1、机械波专题一、单选题1.平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波（ ） A.频率是30HzB.波长是3mC.波速是1m/sD.周期是0.1s【答案】C 【解析】【解答】木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动因此其周期为：故选D错误：频率为:，故选项A错误又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以，解得波长为，故选项B错误。根据波长、波速、周期间关系可知，这列水1波的波速为；故选项C正确。【分
2、析】受迫振动的周期（频率）等于驱动力的周期（频率）；在波的传播方向上，振动同步的质点，相距半波长的偶数倍，振动异步的质点，相距半波长的奇数倍。2.一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v ， 周期为T ， 振幅为A。绳上两质点M、N的平衡位置相距四分之三波长，N位于M右方。设向上为正，在t=0时刻M位移为+，且向上运动；经时间t（t0.20 s。下列说法正确的是（ ）A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.
3、32 m【答案】（1）A,C,E【解析】根据波形图可知，波长=16cm=0.16m，选项B不符合题意；根据t=0时刻和t=0.20s时刻的波形图和该波的周期T0.20s可知，可知该波的周期T=0.40s，波速v=/T=0.40m/s，选项A符合题意；简谐波沿x轴正方向传播，x=0.08m的质点在t=0时刻沿y轴正方向运动，在t=0.70s时位于波谷，在t=0.12s时位于y0的某位置(不是位于波谷)，选项C符合题意D不符合题意；若此波传入另一介质中，周期T不变，其波速变为v=0.80m/s，由=vT可得它在该介质中的波长为=0.800.4m=0.32m，选项E正确。故答案为：ACE【分析】根据
4、波形图可知波长，此题中要考虑波传播的双向性和多解性，由于该波周期大于0.2s，最终可得出周期只能为0.4s,且沿x轴的正方向传播，根据同侧法或上下坡法可知，x=0.08m的质点在t=0时刻沿y轴正方向运动且在t=0.70s时即经历时位于波谷处。同一波进入不同一介质不会改变周期，由可得波长。44.（2018江苏）（1）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波该电磁波_ A.是横波 B.不能在真空中传播C.只能沿着梳子摇动的方向传播D.在空气中的传播速度约为3108 m/ s（2）两束单色光A、B的波长分别为 、 ，且 ，则_（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大用同一装置
5、进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到_（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大 （3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长.【答案】（1）A,D（2）A；A（3）解:由图象可知，周期T=0.4 s由于波长大于0.6 m，由图象可知，波从A到B的传播时间t=0.3 s波速 ，代入数据得v=2 m/s 波长=vT ， 代入数据得=0.8 m 【解析】【解答】（1）摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波， A符合题意；电磁波能在真空中传播，选项B不符合题意；电磁波传播的方向与振动方向垂直，C不符合题意
6、；电磁波在空气中传播的速度约为光速， D符合题意。（2）波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角 ，可知波长越大临界角越大，所以A光的临界角大；双缝干涉条纹的间距 ，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大。【分析】（1）熟练掌握电磁波的特点：电磁波是横波，传播不需要介质，在真空（或空气中）传播速度为光速。（2）熟记折射率和临界角的关系，频率和波长的关系，知道折射率越小则频率越小，可判断临界角的关系。由双缝干涉条纹的间距 得哪种光干涉条纹间距较大。（3）根据题意可求得周期，结合图像及波速和波长的关系式，可解得波长。45.（2018卷）一列简诺横波在t= s时的波形图如图（a）所示，P、
7、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。求（i）波速及波的传播方向:（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。 【答案】（1）；大于（2）（i） 波沿负方向传播；（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为 、 。由图（a）知， 处 ，因此 由图（b）知，在 时Q点处于平衡位置，经 ，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及式有 由式得，质点Q的平衡位置的x坐标为 【解析】【解答】（1）根据题述和图示可知，i=60，r=30，由折射定律，玻璃对红光的折射率n= = 。若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D点射出时的折射角大于60。【分析】（1）该题
