第3章 无处不在的波1:振动和机械波
- 格式:ppt
- 大小:9.36 MB
- 文档页数:42
第一章绪论——撩开物理学的神秘面纱第二章运动的描述1运动、空间和时间2质点和位移3速度和加速度第三章匀变速直线运动的研究1匀变速直线运动的规律2匀变速直线运动的实验探究3匀变速直线运动实例-自由落体运动第四章相互作用1重力与重心2形变与弹力3摩擦力第五章力与平衡1力的合成2力的分解3力的平衡4平衡条件的应用第六章力与运动1牛顿第一定律2牛顿第二定律3牛顿第三定律4超重与失重必修二第一章功和功率1机械功2功和能3功率4人与机械第二章能的转化与守恒1动能的改变2势能的改变3能量守恒定律4能源与可持续发展第三章抛体运动1运动的合成与分解2竖直方向上的抛体运动3平抛运动4斜抛运动第四章匀速圆周运动1匀速圆周运动快慢的描述2向心力与向心加速度3向心力的实例分析4离心运动第五章万有引力定律及其应用1万有引力定律及引力常量的测定2万有引力定律的应用3人类对太空的不懈追求第六章相对论与量子论初步1高速世界2量子世界选修三选修3-1第一章静电场导入神奇的静电第一节静电现象及其微观解释第二节静电力库仑定律第三节电场及其描述第四节电场中的导体第二章电势能与电势差导入电场力可以做功吗第一节电场力做功与电势能第二节电势与等势面第三节电势差第四节电容器电容专题探究电场部分专题探究示例第三章恒定电流导入历史的回眸第一节电流第二节电阻第三节焦耳定律第四节串联电路和并联电路第四章闭合电路欧姆定律和逻辑电路导入从闭合电路找原因第一节闭合电路欧姆定律第二节多用电表的原理与使用第三节测量电源的电功势和内电阻第四节逻辑电路与自动控制专题探究电路部分专题探究示例第五章磁场导入“迷路”的信鸽第一节磁场第二节用磁感线描述磁场第三节磁感应强度磁通量第四节磁与现代科技第六章磁场对电流和运动电荷的作用导入从奥斯特实验说起第一节探究磁场对电流的作用第二节磁场对运动电荷的作用第三节洛仑兹力的应用专题探究磁场部分专题探究示例选修3-2第一章电磁感应导入改变世界的线圈第一节磁生电的探索第二节感应电动势与电磁感应定律第三节电磁感应定律的应用第二章楞次定律和自感现象导入奇异的电火花第一节感应电流的方向第二节自感第三节自感现象的应用专题探究电磁感应的实验与调研第三章交变电流导入两种电源第一节交变电流的特点第二节交变电流是怎样产生的第三节交变电流中的电容和电感第四章远距离输电导入电如何到我家第一节三相交变电流第二节变压器第三节电能的远距离传输专题探究交变电流的实验与调研第五章传感器及其应用导入从“芝麻开门”说起第一节揭开传感器的“面纱”第二节常见传感器工作原理第三节大显身手的传感器专题探究传感器的实验与调研选修3-3第一章分子动理论导入走进微观世界第1节分子动理论的基本观点第2节气体分子运动与压强第3节温度与内能第二章固体导入从古陶器到纳米技术第1节晶体和非晶体第2节固体的微观结构第3节材料科技与人类文明第三章液体导入神奇的液体表面第1节液体的表面张力第2节毛细现象第3节液晶第四章气体导入从天气预报谈起第1节气体实验定律第2节气体实验定律的微观解释第3节饱和汽第4节湿度专题探究分子动理论及物质三态的实验与调研第五章热力学定律导入水库和水泵第1节热力学第一定律第2节能量的转化与守恒第3节热力学第二定律第4节熵——无序程度的量度第六章能源与可持续发展导入谢谢你;太阳第1节能源、环境与人类生存第2节能源的开发与环境保护专题探究能量与可持续发展的实验与调研综合内容与测试选修3-4第一章机械振动导入从我国古代的“鱼洗”说起第1节简谐运动第2节振动的描述第3节单摆第4节生活中的振动第二章机械波导入身边的波第1节波的形成和描述第2节波的反射和折射第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用第三章电磁波导入无处不在的电磁波第1节电磁波的产生第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护专题探究振动与波的实验与调研第四章光的折射与全反射导入美妙的彩虹第1节光的折射定律第2节光的全反射第3节光导纤维及其应用第五章光的干涉衍射偏振导入从五彩斑斓的肥皂泡说起第1节光的干涉第2节光的衍射第3节光的偏振第4节激光与全息照相专题探究光学部分的实验与调研第六章相对论与天体物理导入从双生子佯谬谈起第1节牛顿眼中的世界第2节爱因斯坦眼中的世界第3节广义相对论初步第4节探索宇宙综合内容与测试选修3-5第一章动量守恒研究导入从天体到微粒的碰撞第1节动量定理第2节动量守恒定律第3节科学探究——一维弹性碰撞第二章原子结构导入从一幅图片说起第1节电子的发现与汤姆孙模型第2节原子的核式结构模型第3节玻尔的原子模型第4节氢原子光谱与能级结构专题探究动量与原子的实验与调研第三章原子核与放射性导入打开原子核物理的大门第1节原子核结构第2节原子核衰变及半衰期第3节放射性的应用与防护第四章核能导入熟悉而又陌生的核能第1节核力与核能第2节核裂变第3节核聚变第4节核能的利用与环境保护专题探究原子核和核能利用的实验与调研第五章波与粒子导入奇异的微观世界第1节光电效应第2节康普顿效应第3节实物粒子的波粒二象性第4节“基本粒子”与恒星演化专题探究波粒二象性的实验与调研。
