物理-機(jī)械波習(xí)題庫(含答案)

機(jī)械波一、選擇題：1．橫波以波速u沿x軸負(fù)方向傳播。t時刻波形曲線如圖。則該時刻(A)A點(diǎn)振動速度大于零(B)B點(diǎn)靜止不動(C)C點(diǎn)向下運(yùn)動(D)D點(diǎn)振動速度小于零［D］圖1圖12．頻率為100Hz，傳播速度為300m/s的平面簡諧波，波線上距離小于波長的兩點(diǎn)振動的相位差為，則此兩點(diǎn)相距(A)2.86m(B)2.19m(C)0.5m(D)0.25m［C］3．圖中畫出一平面簡諧波在t=2s時刻的波形圖，則平衡位置在P點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動方程是(A)(SI)(B)(SI)(C)(SI)圖2(D)(SI)［C］圖24．一平面簡諧波在彈性媒質(zhì)中傳播，在媒質(zhì)質(zhì)元從最大位移處回到平衡位置的過程中：(A)它的勢能轉(zhuǎn)換成動能(B)它的動能轉(zhuǎn)換成勢能(C)它從相鄰的一段媒質(zhì)質(zhì)元獲得能量，其能量逐漸增加(D)它把自己的能量傳給相鄰的一段媒質(zhì)質(zhì)元，其能量逐漸減小［C］5．如圖所示，兩列波長為的相干波在P點(diǎn)相遇。波在S1點(diǎn)振動的初相是1，S1到P點(diǎn)的距離是r1；波在S2點(diǎn)的初相是2，S2到P點(diǎn)的距離是r2，以k代表零或正、負(fù)整數(shù)，則P點(diǎn)是干涉極大的條件為：圖3(A)(B)圖3(C)(D)［D］6．一機(jī)車汽笛頻率為750Hz，機(jī)車以時速90公里遠(yuǎn)離靜止的觀察者．觀察者聽到的聲音的頻率是（設(shè)空氣中聲速為340m/s）．(A)810Hz(B)699Hz(C)805Hz(D)695Hz［B］二、填空題：1．一平面簡諧波的表達(dá)式為(SI)，其角頻率=125rad/s，波速u=338m/s，波長=17.0m。2．一列平面簡諧波沿x軸正向無衰減地傳播，波的振幅為2×10-3m，周期為0.01s，波速為400m/s.當(dāng)t=0時x軸原點(diǎn)處的質(zhì)元正通過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動，則該簡諧波的表達(dá)式為3．一平面簡諧波。波速為6.0m/s，振動周期為0.1s，則波長為0.6m。在波的傳播方向上，有兩質(zhì)點(diǎn)（其間距離小于波長）的振動相位差為5/6，則此兩質(zhì)點(diǎn)相距0.25m。4．一平面簡諧波沿Ox軸正方向傳播，波長為。若如圖4所示，P1點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動方程為，則P2點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動方程為_；與P1點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)振動狀態(tài)相同的那些點(diǎn)的位置是(k=1，2，…)。圖圖45．在弦線上有一駐波，其表達(dá)式為，兩個相鄰波節(jié)之間的距離是。6．一列火車以20m/s的速度行駛，若機(jī)車汽笛的頻率為600Hz，一靜止觀測者在機(jī)車前和機(jī)車后所聽到的聲音頻率分別為637.5和566.7（設(shè)空氣中聲速為340m/s）。三、計(jì)算題：1．已知一平面簡諧波的表達(dá)式為(SI)。(1)求該波的波長，頻率和波速u的值；(2)寫出t=4.2s時刻各波峰位置的坐標(biāo)表達(dá)式，并求出此時離坐標(biāo)原點(diǎn)最近的那個波峰的位置；(3)求t=4.2s時離坐標(biāo)原點(diǎn)最近的那個波峰通過坐標(biāo)原點(diǎn)的時刻t。2．如圖5所示一平面簡諧波在t=0時刻的波形圖，求：圖5(1)圖5(2)P處質(zhì)點(diǎn)的振動方程。3．平面簡諧波沿x軸正方向傳播，振幅為2cm，頻率為50Hz，波速為200m/s。在t=0時，x=0處的質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置向y軸正方向運(yùn)動，求x=4m處媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動的表達(dá)式及該點(diǎn)在t=2s時的振動速度。4．一平面簡諧波沿Ox軸正方向傳播，波的表達(dá)式為，而另一平面簡諧波沿Ox軸負(fù)方向傳播，波的表達(dá)式為，求：(1)x=/4處介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的合振動方程；(2)x=/4處介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的速度表達(dá)式。三、答案1.解：這是一個向x軸負(fù)方向傳播的波(1)由波數(shù)k=2/得波長=2/k=1m----------------------1分由=2得頻率=/2=2Hz------------------------------1分波速u==2m/s---------------------------------------------------------1分(2)波峰的位置，即y=A的位置，由：，有：(k=0，±1，±2，…)解上式，有：當(dāng)t=4.2s時，m-------------------------------------------2分所謂離坐標(biāo)原點(diǎn)最近，即|x|最小的波峰．在上式中取k=8，可得x=-0.4的波峰離坐標(biāo)原點(diǎn)最近---------------------------------------------------------------------------------------2分(3)設(shè)該波峰由原點(diǎn)傳播到x=-0.4m處所需的時間為tt=|x|/u=|x|/()=0.2s------------------------------1分∴該波峰經(jīng)過原點(diǎn)的時刻：t=4s-----------------------------------------2分2.解：(1)O處質(zhì)點(diǎn)，t=0時，，所以：--------------------------------2分又(0.40/0.08)s=5s-------2分故波動表達(dá)式為：(SI)----------------4分(2)P處質(zhì)點(diǎn)的振動方程為：(SI)--------------2分3.解：設(shè)x=0處質(zhì)點(diǎn)振動的表達(dá)式為，已知t=0時，y0=0，且v0>0∴∴(SI)----------------2分由波的傳播概念，可得該平面簡諧波的表達(dá)式為(SI)----2分x=4m處的質(zhì)點(diǎn)在t時刻的位移：(SI)------------------1分該質(zhì)點(diǎn)在t=2s時的振動速度為：-----3分4.解：(1)x=/4處，，---2分∵