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- 2021-05-31 发布
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机械波
一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分)
1.如图1所示,有一条均匀的弹性绳,0、1、2、3、……、16是绳上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳传播.某时刻,绳上点9的位移向上且达到最大值、点12的位移为零且向上运动.则再经过个周期,下面所给的弹性绳上某些质点的位置和振动方向(只画出其中一段绳上某四个质点的情况)的四个图中可能正确的是( )
2.下列关于简谐运动和简谐波的说法,正确的是( )
A.介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等
B.介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介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
3.如图所示,沿x轴正向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200 m/s,则可推出( )
A.再经过0.01 s,图中质点a的速度方向与加速度方向相同
B.图中质点b此时动能正在减小,其加速度正在增大
C.若发生稳定干涉现象,该波所遇到的波的频率为50 Hz
D.若发生明显衍射现象,该波所遇到的障碍物的尺寸不大于2 m
4.如图3所示,均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14 m处,质点P
位于x轴上xP=4 m处.t=0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动,振动
周期均为T=0.1 s,传播速度均为v=40 m/s,波源S1的振幅为A1=2 cm,波源S2的振
幅为A2=3 cm,则从t=0至t=0.35 s内质点P通过的路程为( )
A.12 cm B.16 cm C.24 cm D.32 cm
5.下列说法中正确的是( )
A.若声波波源向观察者靠近,则观察者接收到的声波频率减小
B.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振
C.超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多
D.“闻其声不见其人”是声波的干涉现象
6.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端,然后使蜂鸣器迅速水平旋转,蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化,下列判断正确的是( )
A.旋转时蜂鸣器发出的频率变化了
B.由于旋转,改变了同学们听到的声音频率
C.蜂鸣器音调变高时,一定是向远离观察者的方向运动
D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
7.在O点有一波源,t=0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波.t1=4 s时,
距离O点为3 m的A点第一次达到波峰;t2=7 s时,距离O点为4 m的B点第一次达
到波谷.则以下说法正确的是( )
A.该横波的波长为2 m B.该横波的周期为4 s
C.该横波的波速为1 m/s D.距离O点为7 m的质点第一次开始向上振动的时刻为5 s末
8.图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则( )
A.波的周期为2.4 s
B.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 m
D.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置
9.一列横波沿x轴正向传播,a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位
置.某时刻的波形如图5甲所示,此后,若经过周期开始计时,则图乙描述的是( )
A a处质点的振动图象
B b处质点的振动图象
C c处质点的振动图象
D d处质点的振动图象
10.一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播.处在x1=1 m和x2=2 m的两质点A、B的振动图象如图6所示.由此可知( )
A.波长为 m B.波速为1 m/s
C.3 s末A、B两质点的位移相同 D.1 s末A点的振动速度大于B点的振动速度
二、填空题(本题共2个小题,共20分)
11.(8分)弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当t=0时使其
开始沿y轴做振幅为8 cm的简谐振动,在t=0.25 s时,绳上形成如图7所示的波形,则该波的波速为______ cm/s;在t=______ s时,位于x2=45 cm处的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置.
12.(12分)2020年5月12日14时28分,在四川省汶川地区发生了8.0级地震.已知地
震波分三种:横波(S波),波速vS=4.5 km/s;纵波(P波),波速vP=9.9 km/s;面波(L波),vL<vS
.面波在浅源地震中破坏力最大.
(1)位于震源上方的某中学地震测报组有单摆A与竖直弹簧振子B(如图8甲所示),地震发生时最先明显振动的是________(选填“A”或“B”).
(2)地震观测台记录到的地震曲线如图乙所示,由图可知三种波形各对应的地震波类型:
a为________波,b为________波,c为________波(选填“S”、“P”或“L”).
(3)若在地震曲线图上测得P波与S波的时间差为7. 6 s,则地震台距震源约为________km.
三、计算题(本题共4个小题,共40分)
13.(8分)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位,已知某超声波的频率为1.0×105 Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图9所示.
(1)从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3 m处质点做简谐运动的振动图象(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4 s,求鱼群与渔船间的距离(忽
略船和鱼群的运动).
14.(8分)一列横波沿直线传播,某时刻的波形如图10所示,质点A与原点O相距2 m.此
时刻A点速度方向如图所示,若A再经过0.2 s后将第一次达到最大位移,求这列波的波长、波速和频率.
15.(12分)如图11(a)所示,是一列简谐横波在t=0.2 s时的波形图,其中O是波源;图(b)
是波上某一点P的振动图象.求:
(1)求波速,并说明P质点的位置.
(2)画出t=0.4 s和t=0.55 s的波形图.
16.(12分)一列简谐波在x轴上传播,图12中实线波形与虚线波形对应的时刻分别是t1=0,t2=0.05 s.则:
(1)若波沿+x方向传播,波速多大?
(2)若波沿-x方向传播,波速多大?
(3)若波速的大小是280 m/s,波速方向如何?
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