声波超声波3.8 声波3.8.1声波和声速声波是在弹性介质中传播的一种机械波(纵波).人对声音的感觉频率范围是20Hz—20kHz,称为声波.频率低于20Hz叫做次声波.频率高于20kHz的叫做超声波.100Hz1000Hz10kHz 所有物体的振动,传播出去都是声,但不是所有的声都能听到的.阻尼钢板钢板*声纹语音是人的自然属性之一,由于不同的人有不同的发音方式和习惯,发音的频率也就各不相同.因此,运用计算机对语音作分析、处理,利用这种声纹图中的特性差异,就可作为个人身份的识别.同一人说话不同人说话声速声波在介质中传播的速度.其大小因介质的性质和状态而异.声速的数值在固体中比在液体中大,在液体中又比在气体中大.它的大小还随大气温度的变化而变化.媒质温度℃声速m s-1空气0331氢01270水201400冰05100黄铜203500玻璃05500花岗岩03950铝205100在干燥空气中,音速的经验公式是:u=331.3+(0.606c)m s-1(c:摄氏气温)声压某一时刻,在介质中的某处,有声波传播时的压强与无声波传播时的压强之差.介质质量密度:ρ无声波时的压强:p 0有声波时右侧声压:p 0+p +d p 由牛顿第二定律:ax S S p p p S p p ⋅=++-+d )d ()(00ρ3.8.2声压和声强a x p ⋅=-d d ρxux t A d ])(cos[2ϕωωρ+--=积分后,得声压:])(sin[ϕωωρ+-=uxt A u p Au p ωρ=m 声压幅值(声幅):结论:声压随空间位置和时间作周期性变化,并且与振动速度同相位.定义:声波的声幅与介质质点振动速度的幅值之比值.声阻(表征介质传播声波的性质的物理量)])(sin[ϕωωρ+-=uxt A u p 声阻:up Z ρ==mmv 声强声波的强度称为声强.声强与声阻及声幅关系:Zp Zv A u I m 221212m222===ωρ在最佳音频(约1000~4000Hz)条件下,人对声强感受范围:3.8.3声强级和响度级实用上,听觉强度范围甚宽需要以更方便的单位来表示.即声强级L .单位:分贝(dB).定义为:1贝(B)=10分贝(dB)dBlg 10B lg 00I I I I L ==-12-2 声强级响度级在同一等响曲线上,它们表示同一响度等级.单位:方(phon).响度级大小是以频率为1000Hz的声音声强级分贝数为该响度级的方数.0方曲线为听阈曲线.120方曲线为痛阈曲线.正常人听力曲线耳疾病人听力曲线电子听力计发出不同音调(20Hz~20000Hz)和不同声强(-10db~100db)的纯音,测量病人的听力曲线.听力曲线的0分贝并不是都以I 0作为标准.而是以正常人的不同频率的听阈值作为标准.听力曲线3.9 超声和超声诊断超声的特性通常的超声波频率范围:Hz105~10298⨯⨯超声波具有声波的通性,由于频率高(波长短),因而还具备如下特点:1.方向性好.2.强度高.3.贯穿能力强.4.在声阻不同界面上产生显著反射.3.9.1超声波及应用原理超声的主要作用1.机械作用使介质中的离子受迫高频振动,强烈的振动能量能破坏物质的力学结构.如:高强度超声波在人体中传播,会对细胞组织产生直接的效应.2.空化作用在液体中传播时,稠区受压,稀区受拉.液体受拉形成空腔,下一个声压有使其迅速闭合,由此产生局部高压高温和放电现象,称空化作用.3.温热效应超声波能量被介质吸收而转化为热量,引起介质温度升高的现象.热效应早已应用于临床理疗,近来作为加热治疗癌症的一种热源受到重视.工程学方面:水下定位与通讯、地下资源勘查等;超声波的应用生物学方面:剪切大分子、生物工程及处理种子等;治疗学方面:理疗、治癌、外科、体外碎石、牙科等.3.9.2超声医学诊断A超(amplitude mode):是以回波振幅的大小和回波的疏密来显示人体组织的特征.图示的是A型超声诊断仪的原理示意图.纵坐标表示回波信号的强弱,横坐横表示回波的时间(或距离).超声回波以脉冲形式按时间先后在荧光屏上显示出来.B超(brightness mode):是以回波亮度的强弱来显示人体内部组织结构的图像.当探头按次序移动扫描时,屏幕上的点状回波与其同步移动.由于扫描形成与超声波方向一致的切面回波,所形成的图像属于二维图象,具有真实性强、直观性好、容易掌握和诊断方便等优点.M超(motion mode):是用于观察活动界面按时间变化的一种方法.最适用于检查心脏的活动情况,其曲线的动态改变称为超声心动图.它可将心脏各层结构的反射信号以点状回波显示在屏幕上.D 超(Doppler mode):是利用多普勒效应检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法.设超声波在人体组织的传播速度为u ,超声波频率为ν,且与血流方向成α角.νανu v u cos 0-=′ναανανcos cos cos 000v u v u v u u +=′+=′′-ναανννcoscos 2Δ00v u v +=′′=-频移002cos Δu v u ανν>>=v Q ∴0Δ2cos u ννα=v 血液流速为。
