第十二章机械波知识点题库

光纤通信是20世纪70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术。发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用。光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85μm的单色光。上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06μm的单色光。这种操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标。根据以上信息，回答下列问题:

（1）在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少?
（2）为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光?(已知光纤纤芯的折射率为1.47)

如图所示为一列横波某时刻的波形图，此时刻在波传播的方向上的M点的振动方向向上，则这列波是沿X轴（填“正方向”或“负方向”）传播的，这列波的波长是 m．

一列横波在t=0时的波形如图所示，A，B两质点间距为8m，B，C两质点在平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为（）

A . $\text{[math]}$ m/s $\text{[math]}$ B . 3m/s C . 13m/s D . 27m/s

一列简谐横波在x轴上传播，已知x=6cm处的质点的振动图象如图1所示，x=18cm处的质点的振动图象如图2所示．根据这两幅振动图象，可获得关于这列简谐横波的确定的和可能的信息，正确的是（　　）

①这列简谐横波的波速可能大于4cm/s

②这列简谐横波的波速可能是0.8cm/s

③这列简谐横波的波长可能是λ=16cm

④这列简谐横波的频率f=1/12Hz．

A . ①②③ B . ②③④ C . ①③④ D . ①②④

有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v=2.5m/s．在t=0时，两列波的波峰正好在x=2.5m处重合，如图所示．

（1）求两列波的周期T_a和T_b ．
（2）求t=0时，两列波的波峰重合处的所有位置．
（3）辨析题：分析并判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处．
某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在．只要找到这两列波半波长的最小公倍数，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置．
你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置．若不正确，指出错误处并通过计算说明理由．

如图所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，经过0.2s，M点第一次到达波谷，则下列判断正确的是（）

A . 质点P的振动频率 $\text{[math]}$ B . 该波的传播速度v=1m/s C . M点的起振方向沿y轴负方向 D . 0~1s内质点Q运动的路程为0.2m E . 0~1s内质点M运动的路程为0.08m

实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t₁＝0和t₂＝0.06 s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动．

（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波的最小频率；
（3）若3T<0.06 s<4T，求该波的波速大小

一列简谐波沿x轴传播，t=1s时与t=3s时在x轴上0~6m区间内的波形相同，如图所示，则该波的最小传播速度为m/s；在t=7s时，1m处的质点偏离平衡位置的位移为cm。

由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为 $\text{[math]}$ ，波速为 $\text{[math]}$ 。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，如图所示，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为 $\text{[math]}$ ，P、Q开始振动后，下列判断正确的是（）

A . P、Q两质点运动的方向始终相同 B . P、Q两质点运动的方向始终相反 C . 当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D . 当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波谷 E . 当S恰好通过平衡位置向上运动时，Q在波峰

如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f₁、f₂和v₁、v₂ ，则（）

A . f₁＝2f₂ ， v₁＝v₂ B . f₁＝f₂ ， v₁＝2v₂ C . f₁＝f₂ ， v₁＝0.5v₂ D . f₁＝0.5f₂ ， v₁＝v₂

振动周期 $\text{[math]}$ 的机械波波源位于坐标点，从 $\text{[math]}$ 开始沿 $\text{[math]}$ 轴负方向开始振动，形成沿 $\text{[math]}$ 轴正方向传播的简谐横波，在 $\text{[math]}$ 区域的质点在 $\text{[math]}$ 时刻第一次出现如图所示的波形图，图中质点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两质点的平衡位置坐标分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则（）

A . $\text{[math]}$ B . 两质点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的运动速度有可能相同 C . 从 $\text{[math]}$ 时刻经过 $\text{[math]}$ ，质点 $\text{[math]}$ 通过的路程为 $\text{[math]}$ D . 从 $\text{[math]}$ 时刻经过 $\text{[math]}$ 时，质点 $\text{[math]}$ 刚好处于平衡位置

两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播，如图所示是两列波在t=0时的各自波形图，实线波A向右传播，周期为T_A。虚线波B向左传播，已知实线波的振幅为10cm，虚线波的振幅为5cm。则下列说法正确的是（）

A . 实线波和虚线波的传播速度之比为2：1 B . 两列波在相遇区域内不会发生干涉现象 C . 两列波相遇后x=5m处的质点振幅最小 D . $\text{[math]}$ 时，x=5m处的质点的位移为5cm

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。

（1）求这列横波的波长；
（2）求波源在4s内通过的路程；
（3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。

如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中实线是t=0时刻的波形图，图中虚线为t=2 s时刻的波形图。由此可知，这列横波的波速可能为 ( )

A . $\text{[math]}$ m/s B . $\text{[math]}$ m/s C . 1 m/s D . $\text{[math]}$ m/s

下列说法正确的是（）

A . 医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应 B . “闻其声而不见其人”，说明声波能发生衍射现象，而光波不能发生衍射现象 C . 单摆的振动周期一定等于其固有周期 D . 机械波从一种介质进入另一种介质，波速变小，波长一定变小 E . 交警通过发送频率为 $\text{[math]}$ 的超声波测远离他的车的车速时，收到回声的频率小于 $\text{[math]}$

如图所示，图甲为某一列简谐横波在 $\text{[math]}$ 时的波形图像，图乙为质点P的振动图像，该波的传播方向沿x轴方向（选填“正”或“负”）；质点P在4s内通过的路程为cm。

t＝0时刻，坐标原点O处的波源开始做振幅为2cm的简谐运动，其形成的简谐横波在t＝0.35 s时刻的波形如图所示，此刻波源O的位移为 $\text{[math]}$ ，波刚好传播到A（7cm，0）点。则：①波源的起振方向沿y轴（选填“正”或“负”）方向，该波的波速为cm/s；②在0～1.25s内，A处质点比B（19cm，0）处质点多通过的路程为cm。

一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1cm，0）的质点刚好开始振动，在t₁=0.6s时刻，P质点首次位于波峰。Q点的坐标是（－3cm，0），求：

（1）这列波的传播速度；
（2）经过多长时间，质点Q第三次位于波峰位置。

如图为以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。下列判断正确的是（）

A . 这列机械波为纵波 B . 质点P从平衡位置开始振动时，其运动方向向上 C . 质点Q从平衡位置开始振动时，其运动方向向下 D . 机械波传到Q时，质点P恰好振动了1个周期

如图甲所示，A、B和P是同一均匀介质中同一直线上的三个点，沿竖直方向振动的横波Ⅰ在介质中沿AP方向传播，波速为30 cm/s，P与A相距30 cm，A点振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ沿BP方向传播，P与B相距45 cm，B点的振动图像如图丙所示。在t=0时刻，两列波同时分别经过A、B两点，则下列说法正确的是（）

A . 横波Ⅱ的波长为30 m B . 两列波不能发生干涉 C . P点开始时刻振动方向向上 D . P点振幅为70 cm，且是振动加强点

第十二章 机械波 知识点题库

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