它在空氣中傳播的速度越快

? C.聲波可以繞過(guò)障礙物傳播,即它可以發(fā)生衍射

? D.人能辨別不同樂(lè)器發(fā)出的聲音,證明聲波不會(huì)發(fā)生干涉

答案 ?C

解析　 聲波在不同介質(zhì)中其波長(zhǎng)不同,在同一介質(zhì)中傳播速度相同.則A、B均錯(cuò)誤；干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象,C正確,D錯(cuò)誤.

13.(04全國(guó)卷Ⅲ18)已知:一簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖所示,圖中

位于a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)四分之一周期后分別運(yùn)動(dòng)到a＇、b＇處.某人

據(jù)此作出如下判斷:①可知波的周期;②可知波的傳播速度;③可知波的傳

播方向;④可知波的波長(zhǎng),其中正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A.①和④　　　　　　　　　　　　　　 B.②和④　　　　　　　　　　 C.③和④　　　　　　　　　　 D.②和③

答案　 C

解析　 由圖象可得λ=4 m,由于周期T和波速v均未知,所以對(duì)二者均不能做出判定,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;由題意可得該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),可判斷該簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,故選項(xiàng)C正確

12.(04全國(guó)卷Ⅳ16)一簡(jiǎn)諧橫波在圖中x軸上傳播,實(shí)線和虛線分別為t1和t2時(shí)刻

的波形圖,已知t2-t1=1.0 s,由圖判斷下列哪一個(gè)波速是不可能的　　　　　 (　　 )

? A.1 m/s　　 　　　 　　 　　　 B.3 m/s 　　　　　　　　　　　 C.5 m/s　　　　　　　　　　　　 D.10 m/s

答案　 ABC?　

解析　 由圖知簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為4 m,設(shè)簡(jiǎn)諧橫波向右傳播, (n=0、1、2、

3…),v可能為1、5、9…設(shè)簡(jiǎn)諧橫波向左傳播v′= (n=0、1、2、3… ),

v′可能為3、7、11…所以選項(xiàng)A、B、C都是可能的,D選項(xiàng)不可能.

11.(04安徽春季理綜18)一簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,波源振動(dòng)周期T =0.1 s,在

某一時(shí)刻的波形如圖所示,且此時(shí)a點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng),則

A.波速為20 m/s,波向x軸正方向傳播　　　　　　　　　　　　　　 B.波速為10 m/s,波向x軸負(fù)方向傳播

C.波速為20 m/s,波向x軸負(fù)方向傳播　　　　　　　　　　　　　　 D.波速為10 m/s,波向x軸正方向傳播

答案　　 A

　　 解析　 由波形圖可知λ=2 m,T=0.1 s,則v=λ/T=20 m/s由a質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)可判斷波向x軸正方向傳播,

A正確.

10.(04全國(guó)卷Ⅱ17)如圖所示,一簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,軸上a、b兩點(diǎn)相距

12 m.t=0時(shí),a點(diǎn)為波峰,b點(diǎn)為波谷;t=0.5 s時(shí),a點(diǎn)為波谷,b點(diǎn)為波峰.則

下列判斷中正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (　　 )

A.波長(zhǎng)一定是24 m　　　　　　 B.波長(zhǎng)可能是8 m?　 　C.周期一定是1 s　　　　　　　　　　 D.周期可能是 s

答案　　 BD

解析　　 由題意知ab=12 m=+nλ,0.5 s=+nT,得:λ= m,T= s,所以波長(zhǎng)可能為8 m,周期可能是 s,B、D正確;波長(zhǎng)、周期均存在若干可能情況,所以A、C不正確.

9.(04全國(guó)卷Ⅰ17)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖甲是t=1 s時(shí)的波形圖，圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移

隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖象(兩圖同一時(shí)間起點(diǎn))，則乙圖可能是甲圖中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象　　 　　 　(　 )

A.x=0處的質(zhì)點(diǎn)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)

C.x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)

答案　　 A

解析　　 由振動(dòng)圖象知，周期T=4 s，在t=1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向下運(yùn)動(dòng).再考慮波的傳播方向，則x=0、x=4 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)符合圖象的要求.　

8.(04江蘇8)如圖所示,波源S從平衡位置y=0開(kāi)始振動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向豎直向上(y

軸的正方向),振動(dòng)周期T=0.01 s,產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波向左、右兩個(gè)方向傳播,波速

均為v=80 m/s.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,P、Q兩點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng).已知距離SP=1.2 m,SQ=2.6 m.若以Q點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn),則在下列振動(dòng)圖象中,能正確描述P、Q兩點(diǎn)振動(dòng)情況的是　　　　　　　　　　　　 　　　　　 (　　 )

?

A.甲為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.乙為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象　

C.丙為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.丁為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象　

答案　　 AD?

解析　 波的能量由S點(diǎn)傳播到Q點(diǎn)所需要的時(shí)間：t1== s=3T，則Q點(diǎn)振動(dòng)滯后S點(diǎn)3個(gè)周期.　波的能量由S點(diǎn)傳播到P點(diǎn)所需要的時(shí)間：t2== s=1T，則P點(diǎn)振動(dòng)滯后S點(diǎn)1個(gè)周期.若以Q點(diǎn)

為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，Q點(diǎn)恰好處于平衡位置且向上振動(dòng)，而P點(diǎn)超前Q點(diǎn)1個(gè)周期，此時(shí)P點(diǎn)恰好處于波谷.綜上

可得A、D正確.