高中物理教材目录(人教版)目录-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理教材目录(人教版)必修一第一章运动的描述第一节认识运动第二节时间位移第三节记录物体的运动信息第四节物体运动的速度第五节速度变化的快慢加速度第六节用图象描述直线运动本章复习与测试第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动第二节自由落体运动规律第三节从自由落体到匀变速直线运动第四节匀变速直线运动与汽车行驶本章复习与测试第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系第二节研究摩擦力第三节力的等效和替换第四节力的合成与分解第五节共点力的平衡条件第六节作用力与反作用力本章复习与测试第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律第二节影响加速度的因素第三节探究物体运动与受力的关系第四节牛顿第二定律第五节牛顿第二定律的应用第六节超重和失重第七节力学单位本章复习与测试必修二第一章抛体运动第01节什么是抛体运动第02节运动的合成与分解第03节竖直方向的抛体运动第04节平抛物体的运动第05节斜抛物体的运动本章复习与检测第二章圆周运动第01节匀速圆周运动第02节向心力第03节离心现象及其应用本章复习与检测第三章万有引力定律及其应用第01节万有引力定律第02节万有引力定律的应用第03节飞向太空本章复习与检测第四章机械能和能源第01节功第02节动能势能第03节探究外力做功与物体动能变化第04节机械能守恒定律第05节验证机械能守恒定律第06节能量能量转化与守恒定律第07节功率第08节能源的开发与利用本章复习与检测第五章经典力学与物理学的革命第01节经典力学的成就与局限性第02节经典时空观与相对论时空观第03节量子化现象第04节物理学—人类文明进步的阶梯本章复习与检测选修3-1第一章电场第01节认识电场第02节探究静电力第03节电场强度第04节电势和电势差第05节电场强度与电势差的关系第06节示波器的奥秘第07节了解电容器第08节静电与新技术本章复习与测试第二章电路第01节探究决定导线电阻的因素第02节对电阻的进一步研究第03节研究闭合电路第04节认识多用电表第05节电功率第06节走进门电路第07节了解集成电路本章复习与测试第三章磁场第01节我们周围的磁现象第02节认识磁场第03节探究安培力第04节安培力的应用第05节研究洛伦兹力第06节洛伦兹力与现代技术本章复习与测试选修3-2第一章电磁感应第01节电磁感应现象第02节研究产生感应电流的条件第03节探究感应电流的方向第04节法拉第电磁感应定律第05节法拉第电磁感应定律应用(一)第06节法拉第电磁感应定律应用(二)第07节自感现象及其应用第08节涡流现象及其应用本章复习与检测第二章交变电流第三章第01节认识变交电流第四章第02节交变电流的描述第五章第03节表征交变电流的物理量第六章第04节电感器对交变电流的作用第七章第05节电容器对交变电流的作用第八章第06节变压器第九章第07节远距离输电第十章本章复习与检测第三章传感器第01节认识传感器第02节探究传感器的原理第03节传感器的应用第04节用传感器制作自控装置第05节用传感器测磁感应强度本章复习与检测选修3-3第一章分子动理论第01节物体是由大量分子组成的第02节测量分子的大小第03节分子的热运动第04节分子间的相互作用力第05节物体的内能第06节气体分子运动的统计规律本章复习与检测第二章固体、液体和气体第三章第01节晶体的宏观特征第四章第02节晶体的微观结构第五章第03节固体新材料第六章第04节液体的性质液晶第七章第05节液体的表面张力第八章第06节气体状态量第九章第07节气体实验定律(Ⅰ)第十章第08节气体实验定律(Ⅱ)第十一章第09节饱和蒸汽空气的湿度第十二章本章复习与检测第十三章热力学基础第十四章第01节内能功热量第十五章第02节热力学第一定律第十六章第03节能量守恒定律第十七章第04节热力学第二定律第十八章第05节能源与可持续发展第十九章第06节研究性学能源的开发利用第二十章本章复习与测试选修3-4第一章机械振动第01节初识简谐运动第02节简谐运动的力和能量特征第03节简谐运动的公式描述第04节探究单摆的振动周期第05节用单摆测定重力加速度第06节受迫振动共振本章复习与检测第二章机械波第01节机械波的产生和传播第02节机械波的图象第03节惠更斯原理及其应用第04节波的干涉与衍射第05节多普勒效应本章复习与检测第三章电磁振荡与电磁波第四章第01节电磁振荡第02节电磁场与电磁波第03节电磁波的发射、传播和接收第04节电磁波谱第05节电磁波的应用本章复习与检测第四章光第01节光的折射定律第02节测定介质的折射率第03节认识光的全反射现象第04节光的干涉第05节用双缝干涉实验测定光的波长第06节光的衍射和偏振第07节激光本章复习与检测第五章相对论第01节狭义相对论的基本原理第02节时空相对性第03节质能方程与相对论速度合成第04节广义相对论第05节宇宙学简介本章复习与检测。
