高中物理机械波综合题

[物理--选修3-4]

（1）如图，一列简谐横波沿 x轴正方向传播，实线为 $t=0$ 时的波形图，虚线为 $t=0.5s$ 时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，下列说法正确的是________（填正确答案标号。最多选3个）。

A．	波长为 $2m$
B．	波速为 $6m/s$
C．	频率为 $1.5Hz$
D．	$t=1s$ 时， $x=1m$ 处的质点处于波峰
E．	$t=2s$ 时， $x=2m$ 处的质点经过平衡位置

（2）如图，一半径为 R的玻璃半球， O点是半球的球心，虚线 $\mathit{OO}\text{'}$ 表示光轴（过球心 $O$ 与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为 $1\text{.5}$ 。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求

（i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

（ii）距光轴 $\frac{R}{3}$ 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到 $O$ 点的距离。

（1）水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇。在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是________。（填正确答案标号，最多选3个）            

A．	不同质点的振幅都相同
B．	不同质点振动的频率都相同
C．	不同质点振动的相位都相同
D．	不同质点振动的周期都与振动片的周期相同
E．	同一质点处，两列波的相位差不随时间变化

（2）如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面， $\angle \mathrm{A}=90°$ ， $\angle \mathrm{B}=30°$ 。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。

（i）求棱镜的折射率；

（ii）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。

（1）声波在空气中的传播速度为 $340\mathrm{m}/\mathrm{s}$ ，在钢铁中的传播速度为 $1900\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 。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 $\lambda$ ，则它在钢铁中的波长为 $\lambda$ 的________倍。    

（2）如图， $\mathit{\Delta ABC}$ 是一直角三棱镜的横截面， $\angle A={90}^{\circ }$ ， $\angle B={60}^{\circ }$ ,一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出，EC垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点，不计多次反射。

（I）求出射光相对于D点的入射角的偏角。

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围。

(1)位于坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v =" 40" m/s ，已知t = 0时刻波刚好传播到x =" 13" m处，部分波形如图所示．则波源S起振时的振动方向沿y轴   方向(“正”或“负”)其振动的周期为         s．

⑵ 如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成。一束频率5.3×10¹⁴Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角。已知光在真空中的速度c=3×10⁸m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：
①光在棱镜中的波长是多大？
②该束光线第一次从CD面出射时的折射角。

（1）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,波源位于坐
标原点,在t =0时刻波源开始振动,在t ="3" s时刻的波形如图所示,此时,x ="3" m处的质点刚开始振动.则              (   )

A．波源开始振动时的方向沿y轴正方向	B．波源开始振动时的方向沿y轴负方向
C．t ="7" s时X ="2" m处的质点在波谷	D．t ="7" s时X ="6" m处的质点在波峰

（2）图示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R＝20cm，折射率为，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：
①光在圆柱体中的传播速度；
②距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点.

周期为2s的单摆叫做秒摆，秒摆的摆长是多少？把一个地球上的秒摆拿到月球上去，已知月球上的自由落体加速度为1.6，它在月球上做40次全振动要用多少时间？（g=10）

地震波的纵波和横波在地表附近的传播速度分别为9.1 km/s和3.7 km/s，在一次地震时某观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差50 s，地震的震源距这个观测站的距离约为多少千米？

如图12-4-7所示为一列机械波从一种介质进入另一种介质发生的现象，已知波在介质1中的波速为v₁，在介质2中的波速为v₂，则v₁∶v₂为多少？

图12-4-7

一声波在空气中的波长为25 cm，传播速度为340 m/s，该声波传入另一介质中时，波长为80 cm，则它在这种介质中的传播速度是多少？

利用超声波可以探测鱼群的位置.在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，向选定的方向发射出频率f=5.8×10⁴ Hz的超声波后，经过时间t="0.64" s收到从鱼群反射回来的反射波.已知这列超声波在水中的波长λ="2.5" cm,求鱼群到渔船的距离是多少？

某人想听到自己发出声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，那么它至少要离障碍物多远？

一平面波以30°的入射角投射到两种介质的交界面，发生折射的折射角为45°，当入射波的波长为10 cm时，那么折射波的波长是多少？

一声波在空气中的波长为25 cm，传播速度为340 m/s,该声波传入另一种介质中时，波长为8 cm，则它在这种介质中的传播速度是多少？

有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？（v_声="340" m/s）

某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，那么他至少要离障碍物多远？（原声与回声区分的最短时间0.1 s）