机械振动与机械波(计算题)

1、机械振动与机械波（计算题） 1. （16分）如图甲是某简谐横波在t二0时刻的图像，如图乙是A点的振动图像，试求: （1）A点的振幅多大、此时振动的方向如何？ （2）该波的波长和振动频率。 （3）该波的波速的大小及方向如何？ y/c 15 0 * t/ X -15 11 ? y/c 15 0 * 1 2 3*_ x/m -15 冈3 2. （10分）如图1所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v二80m/s。P、S、 Q是波传播方向上的三个质点，已知距离PS二0.4m、SQ二0. 2m。在t二0的时刻，波 源P从平衡位麗（x = 0, y = 0）处开始向上振动（y轴正方向），振幅为15cm

2、,振动 周期 T 二 O.Olso 3. （9分）（1）下列说法中正确的是 A. 水而上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的衍射造成的 B. 根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周I司一立可以产生变化的磁场 C. 狭义相对论认为：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的 D. 在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最大位 移处开始汁时，以减小实验误差 （2）如图9所示，一个半径为R的寸透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平 方向射入球体后经B点射岀，最后射到水平而上的C点.已知。A=f,该球体对蓝光 的折射率为* 则它从球而射出时的出射角B=:

3、若换用一束红光同样从A 点射向该球体，则它从球体射岀后落到水平面上形成的光点与c点相比，位宜 (填“偏左”、“偏右”或“不变”). (3)列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为2 s, t=0时刻的波形如图10所示.该列波 的波速是m/s；质点a平衡位這的坐标xa = 2.5 m,再经s它第一次经 过平衡位置向y轴正方向运动. 图1() 4.如图12-2-12甲所示，在某介质中波源A、B相距d=20m, t = 0时两者开始上下 振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为v=1.0 m/s,开 始阶段两波源的振动图象如图乙所示. 4甲3 乙 图 12-2 - 12 左性画出t

4、= 14.3 s时A波所达位置一左区域内的实际波形； (2)求时间t = 16 s内从A发岀的半波前进过程中所遇到的波II金个数. 5如图12-2-11所示，实线是某时刻的波形图，虚线是02s后的波形图. 若波沿x轴负方向传播，求它传播的可能距离. (2) 若波沿x轴正方向传播，求它的最大周期. (3) 若波速是35 m/s,求波的传播方向. 6.如图12-2-9所示，空间同一平而上有A、B、C三点，AB = 5m. BC=4m, AC=3 m, A、C两点处有完全相同的波源，振动频率为1360 Hz,波速为340 m/s,则BC连线 上振动最弱的位置有几处？ 7. (2011年山东青岛一模)

5、一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示, 已知t = 0.6s时，B点第三次出现波峰.则这列波的周期是多少？ x=50 cm处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少？ 8. 如图所示为一列简谐波在=0时刻的图象此时波中质点M的运动方向沿y轴负 方向，且仕=0.55 s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处.试求： (1) 此波沿什么方向传播？ (2) 波速是多大？ (3) 从t,=0至ts=l. 2 s,质点N运动的路程和t,时刻相对于平衡位苣的位移分别是多 少？ 9. 在0点有一波源，t二0时刻开始向+y方向振动，形成沿x轴正方向传播的一列简谐 横波。距离0点为xL3m的

6、质点A的振动图象如图甲所示：距离0点为xplm的质点B 的振动图象如图乙所示。求：(1)该波的周期(2)该波的波速 10. 一列简谐横波在t二0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿一y方向运动，经过0. Is第一次到达平衡位宜，波速为5m/s,那么 该波沿 （选填“+x”或“一X”）方向传播: 写出图中Q点（坐标为x=7. 5m的点）的振动方程； 求P点的横坐标为x“ 11. 一列简谐波在均匀介质中传播，从波源的振动传播到b点时开始计时，图甲所示为 t=0.25 s时刻介质中的波动图象，图乙为b点从t=0 s开始讣时的振动图象， y/cm n A 求：（i）这列简谐波的传播方向； （2）tj =

7、 0.25 s时刻，质点0的速度方向： （3）质点做简谐运动的频率； 简谐波传播速度的大小. 12. 一列波沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时波恰好传 播到Q点，已知这列波在P处出现两次波峰的最短时间间隔是0.4 s, 求：（1）这列波的波速是多少？ （2）经过多少时间质点R处于波峰位垃？ 13. 机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标x二0. 32m.从 此 时刻开始计时.问： 若每间隔最小时间04 S重复出现波形图求波速？ 若P点经0. 4 S到达平衡位置.求波速？ 14. （15分）（1） （6分）一简谐横波沿x轴正向传播，t二0时刻的