第3章振动和波动3.1简谐振动所谓机械振动(mechanical vibration)是指物体在某一个位置附近所作的周期性运动。
它是物质运动的一种普遍形式。
诸如钟摆的运动、琴弦的振动、气缸中活塞的运动、心脏的跳动、固体晶格点阵中原子分子的振动等,都是机械振动。
广义上讲,振动并不仅仅限制在机械运动范围内,自然界中还有很多各式各样的振动,例如交流电路中电流与电压围绕一定数值往复变化、人的体温和身高的日夜变化、血液酸碱度的变化等都属于广义的振动现象,尽管形式不同,但是都遵循一些共同的规律。
鉴于机械振动的直观性和易于理解性,在本章内容中主要讨论机械振动,从而了解振动现象的一般规律。
振动的形式是复杂多样的,任何复杂的振动都可以看成是若干个最基本、最简单的振动合成的,这种最简单、最基本的振动就叫简谐振动(simple harmonic vibration)。
图3-1简谐振动3.1.1简谐振动方程弹簧振子是研究简谐振动的理想模型。
由轻弹簧和质量为的物体m所组成的系统称为弹簧振子,将此系统置于光滑的水平面上(运动时无阻尼),如图3-2所示。
设定弹簧自由伸张时物体m的位置设为坐标原点O,即平衡位置。
用x表示物体m离开O点的位移,也可表示弹簧的伸长量。
图3-2弹簧振子的简谐振动由胡克定律,物体所受到的弹力F 与物体m 相对平衡位置的位移x 成正比,即F kx=-(3-1)式中k 为轻弹簧的劲度系数,负号表示弹性力与物体位移的方向相反。
根据牛顿第二定律F ma =,并利用22d x a dt=,式(3-1)可表示为22d x m kx dt=-即22d x k x dt m=-给定的弹簧振子劲度系数k 和振子质量m 为常数且均为正值,可令k 与m 的比值等于 ,即2220d x x dt ω+=(3-2)这就是简谐振动的运动微分方程,其解为()cos +x A t ωϕ=(3-3)式中A 和ϕ为积分常数。
可见,物体m 的位移x 是时间t 的余弦(或正弦)函数,这种运动称为简谐振动。
人教(新教材)选择性必修第一册第3章:机械波1、如图所示,S1、S2为两个振动情况完全相同的相干波源,实线表示波峰,虚线表示波谷(不计波在向外传播中振幅的衰减),下列说法中正确的是()A.a点总处于波峰,b点总处于波谷B.c、d点可以处于波峰,也可以处于波谷C.a、b点振动振幅比波源振幅大D.振动加强和减弱区域交替变化2、(多选)关于机械振动和机械波,下列叙述正确的是()A.有机械振动必有机械波B.有机械波必有机械振动C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止3、如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时的波形图,虚线t =0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则()A.波的周期为2.4 sB.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 mD.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置4、(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应()A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来时,根据接收到的频率发生的变化,就可知汽车的速度,以便于交通管理C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D.有经验的战士从炮弹飞行的呼啸声判断飞行炮弹是接近还是远去5、(双选)一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c 为三个质点,a正向上运动.由此可知()A.该波沿x轴正方向传播B.c正向上运动C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置D.该时刻以后,b比c先到达最大位移处6、如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m.