高中物理《机械波》典型题(精品含答案)

《机械波》典型题1．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s．下列说法正确的是()A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6HzC．该水面波的波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移2．(多选)一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同3．(多选)一列简谐横波从左向右以v＝2m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是()A．A质点再经过一个周期将传播到D点B．B点正在向上运动C．B点再经过18T回到平衡位置D．该波的周期T＝0.05sE．C点再经过34T将到达波峰的位置4．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2m的质点，下列说法中正确的是()A．波速为0.5m/sB．波的传播方向向右C．0～2s时间内，P运动的路程为8cmD．0～2s时间内，P向y轴正方向运动E．当t＝7s时，P恰好回到平衡位置5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝12m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝18m处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是()A．该波的周期为12sB．x＝12m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18m处的质点在波峰C．在0～4s内x＝12m处和x＝18m处的质点通过的路程均为6cmD．该波的波长可能为8mE．该波的传播速度可能为2m/s6．(多选)从O点发出的甲、乙两列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻两列波分别形成的波形如图所示，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是()A．两列波具有相同的波速B．两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短C．P点比Q点先回到平衡位置D．P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动E．若甲、乙两列波在空间相遇时不会发生干涉7．(多选)如图所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距6m的两个振幅相等的振源A、B.从t＝0时刻起，质点A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期．图甲为A的振动图象，图乙为B的振动图象．若A向右传播的波与B向左传播的波在0.3s时相遇，则下列说法正确的是()A．两列波的波长都是2mB．两列波在A、B间的传播速度均为10m/sC．在两列波相遇过程中，A、B连线的中点C为振动加强点8．(多选)如图所示，图甲为一列简谐横波在t＝0.50s时的波形图象，P点是距平衡位置2.5cm的质点，图乙是Q点的振动图象．以下说法正确的是()A．0.05s时质点Q具有最大的加速度和位移B．0.05s时质点P的速度正在减小，加速度正在增大C．这列简谐横波的波速为15m/sD．这列波的传播方向为＋x方向E．从0.60s到0.90s，质点P通过的路程为30cm9．(多选)如图所示，空间同一平面内有A、B、C三点，AB＝5m，BC＝4m，AC＝3m．A、C两点处有完全相同的波源做简谐运动，振动频率为1360Hz，波速为340m/s.下列说法正确的是()A．B点的位移总是最大B．A、B间有7个振动加强的点C．两列波的波长均为0.25mD．B、C间有12个振动减弱的点E．振动减弱点的位移总是为零10．(多选)如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0与x＝75m处的A、B两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的()A．A点处波长是10cm，B点处波长是5cmB．周期一定都是2×10－2sC．t＝0.0125s时刻，两质点的振动速度方向相反D．传播速度一定是600m/sE．A质点的振幅是B质点的振幅的2倍11．在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图象，已知该波的波长大于2m，求这列波可能的波速．12．如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小为v＝0.6m/s，P质点的平衡位置坐标为x＝0.96m．从图中状态开始计时(此时该波刚好传到距O点0.24m的位置)，求：(1)经过多长时间，P质点第一次到达波峰？(2)经过多长时间，P质点第二次到达波谷？P质点第二次到达波谷时，P质点通过的路程及该时刻的位移为多少？《机械波》典型题1．(多选)解析：选ACE.水面波是一种机械波，说法A正确．根据题意得周期T＝159s＝53s，频率f＝1T＝0.6Hz，说法B错误．波长λ＝vf＝1.80.6m＝3m，说法C正确．波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，说法D错误，说法E正确．2．(多选)解析：选ABE.波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源相同，A、B正确，D错误；质点的振动速度大小跟波速无关，C错误；s＝vT，则s等于一个波长，即P点与波源相位相同，振动情况总相同，位移总相同，E正确．3．(多选)解析：选BDE.质点不随波迁移，选项A错误；由波沿x轴向右传播可知B点正向上运动，选项B正确；B点向上运动靠近平衡位置过程中平均速度变大，所用时间小于八分之一周期，选项C错误；由T＝λv可知周期为0.05s，选项D正确；C点向下运动，所以经过四分之三周期到达波峰，选项E正确．4．(多选)解析：选ACE.