2019《高考帮》
专题12 机械振动与机械波
1.(15北京卷)周期为2.0S的简谐横波沿X轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波 沿X轴正方向传播,波速??20ms 沿X轴正方向传播,波速??10ms 沿X轴负方向传播,波速??20ms 沿X轴负方向传播,波速??10ms 答案:B
解析:根据机械波的速度公式v=?T,由图可知波长为 20m,再结合周期为2.0s,可以得出波速为 10m/s.应用“上下坡法”方法判断波沿 x 轴正方向传播.故答案为 B选项.
2.(15海南卷)一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是
A. 波速为4m/s B. 波的频率为1.25Hz
C. x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷 D. x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰
E. 当质点P位于波峰时,x坐标为17m的质点恰好位于波谷 答案:BDE
解析:任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则
,解得
,
从图像中可知,所以根据公式,故A错误;根据公式
可得波的频率为1.25Hz,B正确;x坐标为15m的质点和x坐标为3m的质点相隔12m,为波长的整数倍,即两质点为同相点,而x坐标为3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置,所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置,C错误;x的坐标为
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22m的质点和x的坐标为2m的质点为同相点,x的坐标为2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰,故x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰,D正确;当质点P位于波峰时,经过了半个周期,而x坐标为17m的质点和x坐标为1m的质点为同相点,经过半个周期x坐标为1m的质点恰好位于波谷,E正确;
3.(15重庆卷)题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图,质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向.
答案:v?2.5m/s;P点沿y轴正向振动 解析: 由波形图可知??1.0m 距v??T?2.5m/s
波沿x轴正方向,由同侧法可知P点沿y轴正向振动.
4.(15新课标2卷)平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与Q的距离为35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1s,振幅A=5cm.当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置,求: (ⅰ)P、Q之间的距离
(ⅱ)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程.
解析:(1)由题意,O、P两点的距离与波长满足:OP?波速与波长的关系为:v?
5? 4?T
在t=5s时间间隔内波传播的路程为vt,由题意有:vt?PQ??4
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综上解得:PQ=133cm
(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动时间为:
5t1?t?T
4波源由平衡位置开始运动,每经过
T1,波源运动的路程为A,由题意可知:t1?25?T 44故t1时间内,波源运动的路程为s=25A=125cm