上海高一物理机械波
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上海市上海中学选修1高中物理机械波单元测试题一、机械波 选择题1.如图甲所示,OP =s ,t =0时刻质点O 开始振动,产生沿O 、P 所在直线向右传播的简谐横波,图乙为质点P 从t =t1时刻开始振动的图象,则以下说法正确的是A .t =0时刻质点O 的振动方向沿y 轴正方向B .t 2时刻质点P 振动速度最大,方向沿y 轴负方向C .该波与另一频率为 211t t -的同类波叠加能产生稳定的干涉现象 D .若某障碍物的尺寸为12s t (t 2-t 1),该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象 2.一列简谐横波沿直线由A 向B 传播,A 、B 相距0.45m ,右图是A 处质点的震动图像.当A 处质点运动到波峰位置时,B 处质点刚好到达平衡位置且向y 轴正方向运动,这列波的波速可能是A .4.5m/sB .3.0m/sC .1.5m/sD .0.7m/s3.一列简谐横波在t =0时刻的波形如图中的实线所示,t =0.02s 时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期T 大于0.02s ,则该波的传播速度可能是( )A .2m/sB .3m/sC .4m./sD .5m/s 4.如图所示,某一均匀介质中有两列简谐横波A 和B 同时沿x 轴正方向传播了足够长的时间,在t =0时刻两列波的波峰正好在12m x =处重合,平衡位置正好在216m x =处重合,则下列说法中正确的是( )A .横波A 的波速比横波B 的波速小B .两列波的频率之比为A B :11:7f f =C .在0x >的区间,t =0时刻两列波另一波峰重合处的最近坐标为(586),D .2m x =处质点的振动始终加强5.如图所示,两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播。
已知两波源分别位于0.2m x =-和 1.0m x =处,振幅均为0.5cm A =,波速均为0.2m/s v =。
0t =时刻,平衡位置处于0.2m x =和0.6m x =的P 、Q 两质点刚开始振动。
一 机械波的传播及特点
1.波的形成:机械振动在介质中传播,形成机械波. (1)产生条件:① ;② .
(2)特点:
①机械波传播的只是振动的 和 ,质点只在各自的平衡位置附近做简谐 运动,并不随波 .
②介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与 振动周期和频率相同. ③各质点开始振动(即起振)的方向均 .
④一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为 ,位移为 . 2.机械波的分类
(1)横波:质点振动方向与波的传播方向 的波,有 和 . (2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在 的波,有 和 . 3.波长、波速、频率及其关系 (1)波长:在波的传播方向上,相对平衡位置的 总是相等的两个相邻的质点间的离,用λ表示.
(2)波速:波在介质中的传播速度.由 本身的性质决定. (3)频率:由 决定,等于 的振动频率. (4)波长、波速和频率的关系:v =λf
A .波速
B .频率
C .周期
D .波长 二 波的图像
1.坐标轴:取各质点平衡位置的连线作为x 轴,表示质点 ;取过波源质点的振动方向作为y 轴,表示质点 .
2.意义:在波的传播方向上,介质中质点在某一时刻相对各自 的位移. 3.形状: .
机械波
4
【例题1】图9-1中给出了一列向左传播的简谐横波t =0和t =T /4时的波形,试在图中画出t =3T /4时
的波形图。
【例题2】已知某时刻一列横波的波形如图9-5所示,A 、B 、C 、D 为四个质点,则它们的位移方向分别是:A 点________,B 点________,C 点________,D 点________;它们的速度方向分别是:A 点________,B 点________,C 点________,D 点________;它们的加速度方向分别是:A 点________,B 点________,C 点________,D 点________。
【例题3】一列简谐横波,沿波传播方向上依次有相距60 cm 的A 、B 两质点,(1)某时刻观察到A
处是波峰,B 处是波谷,求其波长。
(2)若某时刻观察到A 、B 两处都是波峰,波长又为多少?
【例题4】一列简谐波向右传播,波长为0.4 m ,波速为1 m/s ,振动幅为5 cm ,某时刻质点M 恰处于
平衡位置且向下运动,则此后的0.5 s 内质点M 通过的路程为_____________m ,0.5 s 末质点M 的位移为______________m 。
19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ t =0
T /4
t =3T /4
图9-1
x
【例题5】如图所示的实线是某时刻的波形图象,虚线是经过0.2s 时的波形图象.
(1)假设波向左传播,求它传播的可能距离. (2)若这列波向右传播,求它的最大周期. (3)假定波速是35m/s ,求波的传播方向.
【例题6】一列横波的波源在图9中的坐标原点O 处,经过0.4 s ,振动从O 点向右传播20 cm ,P 点离O 点
的距离是80 cm .求:
(1)P 点起振时的速度方向如何?
(2)该波从原点向右传播时开始计时,经多长时间质点P 第一次到达波峰?
【例题7】如图11-18所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a 、b 两点,相距为21
.0
m ,b 点在a 点的右方。
当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a 点的位移达到正极大时,b 点的位移恰为零,且向下运动,经过1.00 s 后,a 点的位移为零,且向下运动,而b 点的位移恰达到负极大,求这列波的波速可能值。
图9
图26-5
【练习1】一列简谐横波振幅为a ,沿x 轴正方向传播.在t =0与t =0.8s 两时刻, x 轴上-3m~3m 区间内的两波形图正好重合,如图所示.则下列说法中正确的是
A .质点振动周期一定是0.8s 的整数倍
B .该波的波速可能为10m/s
C .在t =0.3s 时刻,x =-2m 处质点的位移可能为-a
D .在t =0.3s 时刻,x =-2m 处质点的位移可能为零
【练习2】如图所示,一列向右传播的横波,波速为0.4m/s ,M 点的横坐标x =10m ,图示时刻波传播
到N 点,现从图示时刻开始计时,求: (1)这列波的波长、周期、振幅分别是多少? (2)经过多长时间,M 点第二次到达波谷? (3)这段时间里,N 点经过的路程是多少?
【练习3】如图26-5所示,S 点是波源,振动频率f =100 Hz ,产生的简谐波向右传播,波速为v =80 m/s ,
波在传播过程中经过P 、Q 两点,已知距离SP =4.2 m ,SQ =5.4 m 。
求:
(1)在某一时刻
t ,当S 点通过平衡位置向上运动时,P 点和Q 点是处于波峰还是波谷,或是处于其它位置?
(2)取时刻t 为时间起点,分别作出S 、P 、Q 三点的振动图像。
)
y。