由振动图象知，周期T＝4s，由波的图象知，波长λ＝2m，波速v＝λT＝0.5m/s，A正确；又由振动图象知，x＝1.5m处的质点在t＝2s时在平衡位置且向下振动，则波应该向左传播，B错误；则0～2s内P运动的路程为8cm，C正确；由于t＝2s时的波形如题图甲，则0～2s内P向y轴负方向运动，D错误；Δt＝7s＝134T，P质点恰好回到平衡位置，E正确．5．(多选)解析：选ABD.根据题图甲可知，该波的周期为12s，A正确．根据图甲和图乙，x＝12m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18m处的质点在波峰，B正确．x＝18m处质点的振动方程为y＝4sinπ6t，在0～4s内质点通过的路程为(8－23)cm，C错误．两质点间的距离Δx可能满足Δx＝n＋34λ＝6m，当n＝0时，λ＝8m，D正确．这列波的波速v＝λT＝6n＋34×12m/s＝12n＋32m/s，无论n取何值，该波的传播速度都不可能为2m/s，E错误．6．(多选)解析：选ADE.两列简谐横波在同一介质中传播，波速相同，传播相同距离所用时间相同，故A正确，B错误．由图可知，两列波的波长之比λ甲∶λ乙＝3∶2，波速相同，由波速公式v＝λT得周期之比为T甲∶T乙＝3∶2，Q点与P点都要经过14周期才回到平衡位置，所以Q点比P点先回到平衡位置，故C错误．两列波的频率之比为f甲∶f乙＝2∶3，则在P质点完成20次全振动的时间内Q质点完成30次全振动，故D正确．两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E正确．7．(多选)解析：选ABE.两列波在均匀介质中传播速度相同，设为v，则有2vt1＝xAB，代入解得v＝xAB2t1＝10m/s，故B正确．由题图知周期T＝0.2s，则波长λ＝vT＝2m，故A正确．当A的波峰(或波谷)传到C时，恰好B的波谷(或波峰)传到C点，所以C点的振动始终减弱，故C错误．t2＝0.9s＝412T时，质点B不振动，故D错误．振源A的简谐运动方程为y＝Asinωt，振源B的简谐运动方程为y＝－Asinωt＝Asin(ωt－π)，两个波源振动的相位差为π，故E正确．8．(多选)解析：选ACE.由图乙可知0.05s时，Q质点在正向最大位移处，具有最大的加速度，A正确．由题给条件可画出0.05s时波动图象如图所示：再由甲、乙两图分析可知波向x轴负方向传播，则可知此时质点P的速度在增大，加速度在减小，B、D错．由图甲知波长λ＝3m，由图乙知周期T＝0.20s，则波速v＝λT＝15m/s，C正确．因Δt＝0.9s－0.6s＝0.3s＝1.5T，则质点P通过的路程s＝1.5×4×5cm＝30cm，E正确．9．(多选)解析：选CDE.波长λ＝vf＝3401360m＝0.25m，B点到两波源的路程差Δx＝1m＝4λ，该点为振动加强点，但不是位移总是最大，故A错误、C正确．AB上的点与A的距离和与C的距离之差一定小于AC，即小于3m，则路程差可能为0、0.5m、0.75m、1m、1.25m、1.50m、1.75m、2m、2.25m、2.5m、2.75m，可知有11个振动加强点，故B错误．BC上的点与A的距离和与C的距离之差一定小于AC，即小于3m，则路程差可能为0.125m、0.375m、0.625m、0.875m、1.125m、1.375m、1.625m、1.875m、2.125m、2.375m、2.625m、2.875m，有12个振动减弱点，故D正确．由于两波源的振幅相同，可知振动减弱点的位移总是为零，故E正确．10．(多选)解析：选BCE.由A、B两质点的振动图象可知两质点的周期均为2×10－2s，所以B项正确；再由振动图象知t＝0时，质点A在平衡位置且向上振动，B处在波峰，则有75m＝34λ＋nλ(n＝0、1、2、3…)，解得λ＝300m4n＋3(n＝0、1、2、3…)，所以A项错；在t＝0.0125s＝58T时，质点A向下振动，B向上振动，所以C项正确；波的传播速度v＝λT＝150004n＋3m/s(n＝0、1、2、3…)．有多种可能，D项错；由图可知质点A的振幅为10cm，质点B的振幅为5cm，所以E项正确．11．解析：由振动图象得质点振动周期T＝0.4s.若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间Δt＝nT＋34T(n＝0,1,2,3，…)，所以A、B间的距离为Δs＝nλ＋34λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝4Δs4n＋3＝16m4n＋3(n＝0,1,2,3，…)．因为λ＞2m，所以n＝0,1.当n＝0时，λ1＝163m，v1＝λ1T＝403m/s；当n＝1时，λ2＝167m，v2＝λ2T＝407m/s.若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间Δt＝nT＋14T(n＝0,1,2,3，…)，所以A、B间的距离为Δs＝nλ＋14λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝4Δs4n＋1＝16m4n＋1(n＝0,1,2,3，…)．λ＞2m，所以n＝0,1.当n＝0时，λ1＝16m，v1＝40m/s；当n＝1时，λ2＝165m，v2＝8m/s.答案：若波由A向B传播，则波速为403m/s或者407m/s.若波由B向A传播，则波速为40m/s或者8m/s.12．解析：由波形图可知，波长λ＝0.24m，振幅A＝5cm，周期T＝λv＝0.24m0.6m/s＝0.4s(1)P质点第一次到达波峰所需的时间，就是初始时刻x＝0.06m处的质点的振动状态传到P点所需的时间，由图可知：Δx1＝0.96m－0.06m＝0.90m则t1＝Δx1v＝0.90.6s＝1.5s(2)为了求P质点第二次到达波谷所需的时间，可选取x＝0.18m处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间，则：Δx2＝0.96m－0.18m＝0.78mt2＝Δx2v＋T＝0.780.6s＋0.4s＝1.7s设波最右端传到P处所需时间为t3，有：t3＝0.96－0.240.6s＝1.2s所以从质点P起振到第二次到达波谷历时Δt＝t2－t3＝1.7s－1.2s＝0.5s，相当于114T所以P通过路程为5A＝0.25m此时刻质点P的位移为－5cm答案：(1)1.5s(2)1.7s0.25m－5cm