高三备课6-机械波例题.doc

例题1：弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中：A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐减小D．振子的加速度逐渐减小解：在振子向平衡位置运动的过程中，易知x减小，根据上述关系很容易判断，回复力F、加速度a减小；速度V增大即D选项正确例题2：如图所示弹簧振子在振动过程中，振子经a、b两点的速度相同，若它从a到b历时0.2s,从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为：A.1Hz; B.1.25Hz; C.2Hz; D.2.5Hz.obcadVaVb解：振子经a、b两点速度相同，根据弹簧振子的运动特点，不难判断a、b两点对平衡位置（O点）一定是对称的，振子由b经o到a所用的时间也是0.2s,由于“从b再回到a的最短时间是0.4s”,说明振子运动到b后是第一次回到a点，且ob不是振子的最大位移设图中的c、d为最大位移处，则振子从b经c到b历时0.2s,同理，振子从a经d到a,也历时0.2s,故该振子的周期T=0.8S,根据周期和频率互为倒数的关系，不难确定该振子的振动频率为1.25Hz.故本题答B.Cabd例题3：如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。

现将重球（视为质点）从高于位置的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d.以下关于重球运动过程的正确说法应是（ ）A、重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球做减速运动B、重球下落至b处获得最大速度C、重球下落至d处获得最大加速度D、由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量解：重球由c至a的运动过程中，只受重力作用，做匀加速运动；由a至b的运动过程中，受重力和弹力作用，但重力大于弹力，做加速度减小的加速运动；由b至d的运动过程中，受重力和弹力作用，但重力小于弹力，做加速度增大的减速运动所以重球下落至b处获得最大速度，由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量，即可判定B、D正确C选项很难确定是否正确，但利用弹簧振子的特点就可非常容易解决这一难题重球接触弹簧以后，以b点为平衡位置做简谐运动，在b点下方取一点a,,使ab=a,b,根据简谐运动的对称性，可知，重球在a、a,的加速度大小相等，方向相反，如图所示而在d点的加速度大于在a,点的加速度，所以重球下落至d处获得最大加速度，C选项正确例题4：有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。

已知该单摆在海平面处的周期是T0当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T.求该气球此时离海平面的高度h把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）解：设单摆的摆长为L，地球的质量为M，则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分别为：据单摆的周期公式可知 由以上各式可求得例题5：一弹簧振子作简谐运动，周期为T ，则下列说法中正确的是（ ）A.若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则△t一定等于T的整数倍；B.若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则△t一定等于T/2的整数倍；C.若△t=T，则在t时刻和(t+△t)时刻振子运动的加速度 一定相等；D.若△t=T/2 ，则在t时刻和(t+△t)时刻弹簧的长度一定相等 解：若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，表明两时刻振子只是在同一位置，其速度方向还可能相反，则△t不一定是T的整数倍，故A选项错误若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，这时振子可能处于平衡位置两侧的两个对称的位置上，也可能是两次处于同一位置上，这都不能保证△t一定是T/2的整数倍。

故选项B错误振子每经过一个周期，必然回到原来的位置，其对应的加速度一定相等故选项C正确经过半个周期，弹簧的长度变化大小相等、方向相反，即一个对应弹簧被压缩，另一个对应弹簧被拉伸，这两种情况下弹簧的长度不相等，可见选项D错误综上所述，本题正确答案为C例题6：简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是（ ）A．振幅越大，则波传播的速度越快；B．振幅越大，则波传播的速度越慢；C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长；D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短解：波在介质中传播的快慢程度称为波速，波速的大小由介质本身的性质决定，与振幅无关，所以A、B二选项错由于振动质元做简谐运动，在一个周期内，振动质元走过的路程等于振幅的4倍，所以C选项错误；根据经过一个周期T ，振动在介质中传播的距离等于一个波长，所以振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短，即D选项正确例题7：关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）A.质点振动的方向总是垂直于波的传播方向B.简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等C.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D.相隔一个周期的两个时刻的波形相同解： 质点振动的方向可以与波的传播方向垂直（横波），也可以与波的传播方向共线（纵波），故A选项错误．相距一个波长的两个质点振动位移大小相等、方向相同，相距半个波长的两个质点振动位移大小相等、方向相反， B选项正确．这是由于相距半个波长的两个质点的振动状态相差半个周期，所以它们的位移大小相等、方向相反．波每经过一个周期就要向前传播一个波长，但介质中的各个质点并不随波向前迁移，只是在各自的平衡位置附近振动，向前传播的是质点的振动状态．所以C选项错误．在波的传播过程中，介质中各点做周期性的振动，相隔一个周期，各质点的振动又回到上一周期的振动状态．因此，相隔一个周期的两时刻波形相同．故D选项正确．例题8：一简谐横波在x轴上传播，在某时刻的波形如图9所示。

