机械波习题及答案

波的形式传播波的图象厶考纲要求厶认识机械波及其形成条件,理解械波的概念，实质及特点，以及与机械振动的关孬：理解诚的图像的含义，知道波的图像昀横、纵里标各表示的物理量能在简谐波的图像中指出波长利质点振动惝振幅，会画出某时波的图傢考点透视女、机槭波机械振动在介质中惝传播形成机械波闊机械波产生的条作：0波源，0分质．机槭波的分类《桢波：质点振动方向与波昀传播方向垂百的诚叫波一横波有波峰和波谷纵诚：点振动方向与汲的传搐方向在同一直线上的叫波纵波有疏部和密部．机垓波的特点o〕机械波抟的是振动形式利能量，旌点只在各自的平衡位置近振动，并不波迁移介中各质点的振动周期和频率都与诚的振动周期和频率相同囹离浪近自勺质点带动离波远的质点依次振动所有点开始振动的方向与波源开始振动的方向相同．四．波长、波速和频率的关系长：两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间餉距离叫波长．振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长，对于横波相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之瞓的距离等于个波长对于纵．相邻的两个巒部中央或相邻的两个疏部中央之间的距离等千一个波长闊波速．波的传播速率叫波速忸械波自勺传插谏率只与．介质有关，在同一种均介质中，波速是一个定值，与波源无关囹频率．波自勺频率始终等于波源的振动率．长、波速和率的关系、冖入传入仃五、波动图像诚动图象是表示在汲的传播方同上，介质中各个质点在同一时礬相对平衡置的移，当汲源做简谐运动时，它在介质图32．(7)若知f或T，可求波速¥，即、一入丁o关于忸波，下列说泫中证确的是（A.质点振动方向总是垂百千汲的传播方向方向平行，所以选项A是错误的．[例的一列横波水平方向传播，某一时刻的波形如下图7一32一2所示，则图中a、b、。、d四点在此时刻具有相同运动方向的是〔〕A.和0B.a和dC.b和c b和d〖解析]若汲向右传播，则各质点的振动方向是：向上。b向下，亡同下，d同上，c向上：若汲向图7一32一2左传播，则各质点的振动方向是：。向下，b向上1℃向上。d向下，。向下可见巛d、=、具有相同的运动方向，b、c具有相同的运动方向，故答案BC是正确的；〖例一列波在介质中向某一方向传播，如图7一32一3所示为此在某一时刻的形图，且此时振动还只发生在M、N之间，己知此波的屑期为不Q质点速度方向在波形图中是N同下的，下列说法中正确的是（)图7一32一3巛浪源是M，由波源起振开始计时，P点己经振动时间T波源是N，中汲源起振开始计时，P点己经振动时间31o波源是N，由汲起振开始计时。p点己经振动时间1/4D波源是M,山波源起振开始计时，p点己经振动时间T0〖解析因为此时Q质点向下振动，此时Q质点右方邻近旌点在Q点下方，说明诚同在传播，所以N是波源，振动从N点传到M点，经过一个周期，又p、N间水平距离为34，故P质点已振动T懑，选项c确．〖例4〗一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图7刁2．4所示，其中实线，虚线分别表示，心：00时诚形，求的这列汲的波速若波速为280m0其传描方向如何？此时质点P从中位置运动至波谷位置的最短时间是多少？ 图7刁2．4[酵析〗逃目没有指明波传播方向，因此有左、右传播若波向右传播，则在t+數05内传播的距离：0 ,n=0,1,2，．亠此时波速的通式为v：：气／后：《n刁×0℃5：(160n÷ml?，n一0，2，若波向左传插，则-們《内传播的距离、气n+土40，n：0、]、2“。此时波速通式为．v：八^t：0n刁2句若波速艹280m0在厶t：00内传播的距离为：0-詢一[粼甸一7一由波形知，波再向卉传一7m，'illP点筇一次到达波谷位置At-：禮so：2巧×分如图7一32巧所示，甲为某一在时的图象，乙为对应该波动的P质点惝振动图象．山说出两图中AA'的意又？图7一32巧的说出甲图中OAB图线的意文？的求该速？在甲綹中画出再经35《时自勺波形图。的求再经过3匦时P旌点的路程和0移：〖解析〗(l)甲图中．表示A质点的振幅或L哋时A质点的位移大小为侦2m，方同为，乙图中AA'表示P质点的振幅，也是P质点在0一2的移大小为02m，方向为负．甲图中OA'B段图线表示0到B之间所有质点在1.0《时的位移、方向均为负，由乙图看出p点在1慨时向．y方向振动,所以甲图中波向左传播，则OX间各点正向远离平衡位置方向振动，XB间各质点正向靠近平衡置方向振动．