机械波及波动图像

1、 机械波及波动图像1(2009·全国卷)下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是()A媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍解析：波传播过程中每个质点都在前面质点的驱动力作用下做受迫振动，A正确波速是波在介质中传播的速度，在同种均匀介质中波速是个常量；质点振动速度随质点振动所处位置不断变化，B、C错误波峰、波谷分别是平衡位置上方、下方最大位移处，而振幅是振动中偏离平衡位置的最大距离，D正确答案：AD2如图1所示，实线为一列横波某时刻的

2、波形图 象，这列波的传播速度为0.25 m/s，经过时间 1 s后的波形为虚线所示那么这列波的传播 方向与这段时间内质点P(x0.1 m处)所通过 的路程是() A向左，10 cmB向右，30 cmC向左，50 cm D向右，70 cm解析：波的传播距离xvt0.25 m，故波向左传播，P所通过的路程为5倍振幅，即50 cm.答案：C3(2010·邯郸模拟)一列简谐波沿x轴传播，某时刻的波形 如图2所示关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e、 f的运动情况，下列说法正确的是()A若波沿x轴正方向传播，则质点a此时的速度方向与加速度方向相同B若波沿x轴正方向传播，再过半个周期，质点b

3、将运动到质点a现在的位置C若质点c此时的速度方向向下，则波沿x轴正方向传播D若质点f比质点e先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播解析：若波沿x轴正方向传播，此时刻，质点a的速度方向沿y轴负方向，加速度方向也沿y轴负方向，故选项A正确选项B中认为质点随波发生了平移，故B错误如质点c此时刻向下运动，说明波沿x轴负方向传播，故选项C错误若质点f比质点e先回到平衡位置，说明该时刻质点f的速度方向沿y轴正方向，可判断波沿x轴负方向传播，故选项D错误 答案：A4图3甲为一列横波在t1.0 s时刻的波动图象，图乙为P处质点的振动图象，则对 该波的传播速度和传播方向的说法正确的是 ()图3A沿x轴正方向传播

4、B沿x轴负方向传播C波速为4 m/s D波速为6 m/s解析：波动图象是t1.0 s时刻的，所以，从振动图象中也取t1.0 s时刻，P质点、的振动方向沿y轴的负方向，由此得波是沿x轴正方向传播，又由波长为4 m，周期为1.0 s，得波速是4 m/s.答案：BC5(2009·北京高考)一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为.若在x0处质点的振动图象如图4所示，则该波在tT/2时刻的波形曲线为图5中的()图4图5解析：根据振动图象可知，x0处的质点在tT/2时刻在平衡位置，且向下振动，只有选项A中波的图象在x0处的质点满足条件，故选A.答案：A6一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图

5、6所示，图甲是t1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线 ()图6Ax0处的质点 Bx1 m处的质点Cx2 m处的质点 Dx3 m处的质点解析：由振动图线知该质点在t1 s时处于平衡位置且向y轴负方向运动，在波形图中，在t1 s时处于平衡位置且沿y轴负方向运动的是x0和x4 m处的质点故选项A正确答案：A7(2009·浙江高考)一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播处在x11 m和x22 m的两质点A、B的振动图象如图7所示由此可知()图7A波长为mB波速为1 m/sC3 s末A、B两质点的位移相同

6、D1 s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度解析：由A、B两质点的的振动图象及传播可画出t0时刻的波动图象如图所示，由此可得 m，A正确；由振动图象得周期T4 s，故v m/s m/s，B错误；由振动图象知3 s末A质点位移为2 cm，B质点位移为0，故C错误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰，振动速度为零，B质点处于平衡位置，振动速度最大，故D错误答案：A8如图8所示，在平面xy内有一沿水平x轴正方向传播的简谐横波，波速为3.0 m/s，频率为2.5 Hz，振幅为8.0×102 m，已知t0时刻P点质点的位移为y4.0×102 m，速度沿y轴正方向，Q点在P点右方9.

7、0×101 m处，对于Q点的质点来说 ()A在t0时，位移为y4.0×102 mB在t0，速度沿y轴负方向C在t0.1 s时，位移为y4.0×102 mD在t0.1 s，速度沿y轴正方向解析：由波速公式vf可得波长 m1.2 m，P、Q间距，即x.由题意可画出t0时波形图如图所示，即Q点在该时刻速度沿y轴负方向，B正确T0.4 s，故0.1 s，经0.1 s，Q点位移与原来P点的位移等大反向，故C正确答案：BC9某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图9)在一次地震中，震源在地震

8、仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则 ()AP先开始振动，震源距地震仪约36 kmBP先开始振动，震源距地震仪约25 kmCH先开始振动，震源距地震仪约36 kmDH先开始振动，震源距地震仪约25 km解析：由两种波的传播速率可知，纵波先传到地震仪，设所需时间为t，则横波传到地震仪的时间为(t5) s由位移关系可得4(t5)9t，t4 s，距离lvt36 km，故A正确答案：A10(2010·郑州模拟)2008年5月，我国四川省汶川县发生了8.0级大地震，给我国造成了巨大的损失，地震以波的形式传播，且有纵、横波之分(1)如图10所示是2008年5月汶川地震波的传播图，其振幅为A

9、，波长为，某一时刻某质点a的坐标为(，0)，经四分之一周期该点的坐标是多少？(2)地震时，地震波从震源向外传播，某计时器记录汶川地震发生的时间是12日下午14时28分，而北京感觉到震动的时间是12日下午14时34分，若汶川到北京的直线距离约为1500 km，则地震波的传播速度约为多少？解析：(1)由于波沿x轴正方向传播，由此可判断a点此时向下振动，经T，则其位移yA，即再经T时，a点的坐标为(，A)(2)地震波匀速传播，由v可知v km/s4 km/s即地震波的传播速度大约为4 km/s.答案：(1)(，A)(2)4 km/s11某同学用一根弹性绳进行机械波的实验用手握住绳的一端做周期为1 s

10、的简谐运动，在绳上形成一列简谐波以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且从波传到x1 m处的M点开始计时，如图11所示，求：图11(1)当时间t为多少时，平衡位置在x4.5 m处的N质点恰好第一次从平衡位置向y轴正方向运动？(2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图解析：(1)由题图可知，2 m，则v2 m/s波从M点传到N点时间t1 s1.75 s绳上各点开始起振时，先向下运动，故N点向上通过平衡位置还需要T的时间故tt1T1.75 s0.5 s2.25 s.(2)t2.25 s时波形图如图所示答案：(1)2.25 s(2)见解析图12有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均

11、为v2.5 m/s，在t0时，两列波的波峰正好在x2.5 m处重合，如图12所示图12(1)求两列波的周期Ta和Tb.(2)求t0时，两列波的波峰重合处的所有位置(3)分析并判断在t0时是否存在两列波的波谷重合处某同学的分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置若不正确，指出错误处并通过计算说明理由解析：(1)从图中可以看出两列波的波长分别为a2.5 m，b4.0 m，因此它们的周期分别为Ta s1 sTb s1.6 s(2)两列波波长的最小公倍数为s20 mt0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x(2.5±20k) m (k0,1,2,3，)(3)该同学的分析不正确要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的