当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是()A.0.60 m B.0.30 mC.0.20 m D.0.15 m7、(双选)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,a、b、c 三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc.某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是与a相邻的两列波的波谷相遇点,则()A.a、b、c处都是振动加强的点B.b处是振动减弱的点C.经过T4质点b在波峰D.经过T4质点b在波谷8、(双选)一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点()A.它们的振幅相同B.质点D和E的速度方向相同C.质点A和C的速度方向相反D.从此时算起,质点B比F先回到平衡位置9、下列关于机械振动与机械波的说法,正确的是()A.机械波的频率与振源的振动频率无关B.机械波的传播速度与振源的振动速度无关C.质点振动的方向不一定垂直于波传播的方向D.机械波在介质中传播的速度由振源的频率决定10、关于波的干涉和衍射现象,下列说法中正确的是()A.一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象B.波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象C.只要是两列波叠加,都能产生稳定的干涉图样D.对于发生干涉现象的两列波,它们的振幅一定相同11、一列横波在某时刻的波形图像如图所示,此时质点F的运动方向向下,则下列说法正确的是()A.波水平向右传播B.质点H与质点F的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置D.此时刻质点C的加速度为零12、简谐横波某时刻的波形如图所示.a为介质中的一个质点,由图像可知()A.质点a的加速度方向一定沿y轴负方向B.质点a的速度方向一定沿y轴负方向C.经过半个周期,质点a的位移一定为负值D.经过半个周期,质点a通过的路程一定为2A13、近年来我国的航空事业迅速发展,战机的超音速飞行已十分普遍.当战机在上空返航时,地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响,引起房屋门窗的剧烈颤动.这是因为战机返航加速过程中,当战机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在战机的前方堆积形成音障,当战机加速冲破音障时而发出的巨大响声,称为音爆.关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近() A.音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱B.敲响一只音叉,不远处的另一只音叉也发出声音C.火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低D.在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话14、某列波在t=0时刻的波形如图中实线所示,虚线为t=0.3 s(该波的周期T>0.3 s)时刻的波形图,已知t=0时刻质点P向平衡位置方向运动,请判定波的传播方向并求出波速.15、如图所示,有一组学生做游戏来模拟波的传播.该游戏模拟的是________(选填“横波”或“纵波”)的传播,因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”).16、一列横波沿直线传播,某时刻的波形如图所示,质点A与原点O相距2 m;此时刻A点速度方向如图所示,若A再经过0.2 s后将第一次达到最大位移,求这列波的波长、波速和频率.人教(2019)选择性必修第一册第3章:机械波含答案1、如图所示,S1、S2为两个振动情况完全相同的相干波源,实线表示波峰,虚线表示波谷(不计波在向外传播中振幅的衰减),下列说法中正确的是()A.a点总处于波峰,b点总处于波谷B.c、d点可以处于波峰,也可以处于波谷C.a、b点振动振幅比波源振幅大D.振动加强和减弱区域交替变化解析:根据波形分布特点可知,该时刻对点a来说,它是波源S1的波峰与波源S2的波峰相遇,对点b来说,是两列波的波谷和波谷相遇,其振动应该是加强的,其振幅是两列波源的振幅之和,所以a、b两点的振幅大于波源的振幅,但位移也是呈周期性变化,不会总是波峰和波峰相遇,故A错误,C正确;点c、d是波峰与波谷相遇,振动减弱,振幅为零,故总是在平衡位置,故B错误;两列波产生的干涉现象是稳定的干涉现象,振动加强始终是振动加强,振动减弱始终是振动减弱,不会交替变化,故D错误.