機械振動和機械波專題44

專題44機械波授課提示：對應學生用書71頁1．[2024·遼寧省大連市八中階段性考試](多選)下列說法正確的是()A．夏日雷聲有時轟鳴不絕，這是聲波的衍射現(xiàn)象B．聞其聲而不見其人，是聲波的干涉現(xiàn)象C．圍繞正在發(fā)聲的音叉走一圈，就會聽到聲音忽強忽弱，是聲波的干涉現(xiàn)象D．在較大的空房子里講話，有時會余音繚繞，是聲波的反射現(xiàn)象答案：CD解析：夏日雷聲有時轟鳴不絕，這是回聲，是聲波的反射現(xiàn)象，A錯誤；聞其聲而不見其人，是聲波的衍射現(xiàn)象，B錯誤；圍繞正在發(fā)聲的音叉走一圈，就會聽到聲音忽強忽弱，是聲波的干涉現(xiàn)象，C正確；在較大的空房子里講話，有時會余音繚繞，是聲波的反射現(xiàn)象，D正確．2.[2024·新課標卷](多選)位于坐標原點O的波源在t＝0時開始振動，振動圖像如圖所示，所形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播．平衡位置在x＝3.5m處的質(zhì)點P開始振動時，波源恰好第2次處于波谷位置，則()A．波的周期是0.1sB．波的振幅是0.2mC．波的傳播速度是10m/sD．平衡位置在x＝4.5m處的質(zhì)點Q開始振動時，質(zhì)點P處于波峰位置答案：BC解析：根據(jù)題圖可知，該波的周期T＝0.2s，振幅為0.2m，A錯誤，B正確；由題意可知波源第2次處于波谷位置，即波源振動了Δt＝1eq\f(3,4)T時質(zhì)點P開始振動，所以該波的傳播速度v＝eq\f(Δx,Δt)＝10m/s，C正確；結合C項分析可知，t＝0.45s時質(zhì)點Q開始振動，此時質(zhì)點P已經(jīng)運動了0.1s，結合題圖可知此時質(zhì)點P處于平衡位置，D錯誤．3．[2024·江蘇省常州市質(zhì)檢]兩列機械波在同種介質(zhì)中相向而行，P、Q為兩列波的波源，以P、Q的連線和中垂線為軸建立坐標系，P、Q的坐標如圖所示．某時刻的波形如圖所示．已知P波的傳播速度為10m/s，O點有一個觀察者，下列判斷正確的是()A．兩波源P、Q的起振方向相同B．這兩列波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象C．經(jīng)過足夠長的時間，－2m處的振幅為45cmD．波源Q產(chǎn)生的波比波源P產(chǎn)生的波更容易發(fā)生衍射答案：C解析：兩波源P、Q的起振方向與波最前頭質(zhì)點的起振方向相同，由波形平移法可知，波源P的起振方向沿y軸負方向，波源Q的起振方向沿y軸正方向，即兩波源P、Q的起振方向相反，A錯誤；兩列機械波在同種介質(zhì)中相向而行，故波速相同，由于兩波的波長相等，則兩列機械波的頻率相同，故這兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象，B錯誤；根據(jù)圖像可知，P、Q波源，在此時刻形成的波的波前分別在(－6m，0)與(4m，0)，根據(jù)同側法可知，波前振動方向相反，即P、Q波源振動方向相反，由于同種介質(zhì)中波傳播速度相等，根據(jù)圖像可知，波長均為λ＝4m，根據(jù)波速、波長、周期與頻率的關系有v＝eq\f(λ,T)＝λf可知，P、Q波源振動的頻率相等，又由于振動步調(diào)相反，則當空間位置到兩波源的間距的差值的絕對值為半波長的奇數(shù)倍時，該位置為振動加強點，由于－2m處有(4＋2)m－4m＝2m＝eq\f(1,2)λ可知，－2m處為振動加強點，故－2m處的振幅為15cm＋30cm＝45cm，C正確；兩波的波長相等，波源Q產(chǎn)生的波與波源P產(chǎn)生的波發(fā)生衍射現(xiàn)象的難易程度相同，D錯誤．4．[2024·上海市進才中學期中考試]如圖所示，波Ⅰ和波Ⅱ的振動方向相同，在同一介質(zhì)中傳播．t＝0時，波Ⅰ傳至A點，其振動圖像如圖2所示，波Ⅱ傳至B點，其振動圖像如圖3所示．已知AC間距為2m，BC間距為1.5m；t＝4s時，波Ⅰ傳至C，則()A．波Ⅰ的頻率f＝eq\f(1,3)HzB．波Ⅱ的波速v＝0.378m/sC．兩列波都傳到C點后，C點的振幅為15cmD．5s內(nèi)C點的路程為30cm答案：D解析：由圖2可知，波Ⅰ的頻率為f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，A錯誤；波速由介質(zhì)決定，所以兩列波的傳播速度相同，即v＝eq\f(x,t)＝0.5m/s，B錯誤；根據(jù)v＝eq\f(λ,T)，兩波的周期相同，其波長也相同為λ＝vT＝1m，因為eq\x\to(AC)－eq\x\to(BC)＝0.5m＝eq\f(λ,2)，所以C點為振動減弱點，其振幅為A＝A2－A1＝5cm，C錯誤；依題意，波Ⅱ先傳播到C點，所需時間為t1＝eq\f(\x\to(BC),v)＝3s，波Ⅰ后傳播到C點，所需時間為t2＝eq\f(\x\to(AC),v)＝4s，可知3～4s內(nèi)C點的路程為s1＝eq\f(Δt,T)×4A2＝20cm，4～5s內(nèi)兩波疊加，振動減弱，路程為s2＝eq\f(Δt,T)×4A＝10cm，5s內(nèi)C點的路程為s＝s1＋s2＝30cm，D正確．5．[2024·江蘇省鹽城市八校聯(lián)考]在某介質(zhì)中形成一列簡諧波，t＝0時刻的波形如圖中的實線所示．若波向右傳播，零時刻剛好傳到A點，且再經(jīng)過0.6sP點也開始起振，求：(1)該列波的波速為多大？(2)從t＝0時刻開始，A點的振動方程；(3)從t＝0時起到P點第一次達到波峰時止，0點所經(jīng)過的路程s0為多少？答案：(1)10m/s(2)yA＝－2sin10πt(cm)(3)30cm解析：(1)由題意可知波從A傳播到P所用時間為tAP＝eq\f(xAP,v)＝0.6s其中xAP＝7m－1m＝6m解得波速為v＝eq\f(xAP,tAP)＝10m/s(2)t＝0時刻A點正位于沿波傳播方向波形的上坡，所以A點此時沿y軸負方向起振，則A點的振動方程為yA＝－Asineq\f(2π,T)t＝－2sin10πt(cm)(3)根據(jù)前面分析可得波速為v＝eq\f(λ,T)＝10m/s當t＝0時刻x＝－0.5m處的波峰第一