机械振动与机械波(计算题)

机械振动与机械波(计算题)试卷第=page22页，总=sectionpages22页试卷第=page66页，总=sectionpages11页机械振动与机械波(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？24240t/×10-2sy/cm5-5260x/my/cm5-510A甲乙240t/×10-2sy/cm5-5260x/my/cm5-510A甲乙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。vvSPQ图1x（1）求这列简谐波的波长λ；（2）在图2中画出质点P的位移—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）。yy/cmt/×10-2s015－15图2y/cmx/m015－15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(2)如图9所示，一个半径为R的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点射出，最后射到水平面上的C点．已知OA＝，该球体对蓝光的折射率为.则它从球面射出时的出射角β＝________；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－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①该波沿（选填“＋x”或“－x”）方向传播；②写出图中Q点（坐标为x=7.5m的点）的振动方程；③求P点的横坐标为x。QQy/cmx/m3069P5-511．一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＝0.25s时刻介质中的波动图象，图乙为b点从t＝0s开始计时的振动图象，求：(1)这列简谐波的传播方向；(2)t1＝0.25s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0.4s，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，波沿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:①若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图.求波速?②若p点经0.4s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=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_______m。（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，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0.6s,P点也开始起振，求：①该列波的周期T；②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20m/s，且波形中由实线变成虚线需要经历0.525s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、D……N、O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。①该振动的振幅是

______cm；②振动的周期是_______s；③在t等于周期时，位于原点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。④该波的传播速度为_______m/s；⑤经过周期后，Ａ点离开平衡位置的位移是_______cm。（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—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1.0×Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。①从该时刻开始计时，画出m处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周期）。②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EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。①求该玻璃棒的折射率。②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面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】（15分）（1）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝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i＝450研究经折射进入球内后，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图示。（图中已画出入射光和出射光）.①在图中画出光线在球内的路径和方向。②求入射光和出射光之间的夹角а；③如果入射的是一束白光，问那种颜色光的а角最大？哪种颜色的а角最小？20．【物理——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。A．0．5mB．1．5mC．2．5mD．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=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O点正上方h高度处有一点光源S。①点光源S发出的光在水中传播的速度为多少？②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）21．［物理——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）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AB的距离H＝eq\f(\r(3),2)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。①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）②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〕（15分）（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y0。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）（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，一单色细光束入射到P点，入射角为θ。，求：①若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值为多少？②若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围如何？24．（15分）［物理——选修3－4］（1）图1为一简谐波在t=0时刻的波形图，介质中x=4m质点做简谐运动的表达式为y=4sin5πt，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面射向圆柱面，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，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的交点与O点的距离。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3－4试题（1）2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n１的内芯和折射率为n２的包层构成，则n１n２（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：①9s后甲处于上升还是下降状态？②9s内甲上下运动了多少路程？本卷由【在线组卷网】自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。本卷由【在线组卷网】自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第=page11页，总=sectionpages22页答案第=page44页，总=sectionpages55页参考答案1．（1）A点的振幅5cm、此时振动的方向向上（2） （3）2．（1）由λ=vT（2分）求出λ=0.8m（1分）x/m图30.2y/cm15x/m图30.2y/cm－150y/cmt/×10-2s00.501.000.250.7515－15图23．(1)C(2)60°偏右(3)20.254．(1)图见解析(2)6个5．(1)4(n＋)m(n＝0,1,2,3，…)(2)0.8s(3)沿x轴负方向6．8处7．：0.24s0.1s8．(1)沿x轴负方向(2)2m/s(3)120cm2.5cm9．10．（2）①－x（2分）②cm（2分）③x=2.5m（2分）11．(1)向x轴负方向传(2)y轴正方向(3)(3)2Hz(4)8m/s.12．（1）（2）13．①2(m/s)②0.8＋n(m/s)(n=0,1,2,3，…)14．（1）正向0.8（2）π/415．(1）①②0.3m(2)当波速v=20m/s时，经历0.525s时间，波沿x轴方向传播的距离，即，实线波形变为虚线波形经历了，故波沿x轴负方向传播．4分16．（1）v波==10m/s（3分）（2）波由波源传到J需时间t1，则t1=s=0.45s(2分)波刚传到J时，J也向上起振。第一次到波峰再需t2时间则t2=T=0.1s(2