机械波和机械振动习题

习题(一)1．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（）A．简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置。B．横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定。C．当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变低了。D．当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波长变长。2．如图所示,在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆,四个单摆的摆长关系为lc＞lb=ld＞la,先让d摆摆动起来(摆角不超过5°),则下列说法中正确的是()．A．b摆发生振动,其余摆均不动B．所有摆均以相同摆角振动C．摆动过程中，b摆的振幅最大D．摆动过程中，c摆的周期最大3．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝5sin4t（cm），则下列关于质点运动的说法中正确的是()A．质点做简谐运动的振幅为10cmB．质点做简谐运动的周期为4sC．在t=4s时质点的速度最大D．在t=4s时质点的加速度最大4．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是()A．质点振动频率是4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．第4s末质点的速度是零D．在t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同5．振源以原点O为平衡位置,沿y轴方向做简谐运动,它激发的简谐波在x轴上沿正、负两个方向传播，在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图所示，x轴负方向的波形未画出。在原点的左方有一质元P，从图示波形时刻开始，经过1/8周期,质元P所在的位置以及振动方向为()A．x轴下方,向上运动B．x轴下方,向下运动C．x轴上方,向上运动D．x轴上方,向下运动6．一弹簧振子做简谐振动，周期为T，则()A．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δt一定等于T的整数倍B．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的速度的大小相等、方向相反，则Δt一定等于T/2的整数倍C．若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的加速度一定相等D．若Δt＝T/2，则在t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度一定相等7．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是()A．从图示时刻开始，经过0.01s质点a通过的路程为0.4mB．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为50HzD．若该波在传播中遇到宽约3.999m的障碍物能发生明显的衍射现象8．如图所示，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．则下列说法中正确的是()A．两列波在相遇区域发生干涉B．两列波在相遇区域内发生叠加C．此时各点的位移是：xA＝0，xB＝－2A，xC＝2AD．A处振动始终减弱，B、C处振动始终加强9．如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0．2s时刻的波形图．已知该波的波速是0．8m/s,则下列说法正确的是()A．这列波的波长是14cmB．这列波的周期是0．125sC．这列波可能是沿x轴正方向传播的D．t=0时,x=4cm处的质点速度沿y轴负方向10.如图均匀小球做单摆运动，平衡位置为O点，AB为最大位移处，MN关于O点对称。则下列说法错误的是（）A.小球受重力、绳子拉力和回复力。B.小球所受的合外力就是单摆的回复力C.小球在O点时合外力为0D.小球经过M点的振幅与小球在N的振幅大小相等、方向相反。E.小球在AB两点不受绳子拉力。11．一列简谐横波沿x轴正方向传播，某一时刻的波形图如图所示，此时质点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反．由图可知，在此后的任一时刻()A．质点P和S的振动加速度大小和方向总相同B．质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反C．质点P和S的振动速度大小和方向总相同D．质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反12．如图所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2m/s.则以下说法正确的是()A．质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向B．P点振幅比Q点振幅小OABMNC．经过Δt＝4s，质点P将向右移动8mD．经过Δt＝4s，质点Q通过的路程是0.4m13．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率14．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是图中的()ABCD15．如左图所示，一条水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1m,t＝0时刻质点O从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左向右传播的简谐横波，质点O振动图象如右图所示，当质点O第一次达到正方向最大位移时刻，质点P刚开始振动，则下列说法正确的是()A．这列波的波长为2m，传播速度为2m/sB．当质点Q′第二次达到正向最大位移时，质点O已经走过35cm路程C．t＝3s时，质点P、P′均在平衡位置且向上运动D．t＝2s时，质点P位于波峰，质点P′则位于波谷16.一列简谐横波沿x轴传播，如图X28－7甲、乙所示分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图象，则波的传播速度大小可能为()A．30m/sB．20m/sC．15m/sD．5m/s17．简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示．(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？(2)若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸应满足什么条件？(3)从该时刻起，再经过Δt＝0．4s，P质点通过的路程和波传播的距离分别为多少？(4)若t＝0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45m的质点(未画出)第二次位于波峰？1．[2011·江苏物理卷]将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.【解析】单摆周期公式T＝2πlg，且kl＝mg解得T＝2πmk2．[2011·课标全国卷]G2(1)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___ABE_____．A．振幅一定为B．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．[2011·四川卷]如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则(B)A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处4．[2011·全国卷]一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A.当坐标为x＝0处质元的位移为－32A且向y轴负方向运动时，坐标为x＝0.4m处质元的位移为32A.当坐标为x＝0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x＝0.4m处质元的位移和运动方向分别为(C)A．－12A、沿y轴正方向B．－12A、沿y轴负方向C．－32A、沿y轴正方向D．－32A、沿y轴负方向【解析】C根据题意，画出此时坐标为波形图，可以看到，此时坐标为x＝0.2m处的质元正在平衡位置且向y轴负方向运动．再经过半个周期，坐标为x＝0.2m处的质元回到平衡位置且向y轴正方向运动，在这半个周期当中，坐标为x＝0.4m处的质元已经过了波谷且正在向着平衡位置运动，根据简谐运动的对称性，此时的位移与半个周期之前的位移大小相等．所以C正确．5.[2011·山东卷](1)如图1－20所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1＝0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2＝0.01s时的波形图．已知周期T＞0.01s.①波沿x轴________(填“正”或“负”)方向传播．②求波速．【解析】①沿着波的传播方向，质点处在上坡的位置的则向下运动，处在下坡位置的则向上运动．P点向下运动，所以波向正方向传播．②由题意知，λ＝8mt2－t1＝18T①v＝λT②联立①②式，代入数据解得v＝100m/s6．[2011·天津卷]位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动．A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示．B是沿波传播方向上介质的一个质点，则(ABD)A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向B．此后的14周期内回复力对波源A一直做负功C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零