2009年机械振动、机械波

选择题

1.(北京市海淀区2009年高三上学期期末). 关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是　　　 (　 B　 )

A．电磁波可能是横波，也可能是纵波

B．正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场

C．均匀变化的电场周围可产生电磁波

D．一切电磁波在真空中的传播速度为3.0´108m/s

16.(04上海13)A、B两波相向而行,在某行时刻的波形与位置如

图所示,已知波的传播速度为v,图中标尺每格长度为l,在图中

画出又经过t=7l/v时的波形.

答案　 见解析图

解析　 经过时间t =7l/v时两波的图形可由下图甲所示.相遇叠加后的图形如下图乙所示.　

?

15.(04江苏16)如图所示,声源S和观察者A都沿x轴正方向运动,相

对于地面的速率分别为vS和vA,空气中声音传播的速率为vp,设vS<vP,

vA<vP,空气相对于地面没有流动.

(1)若声源相继发出两个声信号,时间间隔为Δt.请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程,确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt′.　

(2)请利用(1)的结果,推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式.

答案　 (1)Δt　　　 (2)f′=

解析　 (1)设t1、t2为声源S发出两个信号的时刻,t1′、t2′为观察者接收到两个信号的时刻,则第一个信号经过(t1′-t1)时间被观察者A接收到,第二个信号经过(t2′-t2)时间被观察者A接收到,且

t2-t1=Δt,t2′-t1′=Δt′　

设声源发出第一个信号时,S、A两点间的距离为L,两个声信号从声源传播

到观察者的过程中,它们运动的距离关系如图所示,可得　

vp(t1′-t1)=L + vA(t1′-t1)　

vp(t2′-t2)=L + vA(t2′-t1)-vSΔt　

由以上各式,得Δt′=Δt

(2)设声源发出声波的振动周期为T,这样,由以上结论可知,观察者接收到的声源振动的周期为

T′=

由此可得,观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为　

f′=　

14.(04北京理综16)声波属于机械波,下列有关声波的描述中正确的是　　　　　　　　　　　　　 (　 )

? A.同一列声波在各种介质中的波长是相同的

? B.声波的频率越高,它在空气中传播的速度越快

? C.声波可以绕过障碍物传播,即它可以发生衍射

? D.人能辨别不同乐器发出的声音,证明声波不会发生干涉

答案 ?C

解析　 声波在不同介质中其波长不同,在同一介质中传播速度相同.则A、B均错误；干涉、衍射是波特有的现象,C正确,D错误.

13.(04全国卷Ⅲ18)已知:一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示,图中

位于a、b两处的质点经过四分之一周期后分别运动到a＇、b＇处.某人

据此作出如下判断:①可知波的周期;②可知波的传播速度;③可知波的传

播方向;④可知波的波长,其中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A.①和④　　　　　　　　　　　　　　 B.②和④　　　　　　　　　　 C.③和④　　　　　　　　　　 D.②和③

答案　 C

解析　 由图象可得λ=4 m,由于周期T和波速v均未知,所以对二者均不能做出判定,选项A、D错误;由题意可得该时刻质点b向y轴负方向运动,可判断该简谐波沿x轴正方向传播,故选项C正确

12.(04全国卷Ⅳ16)一简谐横波在图中x轴上传播,实线和虚线分别为t1和t2时刻

的波形图,已知t2-t1=1.0 s,由图判断下列哪一个波速是不可能的　　　　　 (　　 )

? A.1 m/s　　 　　　 　　 　　　 B.3 m/s 　　　　　　　　　　　 C.5 m/s　　　　　　　　　　　　 D.10 m/s

答案　 ABC?　

解析　 由图知简谐横波的波长为4 m,设简谐横波向右传播, (n=0、1、2、

3…),v可能为1、5、9…设简谐横波向左传播v′= (n=0、1、2、3… ),

v′可能为3、7、11…所以选项A、B、C都是可能的,D选项不可能.

11.(04安徽春季理综18)一简谐横波在x轴上传播,波源振动周期T =0.1 s,在

某一时刻的波形如图所示,且此时a点向下运动,则

A.波速为20 m/s,波向x轴正方向传播　　　　　　　　　　　　　　 B.波速为10 m/s,波向x轴负方向传播

C.波速为20 m/s,波向x轴负方向传播　　　　　　　　　　　　　　 D.波速为10 m/s,波向x轴正方向传播

答案　　 A

　　 解析　 由波形图可知λ=2 m,T=0.1 s,则v=λ/T=20 m/s由a质点向下运动可判断波向x轴正方向传播,

A正确.

10.(04全国卷Ⅱ17)如图所示,一简谐横波在x轴上传播,轴上a、b两点相距

12 m.t=0时,a点为波峰,b点为波谷;t=0.5 s时,a点为波谷,b点为波峰.则

下列判断中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (　　 )

A.波长一定是24 m　　　　　　 B.波长可能是8 m?　 　C.周期一定是1 s　　　　　　　　　　 D.周期可能是 s

答案　　 BD

解析　　 由题意知ab=12 m=+nλ,0.5 s=+nT,得:λ= m,T= s,所以波长可能为8 m,周期可能是 s,B、D正确;波长、周期均存在若干可能情况,所以A、C不正确.

9.(04全国卷Ⅰ17)一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t=1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移

随时间变化的振动图象(两图同一时间起点)，则乙图可能是甲图中哪个质点的振动图象　　 　　 　(　 )

A.x=0处的质点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.x=1 m处的质点

C.x=2 m处的质点　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.x=3 m处的质点

答案　　 A

解析　　 由振动图象知，周期T=4 s，在t=1 s时刻，质点在平衡位置且向下运动.再考虑波的传播方向，则x=0、x=4 m处质点的振动符合图象的要求.　

8.(04江苏8)如图所示,波源S从平衡位置y=0开始振动,运动方向竖直向上(y

轴的正方向),振动周期T=0.01 s,产生的简谐波向左、右两个方向传播,波速

均为v=80 m/s.经过一段时间后,P、Q两点开始振动.已知距离SP=1.2 m,SQ=2.6 m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在下列振动图象中,能正确描述P、Q两点振动情况的是　　　　　　　　　　　　 　　　　　 (　　 )

?

A.甲为Q点的振动图象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B.乙为Q点的振动图象　

C.丙为P点的振动图象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D.丁为P点的振动图象　

答案　　 AD?

解析　 波的能量由S点传播到Q点所需要的时间：t1== s=3T，则Q点振动滞后S点3个周期.　波的能量由S点传播到P点所需要的时间：t2== s=1T，则P点振动滞后S点1个周期.若以Q点

为计时零点，Q点恰好处于平衡位置且向上振动，而P点超前Q点1个周期，此时P点恰好处于波谷.综上

可得A、D正确.