机械振动与机械波(计算题)

1、叮叮小文库机械振动与机械波(计算题)1. (16分)如图甲是某简谐横波在 t=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？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 = 80m/s 。 P、S、 Q是波传播方向上的三个质点，已知距离 PS = 0.4m、SQ = 0.2m。在t = 0的时刻，波 源P从平衡位置(x = 0 , y = 0 )处开始向上振动(y轴正方向)，振幅为15cm,振动 周期 T = 0.01s 。PS Q 丫x图1(1)求这列简谐波的波

2、长 入；(2)在图2中画出质点P的位移一时间图象(在图中标出横轴的标度，至少画出一个 周期)；(3)在图3中画出波传到 Q点时的波形图(在图中标出横轴的标度)。y/c150 11*1*t/ x15图2y/c150 !1x/m-15图33. (9分)(1)下列说法中正确的是 .A.水面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，变化的电场周围一定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 移处开始计时，以减小实验误差图。(2)如图9所示

3、，一个半径为 R的-1透明球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平4R万向射入球体后经 B点射出，最后射到水平面上的 C点.已知OA= R ,该球体对蓝光 2的折射率为 J3 .则它从球面射出时的出射角3 =;若换用一束红光同样从A点射向该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置(填“偏左”、“偏右”或“不变” ).(3) 一列简谐横波沿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平衡位置的坐标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104 .如图12212甲所示，在某介质中波源 A、B相距

4、d = 20 m, 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.图 12 -2 - 12定性画出t= 14.3 s时A波所达位置一定区域内的实际波形；(2)求时间t=16 s内从A发出的半波前进过程中所遇到的波峰个数.5 .如图12 211所示，实线是某时刻的波形图，虚线是 0.2 s后的波形图.12-2-11(1)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.若波速是35 m/s,求波的传播方向.6 .如图12 29所示，空间同一平面上有 A、B、C三点，

5、AB= 5 m, BC= 4 m, 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？tJciil7 .（2011年山东青岛一模）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=0.6 s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11=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12= 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？从ti=0

6、至t3=1.2 s,质点N运动的路程和13时刻相对于平衡位置的位移分别是多少？9 .在O点有一波源，t=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。点为xi=3m的质点A的振动图象如图甲所示；距离。点为X2=4m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=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0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s,那么该波沿 （选填+ x”或“x”）方向传播；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

7、为b点从t=0 s开始计时的振动图象，求：（1）这列简谐波的传播方向；（2）ti=0.25 s时刻，质点O的速度方向；（3）质点做简谐运动的频率；（4）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处于波峰位置？13 .机械横波某时刻的波形图如图所示，波?&x轴正方向传播，质点p的坐标x=0.32m .从此时刻开始计时.问：若每间隔最小时间 0.4 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

8、波速？14 . （15分）（1） （6分）一简谐横波沿 x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示， x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在 t=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mo(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面镀上不透明薄膜，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22 ,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。15 .在某介质中形成一列简谐波，t=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

9、始起振，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，O点对平衡位置的位移 y0及其所经过的路程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？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、。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使其上下振动，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？17 .模块3-4试题(1) 一列

10、简谐横波，沿 x轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图1所示。该1振动的振幅是 cm;振动的周期是 s ;在t等于1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1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。Lg图感 18 ID 盟一 (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面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，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

11、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n。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1.0M05HZ,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，画出x 7.5 103 m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,求鱼群与渔船间的距离(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弧形状，一细束单色光由 MN端面的中点垂直射入， 恰好能在弧面E

12、F上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出。叮叮小文库求该加棒的折射率。若将入射毛砂 N端平移，当第 定能否6发生全反射。次射到弧面EF上时（填能”不能”或无法确19 .【物理-选修3-4】（15分）（1）如图所示，一列简谐横波沿 x轴传播，实线为ti = 0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0.25s,则这列波的传播速度大小和方向可能是：A. 2m/s,向左 B. 2m/s,向右C. 6m/s,向左D. 6m/s,向右（2）单色光束射到折射率 n=1.414的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角=450研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折

13、射后射出的光线，如图示。（图中已画出入射光和出射光） 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4如果入射的是一束白光，问那种颜色光的a角最大？哪种颜色的 a角最小？20 .【物理一一选彳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A. 0. 5 mB. 1. 5mC. 2. 5 mD. 3. 5m（2） （10分）如图所示，高度为 H=1m圆柱形容器中盛满折射率 n

14、=的某种透明液体， 容器底部安装一块平面镜，容器直径L=2H,在圆心。点正上方h高度处有一点光源 S。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发出的光照亮整个液体表面，h应该满足什么条件？（已知sin37 0.6）A21 .物理一一选彳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。（

15、2） （10分）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。点，半径为R,光线DC平行于直径 AOB射到介质球的 C点，DC与AB的距离 H=R.若DC光线进入介质球折射后，经一次反射，再折射后射出的光线与入射光线平行，试作出光路图，并算出介质球的折射率.22 .物理选修3-4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 t=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 t=2.5s时刻, 质点A、B的运动情况是（）A. A点位

16、于x轴的下方。B. B点位于x轴的上方。C. A点正往上运动。D. 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的距离 H=0.8R。试证明：DC光线进入介质球后，第一次到达介质球的界面时，在界面上不会发生全 反射.（要求作图说明理由）T- 1图率.叮叮小文库DC f光进线平行，求介质的折!箝二次到达介质琏的界而时,从球内折射出的光线与入射光23 .物理选修34（15第（1） （5分）如图（甲）是沿 x轴正方向传播的一列横波在 t=0的一部分波形，此时 P 点的位移为y。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

17、的不得分）（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1 的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为0o AP AD ,求：2若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角。的最小值为多少？若要此光束在 AD面上发生全反射，角。的范围如何？24 . （15分）物理一一选彳3-4（1）图1为一简谐波在t=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=4sin5 q t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 O,两条平行单色光沿截dAOB Af0包层 一工叮叮小文库而1蛔如柱疝三而与底面垂直

18、, 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，已知该玻璃对红光的折射率。求两条光线经圆柱面和底面折射后白交点与 。点的恒离 。若入射的是单色蓝光，则距离将比上面求得的 结果大还是小?25 .模块34试题(1) 2009年诺贝尔物理奖获得者高银被称为光导纤维之父。光纤由折射率为ni的内芯和折射率为n2的包层构成，则 m n2 (填,或=)。若光导纤维长度为L,光以入射角射到内芯与包层的界面上，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。(2)如图13所示，甲乙两船相距 40m, 一列水波在水面上从左向右传

19、播，当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.4m。若波速为4m/s,通过计算回答：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？叮叮小文库参考答案1.(1) A点的振幅5cm此时振动的方向向上x轴负向传播。2. (1)由入=vT(2 分)求出入=0.8m11分)图3,、1(225 H图2(3)沿(2) ( 3 分)(3) (4 分)3. (1)C (2)60偏右 (3)2 0.254. (1)图见解析(2)6个5. (1)4(n+3)m (n = 0,1,2,3,)(2)0.8 s4沿x轴负方向6. 8处7. : 0.24 s 0.1 s8. (1)沿 x 轴负方向 (2)2 m/s (3)120 cm 2.5 cm9. T 12s,v 1m/s一 510. (2)x (2 分) 5cos t cm( 2 分) x=2.5m (2 分)11. (1)向x轴负方向传(2) y 轴正方向(3) (3) 2 Hz (4) 8 m/s.12. (1) V - 10m/s