的甲图得波长：北'宀乙图得周期T一所以波速传插距离023图7一32．6所以只需将波形向x轴向平移一《：鲡即可，如图7刁2．5所示求路程：因为到：所以路程、一扫2．2K一2．求位移：由于波动的重复性，经力时间为周期的整数倍时，p质点又回到示粒置，其位移为0。方向两种可性．2o过关检测01在波的抟播过程中，下列有关介质中质点的振动说法评确的是（A冖贡点在介质中做自由振动质点在介质中做受迫振动0各质点的振动焦律都相同m各点的振动速度都相同2下列关干横波与纵波的说法中，正确的是（振源上下振动形成的波是横波B．振源左右振动形成惝波是纵波振源振动方向与波的抟描方向相互垂直，形成的是横波Dr在固体中传播的汲一定是横波3传插一列简谐波的介质中各点其有相同的（ 氐步调 B．振动周期0动能 D.振幅4一个小石子扔同平静的湖水中，圆形汲纹一圈圈向外传播，如果此时湖畔的柯上有一片树叶落在水面上，则树咀〕渐渐漂向湖心B．渐渐漂向湖岸在落下处上下振动m沿波纹做周运动5关于机械波的概念下列说法正确的是（）质点振动的方向总是垂直十波传播的方向B．波在传幡过程中，介质中的质点的振动是受迫振动0如集振源停止振动，在媒质中传播的动也立即停止以物体做机械振动，一定产生槭波在如7一32一7所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中0为波源设波源振动周期为T，自00浪源通过平衡置竪貞 图7一32一7同下振动时开始计时，经过T/4质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波昀说法中正确的是（）A，介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的但图中质点9起振最晚B·图中所画出的点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的图中旌点8的振动完至重复质点7昀振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后04只要图中所有质点都己振动了。质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生餉就是第佣湓振动7一如图7一32一9所示，为一列間谐桢在某时刻的波动图像，己知图中质点F此时刻运动方向直向下，则应有〔）A.此时刻旌点F运动方向相冱B，质点c将比质点B先回到平衡位置c、此时刻质点c的加速度为零D此时刻质点B和D的加速度方向相同F0t)如下图7一32一地所示为波源开始振动后经过一个周期的波形，设介质中质点振动屑期为T，则下列说法中正确自勺是（A.若点M为振源，则点M开始振动时的方向向下B.若点N为振源，则点P己振动了3的4若点M为振源1则点p己 图7．32．10振动了3的4D、若点N为振源，到该时刻点向下振动9一一列沿x轴方向传播的波，振幡为A，长为，某一时刻波的图象如图7一32一11所示在该时刻某一质点的坐标为《又1经过四分之0一周期后，该质点的坐标为〔） 0Z4A.0Z4A.D,@旯4A)10如7巧2一12所示，s点为波源，其频率1佣Hz，所产生的横波向右传播，诚速为mP、Q是传播途径中的两点，己知SP—42m,SQ—5.4m,当s通i过平衡位置向上运动时，则（P在波谷，Q在峰?在波喹，Q在波谷Q都在汲p通过平衡位置向上运动，通过平衡位置向下运动《周期时的汲形图．1.如图7．32．巧甲所示为一列简谐横波在t一2时的波形图，图乙是这列汲中p点的振动图线，那么该波自勺传搐蘧度和7一32一《5传播方向是（）A.艹25m0向左传幡 B． ，向左传播c.艹25m0向右传播 D.、-，0m0，向右传播12一绳中有一列j》弦横诚，沿x轴传播．如图7一32一14中a、b是绳上两点，它们在x轴方向上的距离小于一个波长，当a点振动到最高点时，点恰经过平衡位置向上运动，在b之间画出两个波形分别表示0@沿x轴正方向传播的波．o沿x轴负方向传播惝波，并注明0和@13一平面机械笸谐波在某时刻的波形曲线如图7一32一巧所示，图中给出了P点的振动方向清画出Q点的振动方向及经波的形式、传播波的图象3，B4．C6．ACD解析，首先根据题给条科，绳上点《2均做周期相同的简谐运动，由十点9达到最大位移时点12正从平衡们向最大位移处运动，可知这两点运动先后相差1/4周期，且点9超前于点1差可见波源的振动是沿绳问右传播的，序号小的点带动相邻的序号在的点运动，并依次超前，这样，我们可在题图上确定平衡位置与点9相距3个单位长度，因而振动