【答案】C2、(多选)关于机械振动和机械波,下列叙述正确的是()A.有机械振动必有机械波B.有机械波必有机械振动C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止解析:机械振动是形成机械波的条件之一,有机械波一定有机械振动,但有机械振动不一定有机械波,A错,B对.波在传播时,介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动,它们不随波的传播而发生迁移,C对.振源停止振动后,已形成的波仍继续向前传播,直到波的能量耗尽为止,D对.【答案】BCD3、如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时的波形图,虚线t =0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则()A .波的周期为2.4 sB .在t =0.9 s 时,P 点沿y 轴正方向运动C .经过0.4 s ,P 点经过的路程为4 mD .在t =0.5 s 时,Q 点到达波峰位置 解析:由题图知λ=8 m ,从两时刻的波形图可以看出,在Δt =0.6 s 时间内,波传播的距离Δx 1=3λ4=6 m ,Δt =3T 4=0.6 s ,周期T =0.8 s ,A 错误;波速v =λT=10 m/s ,t =0时刻P 点在平衡位置向y 轴负方向运动,经过0.9 s ,即118T ,P点正向y 轴负方向运动,B 错误;经过0.4 s ,即半个周期,P 点经过的路程为2A =0.4 m ,C 错误;经过0.5 s ,波向x 轴负方向平移Δx 2=v t =5 m ,可知Q 点处于波峰,D 正确.【答案】D4、(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应( )A .利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B .交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来时,根据接收到的频率发生的变化,就可知汽车的速度,以便于交通管理C .铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D .有经验的战士从炮弹飞行的呼啸声判断飞行炮弹是接近还是远去解析:多普勒效应是指波源或观察者发生移动,而使两者间的距离发生变化,使观察者接收到的频率发生了变化;利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对地球运动的速度,利用了多普勒效应,故A 正确;交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生的变化,可知道汽车的速度,以便于进行交通管理,利用了多普勒效应,故B 正确;铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况,是利用声音在固体中传播最快的特点,与多普勒效应无关,故C 错误;有经验的战士从炮弹飞行的呼啸声判断飞行炮弹是接近还是远去,频率变高表示靠近,频率降低表示远离,利用了多普勒效应,故D 正确.【答案】ABD5、(双选)一列简谐横波在x 轴上传播,某时刻的波形图如图所示,a 、b 、c 为三个质点,a 正向上运动.由此可知( )A .该波沿x 轴正方向传播B .c 正向上运动C .该时刻以后,b 比c 先到达平衡位置D .该时刻以后,b 比c 先到达最大位移处解析:由波传播的规律知质点的振动是先振动的质点带动后振动的质点,由题图a 质点运动情况,可知a 质点左侧质点先于a 质点振动,波是沿x 轴正方向传播的,选项A 正确;质点c 和质点a 之间有一波谷,质点c 振动方向与质点a 振动方向相反,质点c 向下运动,故选项B 错误;b 质点正向着平衡位置运动,故b 比c 先到达平衡位置,选项C 正确;c 比b 先到达偏离平衡位置的最远处,选项D 是错误的.【答案】AC6、如图所示,一列简谐横波向右传播,P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m .当P 运动到上方最大位移处时,Q 刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是( )A .0.60 mB .0.30 mC .0.20 mD .0.15 m解析:可以画出PQ 之间的最简单的波形,如图所示:由于P 、Q 之间可以含有多个完整的波形,则:x PQ =n +12λ(n =0,1,2……)整理可以得到:λ=2x PQ 2n +1(n =0,1,2……)当n=0时,λ=0.3 m当n=1时,λ=0.1 m,故选项B正确,A、C、D错误.