2009年機械振動、機械波

選擇題

1.(北京市海淀區(qū)2009年高三上學期期末). 關于電磁場和電磁波，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．正交的電場和磁場疊加，形成了電磁場

C．均勻變化的電場周圍可產生電磁波

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,在某行時刻的波形與位置如

圖所示,已知波的傳播速度為v,圖中標尺每格長度為l,在圖中

畫出又經過t=7l/v時的波形.

答案　 見解析圖

解析　 經過時間t =7l/v時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軸正方向運動,相

對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vS<vP,

vA<vP,空氣相對于地面沒有流動.

(1)若聲源相繼發(fā)出兩個聲信號,時間間隔為Δt.請根據發(fā)出的這兩個聲信號從聲源傳播到觀察者的過程,確定觀察者接收到這兩個聲信號的時間間隔Δt′.　

(2)請利用(1)的結果,推導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系式.

答案　 (1)Δt　　　 (2)f′=

解析　 (1)設t1、t2為聲源S發(fā)出兩個信號的時刻,t1′、t2′為觀察者接收到兩個信號的時刻,則第一個信號經過(t1′-t1)時間被觀察者A接收到,第二個信號經過(t2′-t2)時間被觀察者A接收到,且

t2-t1=Δt,t2′-t1′=Δt′　

設聲源發(fā)出第一個信號時,S、A兩點間的距離為L,兩個聲信號從聲源傳播

到觀察者的過程中,它們運動的距離關系如圖所示,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)設聲源發(fā)出聲波的振動周期為T,這樣,由以上結論可知,觀察者接收到的聲源振動的周期為

T′=

由此可得,觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關系為　

f′=　

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

? A.同一列聲波在各種介質中的波長是相同的

? B.聲波的頻率越高,它在空氣中傳播的速度越快

? C.聲波可以繞過障礙物傳播,即它可以發(fā)生衍射

? D.人能辨別不同樂器發(fā)出的聲音,證明聲波不會發(fā)生干涉

答案 ?C

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

13.(04全國卷Ⅲ18)已知:一簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖所示,圖中

位于a、b兩處的質點經過四分之一周期后分別運動到a＇、b＇處.某人

據此作出如下判斷: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,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,所以對二者均不能做出判定,選項A、D錯誤;由題意可得該時刻質點b向y軸負方向運動,可判斷該簡諧波沿x軸正方向傳播,故選項C正確

12.(04全國卷Ⅳ16)一簡諧橫波在圖中x軸上傳播,實線和虛線分別為t1和t2時刻

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

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

答案　 ABC?　

解析　 由圖知簡諧橫波的波長為4 m,設簡諧橫波向右傳播, (n=0、1、2、

3…),v可能為1、5、9…設簡諧橫波向左傳播v′= (n=0、1、2、3… ),

v′可能為3、7、11…所以選項A、B、C都是可能的,D選項不可能.

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

某一時刻的波形如圖所示,且此時a點向下運動,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軸負方向傳播

C.波速為20 m/s,波向x軸負方向傳播　　　　　　　　　　　　　　 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質點向下運動可判斷波向x軸正方向傳播,

A正確.

10.(04全國卷Ⅱ17)如圖所示,一簡諧橫波在x軸上傳播,軸上a、b兩點相距

12 m.t=0時,a點為波峰,b點為波谷;t=0.5 s時,a點為波谷,b點為波峰.則

下列判斷中正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (　　 )

A.波長一定是24 m　　　　　　 B.波長可能是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,所以波長可能為8 m,周期可能是 s,B、D正確;波長、周期均存在若干可能情況,所以A、C不正確.

9.(04全國卷Ⅰ17)一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，圖甲是t=1 s時的波形圖，圖乙是波中某振動質點位移

隨時間變化的振動圖象(兩圖同一時間起點)，則乙圖可能是甲圖中哪個質點的振動圖象　　 　　 　(　 )

A.x=0處的質點　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.x=1 m處的質點

C.x=2 m處的質點　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.x=3 m處的質點

答案　　 A

解析　　 由振動圖象知，周期T=4 s，在t=1 s時刻，質點在平衡位置且向下運動.再考慮波的傳播方向，則x=0、x=4 m處質點的振動符合圖象的要求.　

8.(04江蘇8)如圖所示,波源S從平衡位置y=0開始振動,運動方向豎直向上(y

軸的正方向),振動周期T=0.01 s,產生的簡諧波向左、右兩個方向傳播,波速

均為v=80 m/s.經過一段時間后,P、Q兩點開始振動.已知距離SP=1.2 m,SQ=2.6 m.若以Q點開始振動的時刻作為計時的零點,則在下列振動圖象中,能正確描述P、Q兩點振動情況的是　　　　　　　　　　　　 　　　　　 (　　 )

?

A.甲為Q點的振動圖象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.乙為Q點的振動圖象　

C.丙為P點的振動圖象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.丁為P點的振動圖象　

答案　　 AD?

解析　 波的能量由S點傳播到Q點所需要的時間：t1== s=3T，則Q點振動滯后S點3個周期.　波的能量由S點傳播到P點所需要的時間：t2== s=1T，則P點振動滯后S點1個周期.若以Q點

為計時零點，Q點恰好處于平衡位置且向上振動，而P點超前Q點1個周期，此時P點恰好處于波谷.綜上

可得A、D正確.