8、波形如图（a）所示, 沪0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t二0时刻的运动方向沿y轴 （填“正向”或“负向”已知该波的波长大于0. 30m.则该波的波长为 y/cm （2） （9分）一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表而镀上不透明薄膜, 以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为、尸， 求镀膜的面积与立方体表而积之比的最小值。 15.在某介质中形成一列简谐波，t二0时刻的波形如图中的实线所示. （1）若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再经过0.6 s,P点也开始超振，求： 该列波的周期T： 从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，0点

9、对平衡位置的位移y0及英所经过的 路程s0各为多少？ （2）若该列波的传播速度大小为20 m/s,且波形中由实线变成虚线需要经历0. 525 s 时间，则该列波的传播方向如何？ y/cm 16. （8分）如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定,左端自由,A、B. C、DN、 0为绳上等间隔的点，点间间隔为50cm,现用手拉着绳子的端点A使英上下振动，若A 点开始向上，经0.3秒第一次达到波谷，G点恰好开始振动，则 （1）绳子形成的向右传播的横波速度为多大？ （2）从A开始振动，经多长时间J点第一次到达波峰？ I;:; 17 模块34试题 （D 一列简谐横波，沿X轴正向传播。位于原点的质点的振动图

10、象如图1所示。该 振动的振幅是cm；振动的周期是s :在r等于周期时，位于原点 4 的质点离开平衡位置的位移是 cm。图2为该波在某一时刻的波形图，A点位 于x=0.5m处。该波的传播速度为m/s：经过周期后，A点离开平衡位置 2 的位移是cm c y/cm r （2）如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有 一竖直放置的6.0cm长的线光源。靠近线光源一侧的液而上盖有一遮光板，另一侧有一 水平放置的与液而等髙的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源 的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看 到线光源底端。再将线

11、光源沿同一方向移动8.0cm,刚好可以看到其顶端。求此液体的 折射率“。 Q光板 三一 线 1 题18 （2）图 18. （8分）【物理一物理3-4 （1）渔船常利用超声波来探测远外鱼群的方位。已知某超声波频率为l.OxlCHz,某 时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。 从该时刻开始计时，画岀x = 2、zm处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周 期）。 现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s,求鱼群与漁船间的距离（忽 略船和鱼群的运动）。 （2）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆孤形状，一 细束单色光由MN端而的中点垂直射入，恰好能在弧而EF上发生

12、全反射，然后垂直PQ 端而射出。 E 求该玻璃棒的折射率。 若将入射光向N端平移，当第一次射到弧而EF上时 （填“能不能或“无法确 定能否“）发生全反射。 19【物理选修3-4 （25分） （1）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为ti=o时刻的波形图，虚线为t2=0.25s 时刻的波形图，已知这列波的周期大于025s,则这列波的传播速度大小和方向可能是: A2m/s,向左B2nVs,向右 C6m/s,向左D6nVs,向右 （2）单色光束射到折射率n=1.414的透明球表而，光束在过球心的平而内，入射角i =45 研究经折射进入球内后，又经内表而反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图示。

13、 （图中已画岀入射光和出射光）. 在图中画出光线在球内的路径和方向。 求入射光和出射光之间的夹角a； 如果入射的是一朿白光，问那种颜色光的a角最大？哪种颜色的a角最小？ 20. 【物理一一选修3-4 （15分） （1）（5分）振源以原点O为平衡位置，沿y轴方向做简谐运动，它发出的简谐波在x 轴上以v=2m/s沿正方向传播，在某一时刻的波形如图所示。在原点的右方有一质元P 从图示时刻开始，经过0. 5s在x轴下方且向上运动，则质元P所在的位置可能 是O A. 0 5 m /T B. 1. 5m C25 m D35m （2） （10分）如图所示，髙度为圆柱形容器中盛满折射率的某种透明液体， 容器底

14、部安装一块平面镜，容器直径A2H,在圆心O点正上方h髙度处有一点光源6 点光源S发出的光在水中传播的速度为多少？ 从液体上方观察要使S发岀的光照亮整个液体表而，h应该满足什么条件？（已知 sin37。一） 21. 物理一一选修3-4 （15分） （1）（5分）下列说法正确的是（） A. 波的图象表示介质中某个质点”在各个时刻”的位移 B. 当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小 C. 光的偏振现象说明光是纵波 D. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 E. 狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空的光速 都是相同的。 （2）（10分