已知此时质点F的运动方向向下，则   A．此波朝x轴负方向传播B．质点D此时向下运动C．质点B将比质点C先回到平衡位置D．质点E的振幅为零解：本题主要考查对波的传播方向与波上某质点运动方向间的关系的推理判断，以及对波形图的想像能力对于本题，已知质点F向下振动，由上述方法可知，此列波向左传播质点B此时向上运动，质点D向下运动，质点C比B先回到平衡位置在此列波上所有振动质点的振幅都是相等的故只有A、B选项正确ab例题9：一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m，b点在a点的右方，如图16所示当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动，经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移达到负极大，则这简谐横波的波速可能等于( )A．4.67m/s               B．6m/sC．10m/s                 D．14m/sab解：本题考查振动以及波动的传播规律，只有理解波动(图象)传播的规律，准确把握波动过程中的图象关于时间和空间的周期性，才能作出确切和完整的判断由于波向右传播，据“a点位移达正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动”，可画出此时a、b间的最简波形，如图17所示。

因未明确a、b距离与波长的约束关系，故a、b间的距离存在“周期性”即(n1+ (n1=0,1,2,……)因所给定时间与周期的关系未知，故运动时间也存在“周期性”即 (n2=0,1,2,…)因此可能的波速为当n2=0,n1=0时，V=4.67m/s;当n2=0,n1=1时，V=2m/s;(n2=0,V随n1增大还将减小)当n2=1,n1=0时，V=23.3m/s;（n1=0,V随n2的增大而增大.）当n2=1,n1=1时，V=10m/s;据以上计算数据，不可能出现B和D选项的结果，故选项A、C正确例题10：如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是（ ）A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是10m/sC．质点Q（x=9m）经过0.5s才第一次到达波峰D．M点以后各质点开始振动时的方向都是向下解：（1）从图上可以看出波长为4m，选A2）实际上“相继出现两个波峰”应理解为，出现第一波峰与出现第二个波峰之间的时间间隔因为在一个周期内，质点完成一次全振动，而一次全振动应表现为“相继出现两个波峰”，即T=0.4s。

则V=λ/T=10m/s,所以B选项正确3）质点Q（x=9m）经过0.4s开始振动，而波是沿x轴正方向传播，即介质中的每一个质点都被它左侧的质点所带动，从波向前传播的波形图34可以看出，0.4s波传到Q时，其左侧质点在它下方，所以Q点在0.5s时处于波谷再经过0.2ss即总共经过0.7s才第一次到达波峰，所以选项C错了4）从波的向前传播原理可以知道，M以后的每个质点都是先向下振动的所以选项D是对的此题正确答案为A，B，D例题11：如图所示,S为上下振动的波源， 振动频率为100Hz，所产生的横波左右传播， 波速为80m/s，已知P、Q两质点距波源S的距离为SP=17．4m，SQ=16．2m当S通过平衡位置向上振动时，P、Q两质点的位置是（ ）A．P在波峰，Q在波谷；B．都在波峰； C．都在波谷 ；D．P在波峰，Q在波峰解；波源S在振动的过程之中要形成分别向左右传播的两列波，波形应如图所示，故可得到“P在波峰，Q在波谷”，而应选A高考演练1. （2013高考福建理综第16题）如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。

下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是答案：C 解析：波源振动在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波t=0.6时沿x轴正、负两方向各传播1.5个波长，能够正确表示t=0.6时波形的图是C2．（2013高考上海物理第4题）做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(A)位移 (B)速度 (C)加速度 (D)回复力答案：B 解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项B正确3．（2013高考上海物理第14题）一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(T＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处则在2t时，该点位于平衡位置的(A)上方，且向上运动 (B)上方，且向下运动(C)下方，且向上运动 (D)下方，且向下运动答案：B 解析：由于再经过T时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项B正确4．（2013全国高考大纲版理综第21题）在学校运动场上50 m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。

两个扬声器连续发出波长为5 m的声波一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10 m在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（ ）A．2 B．4 C．6 D．8答案：B 解析：向某一端点每缓慢行进2.5m，他距离两波源的路程差为5m，。