8、是作图题，要利用直尺结合光的折射规律严格作图，虚线、实线要分明，并且要理解且熟记色光的频率与折射率的关系。（2）（i）该题主要考查波的图像、振动图像，波长、频率与波速的关系。关键是要掌握波的图像与振动图像的联系：a图可得到波长，b图可得到周期与频率，根据b图质点的振动情况可判断出波的传播方向；（ii）根据振动方程y=Asin=Asint，结合a、b图即可求解。46.从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示两列波的波速均为10m/s求（i）质点P、O开始振动的时刻之差；（ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m
9、和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标 【答案】（1）A,C,D（2）解：（i）该波的周期为 T= = =0.2s由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为t= =0.05s（ii）该波的波长为 =vT=100.2m=2m根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m答：（i）质点P、O开始振动的时刻之差为0.05s（ii）两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标
10、为：2m、3m、3m、4m、5m合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m 47.（2018卷）（1）声波在空气中的传播速度为340m/s，在钢铁中的传播速度为1900m/s。一平直桥由钢铁制成。某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音。分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s，桥的长度为_m,若该声波在空气中的波长为 ，则它在钢铁中的波长为 的_倍。 【答案】（1）365；【解析】【解答】（1）设桥的长度为s则声音在钢铁中传播的时间 声音在空气中的传播时间为 根据题意 解得： 声音在不同介质中的频率是不会改变的，由公式可知 解得 【分析】（1）分别表达出声音在钢管
11、中和空气中的传播时间，由题意可知时间差为0.01s，建立时间关系可得出桥的长度。根据声音在不同介质中的频率不变，再由公式， 可解得在钢管中的波长与空气中波长的关系。48.如图所示，a、b、c是处于同一均匀介质中某一直线上的三个质点，一列简谐波的波源在b点，波同时沿该直线向ba和bc方向传播，a、b两质点平衡位置之间的距离L1=7m，各质点做简谐运动时的周期T=0.4s，波长4m5m，t1=0时刻，波刚好传到质点a，此时质点b恰好位于波峰，t2=1.6s时刻，质点c第一次到达波谷，求：（1）简谐横波的波长； （2）b、c两质点平衡位置之间的距离L 【答案】（1）解：设波长为，则有： 或 由于4m
12、5m则有： （舍去）（2）解：由=vT可知当=4m时，有：v= =15m 【解析】【分析】（1）根据题给条件，分析a、b两点状态的关系，结合波形，得到ab距离与波长的关系通项式，根据波长大于4m小于5m，L1=5m，确定波长的值；（2）由=vT计算出波传播速度，再由波传播的距离x=vt求出bc间的距离L49.图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线经0.2s后，其波形如图中虚线所示设该波的周期T大于0.2s，求：（1）由图中读出波的振幅和波长； （2）如果波向右传播，波速是多大？波的周期是多大？ 【答案】（1）解：由图可知，振幅：A=10cm；波长：=0.24m（2）解：波向右传播，传播距离
13、为18m，故波速为： v= = m/s=0.9m/s波在一个周期内匀速平移一倍的波长，故： T=t故周期：T= t= 0.2s= s0.27s 【解析】【分析】（1）振幅为偏离平衡位置的最大距离，波长为相邻两个波峰的间距；（2）该波的周期T大于0.2s，故波0.2内传播的距离小于一倍波长，由图象得到波形平移的距离，根据v= 求解波速；五、填空题50.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s由此可知波长=_m；当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是_cm【答案】20；6 【解析】【解答】解：由振动图象可知，T=2s，A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，所以AB间的距离为半个波长，所以=2（5545）m=20mAB两个点之间始终相差半个周期，所以当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是6cm故答案为：20，6【分析】由振动图象图象读出周期，根据A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s，可知AB间的距离为半个波长，进而求出波长，AB两个点之间始终相差半个周期，当B点在正的最大位移处时，A在负的最大位移处12