【答案】B7、(双选)如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源,a、b、c 三点分别位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc.某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是与a相邻的两列波的波谷相遇点,则()A.a、b、c处都是振动加强的点B.b处是振动减弱的点C.经过T4质点b在波峰D.经过T4质点b在波谷解析:a、b、c各点到波源S1、S2的距离相等,三点都是振动加强点,选项A 正确,选项B错误;由题意可知b点是a、c两点的中点,某时刻a、c分别是波峰和波谷的位置,则经过T4两列波的波峰传到b,质点b在波峰,选项D错误,选项C正确.【答案】AC8、(双选)一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点()A.它们的振幅相同B.质点D和E的速度方向相同C.质点A和C的速度方向相反D.从此时算起,质点B比F先回到平衡位置【答案】AC9、下列关于机械振动与机械波的说法,正确的是()A.机械波的频率与振源的振动频率无关B.机械波的传播速度与振源的振动速度无关C.质点振动的方向不一定垂直于波传播的方向D.机械波在介质中传播的速度由振源的频率决定【答案】BC10、关于波的干涉和衍射现象,下列说法中正确的是()A.一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象B.波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象C.只要是两列波叠加,都能产生稳定的干涉图样D.对于发生干涉现象的两列波,它们的振幅一定相同【答案】A11、一列横波在某时刻的波形图像如图所示,此时质点F的运动方向向下,则下列说法正确的是()A.波水平向右传播B.质点H与质点F的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置D.此时刻质点C的加速度为零【答案】C12、简谐横波某时刻的波形如图所示.a为介质中的一个质点,由图像可知()A.质点a的加速度方向一定沿y轴负方向B.质点a的速度方向一定沿y轴负方向C.经过半个周期,质点a的位移一定为负值D.经过半个周期,质点a通过的路程一定为2A【答案】ACD13、近年来我国的航空事业迅速发展,战机的超音速飞行已十分普遍.当战机在上空返航时,地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响,引起房屋门窗的剧烈颤动.这是因为战机返航加速过程中,当战机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在战机的前方堆积形成音障,当战机加速冲破音障时而发出的巨大响声,称为音爆.关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近() A.音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱B.敲响一只音叉,不远处的另一只音叉也发出声音C.火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低D.在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话【答案】C14、某列波在t=0时刻的波形如图中实线所示,虚线为t=0.3 s(该波的周期T>0.3 s)时刻的波形图,已知t=0时刻质点P向平衡位置方向运动,请判定波的传播方向并求出波速.解析:由于在t=0时刻质点P向平衡位置方向运动,因此根据振动方向与波的传播方向的“上坡下,下坡上”关系可知,波向x轴负方向传播,从图中可知,此波的波长为λ=4 m,从实线到虚线经过的时间为0.3 s,因此周期满足的关系为n+34T=0.3 s,解得T=1.24n+3s(n=0,1,2,…),又因为T>0.3 s,因此只有n=0满足,此时T=0.4 s,根据波长、波速、周期的关系可知,波的传播速度为v=λT=10 m/s.答案:x轴负方向10 m/s填“横波”或“纵波”)的传播,因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”).【答案】横波垂直16、一列横波沿直线传播,某时刻的波形如图所示,质点A与原点O相距2 m;此时刻A点速度方向如图所示,若A再经过0.2 s后将第一次达到最大位移,求这列波的波长、波速和频率.解析:由图知波长λ=2×4 m=8 m由0.25T=0.2 s得周期T=0.8 sv=λT=80.8m/s=10 m/sf=1T=1.25 Hz。