15、）高速公路上的标志牌都用回归反射膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射 出的光逆向返回。这种回归反射膜是用球体反射元件制成的。如图，透明介质球的球 心位于O点，半径为R,光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点，DC与M的距离 H科R.若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射后射岀的光线与入射光线 平行，试作岀光路图，并算出介质球的折射率 22物理选修34模块 （1）如图所示，质点O在垂直X轴方向上做简谐振动，形成了沿X轴传播的横波。在 匸0时刻质点O开始向上运动，经0.2s第一次形成图示波形，由此判断在=2.5s时刻， 质点A. B的运动情况是（） A. B. C. D. A点位于x轴的下

16、方。 B点位于x轴的上方。 A点正往上运动。 B点正往上运动。 （2）如图所示，透明介质球的半径为R，光线DC平行直径AB射到介质球的C点, DC与AB的距藹H=0.8Ro 试证明：DC光线进入介质球后，第一次到达介质球的界而时，任界而上不会发生全 反射.（要求作图说明理由） 若DC光进入介质球后，第二次到达介质球的界而时，从球内折射出的光线与入射光 线平行，求介质的折射率. 23（物理选修3-4）（25分） （1）（5分）如图（甲）是沿x轴正方向传播的一列横波在Q0的一部分波形，此时P 点的位移为yoc则此后P点的振动图象是如图（乙）中的 （填入选项前的字母， 有填错的不得分） 加 7DQ

17、（乙） （2） （10分）如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它 的一个截面，一单色细光朿入射到P点，入射角为比 乔求： 若要使光束进入长方体后能射至4D面上，角抄的最小值为多少? 若要此光束在AD而上发生全反射，角&的范用如何？ 24. （15分）物理选修3-4 （1）图1为一简谐波在匸0时刻的波形图，介质中x=4 m质点做简谐运动的表达式为 y=4sin5nt.求该波的速度，并判断波的传播方向。 （2）半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图2所示，圆心为6两条平行单色光沿截 而射向圆柱而，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点 为B,且ZAO

18、P-,已知该玻璃对红光的折射率4。求两条光线经圆柱而 和底而折射后的交点与o点的距离d。若入射的是单色蓝光，则距离d将比上而求得 的结果大还是小？ 图2屮 25 模块34试题 （1）2009年诺贝尔物理奖获得者髙規被称为光导纤维之父。光纤由折射率为的内芯 和折射率为门?的包层构成，则n n?（填,V或若光导纤维长度为 L,光以入射角Q射到内芯与包层的界而上，如图12所示，已知光在真空中传播的速度 为c,则光在内芯中传播的速度为,光信号从光导纤维的一端传播到另一 端所需时间为0 （2）如图23所示，甲乙两船相距40m, 列水波在水而上从左向右传播，当某时刻甲 船位于波峰时乙船恰位于波谷，且峰、谷

19、间的髙度差为0.4m。若波速为4m/s,通过让 算回答：9s后甲处于上升还是下降状态？9s内甲上下运动了多少路程？ 囹片 试卷第10页总11页 木卷由【在线组卷网自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。 （3）沿 (2 ) ( 3 分) 参考答案 1.（1）A点的振幅5cm此时振动的方向向上（2） v = -X x轴负向传播。 2. （1）由入二 vT（2 分） 求出X = 0. 8m （1分） 冈A图2 (3) (4 分) 3. (1)C(2)60 偏右 (3)20.25 4. 图见解析(2)6个 3 5. (l)4(n+- )m(n=0J23,)(2)0.8 s 4 沿x轴负方向 6. 8处 7. ： 0.24 s 0.1 s 8. (1)沿 x 轴负方向 (2)2 ia/s (3)120 cm 2.5 cm 10. (2)一x (2 分)5cos* cm (2 分)x二2. 5m (2 分) 11 向x轴负方向传(2) y轴正方向(3) (3) 2 Hz (4) 8 m/s. 12(1) V = 11 c (2) / = zkv/v =+ 了 j丄n 7m n i o TIO/h/5 5 13. 2(m/s)08+n (m/s)(n二0,1, 2, 3,) 14. (1)正向 0.8(2) n/4