机械波复习专题(学生)
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机械波目录题型一 机械波与波的图像类型1 波的形成及传播类型2 波的图像题型二 波的图像和振动图像的理解和应用题型三 波传播的周期性和多解性问题类型1 时间多解性类型2 空间多解性题型四 波的叠加与干涉题型五 波特有的现象题型一:机械波与波的图像1.传播特点(1)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变。
(4)波源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离,所以v=λT=λf。
2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图像“上下坡”法沿波的传播方向,“上坡”时质点向下振动,“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移,再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向类型1.波的形成及传播1(2023·浙江金华·模拟预测)杜甫曾在《曲江》中提到:穿花蛱蝶深深见,点水蜻蜓款款飞。
平静水面上的S处,“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谱波),A、B两点与S在同一条直线上,C、S在另外一条直线上。
图示时刻,A在波谷,B、C在不同的波峰上。
已知波速为v,A、B连线在水平方向的距离为a,则不正确的是()A.水波的波长为aB.A点振动频率为2vaC.到达第一个波峰的时刻,C比A滞后3avD.从图示时刻起,经过av的时间,B、C之间的距离增大了2(2023·江苏徐州·统考三模)如图,静止水面同一直线上的A、S、B为三个质点的平衡位置,它们的间距为AS=SB=3a。
一滴水落在S处,形成一列向四周传播的水波(可视为简谐波),当水波的同一波峰经过A、B处时,S处的质点刚好经过平衡位置,且S、A(或B)之间只有一个波谷。
专题(一)机械波的形成于传播1.关于机械振动和机械波的关系是()A.有振动必有波B.有波必有振动C.有振动不一定有波D.有波不一定有振动2.关于横波和纵波,下列说法中正确的是()A.横波和纵波都存在波峰和波谷B.横波和纵波的质点振动方向不同,因此,这两种波不可能沿同一方向传播C.地震中形成的彼,既有横波,也有纵波D.横渡与纵波都能在固体.液体.气体中传播3.在以下各种波中,属于机械波的有()A.水波B.光波C.无线电波D.地震波4.波在传播的过程中,正确的说法是()A.介质中的质点是随波迁移B.波源的振动能量随波迁移C.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递D.介质的质点每完成一次全振动,波向前传播一个波长的距离5.下列说法中,正确的是()A.打开香水瓶盖,较远处的人也能闻到香水味,是由于香水随声波传播的原因B.掉到池塘中心的皮球,不能通过搅动水来使它靠岸C.地震波中有横波,也有纵波,是一段时间只有根波,另一段时间只有纵波D.纵波中的疏部和密部是介质中的质点原来就分布好的,是固定不动的6.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况,以下正确的是()A.因为“随波逐流”木块将被推至远处B.因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况C.无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关7.关于振动和波的关系,说法正确的是()A.有机械振动就一定有机械波B.波动的频率等于介质中备质点的振动频率C.质点的振动方向总跟波的传播方向相同D.波的传播速度一定跟质点的振动速度相同8.下列说法正确的是()A.质点振动方向总是垂直于波传播方向B.只有横波的波形图才能作成正余弦曲线的形状,纵波则不能C.波动过程是运动形式和质点由近及远的传播过程D.如果振源停止振动,在介质中传播的波动不立即停止运动9.下列说法中不妥的是()A.在纵波中,质点的疏部中心位移和密部中心位移均为零B.横波中,质点在波谷时动能最小C.纵波中,疏部中心质点动能最小D.机械波是波的一种形式参考答案:1.BC 2.C 3.AD 4.BD 5.B6.C 7.B 8.D 9.C二.填空题1.质点的振动方向与波的传播方向______的波叫横波,质点的振动方向与波的传播方向______上的波叫纵波,不管横波还是纵波,传播时均需要.2._______________叫做机械波,机械波传播的只是____________,质点并不随波迁移.3.传播形成机械波,它是传递的一种形式.在波的传播过程中,质点作,波形在同一均匀介质中在波的传播方向上作运动.4.是常见的横波;是常见的纵波.5.A、B、C、D、E、F、G是一条绳上的七个点,当绳子的A端振动时,向右形成如图所示的绳波.(1)在图上标出各点位移和加速度方向;(2)波刚传到G,则波源A已振动了T,绳上的C点已振动了T.6.如图所示,是沿绳向右传播的一列横波.(1)在图上标出B、D两点的振动速度方向.(2)点正处于波峰,它此时具有最(填“大”与“小”)的位移,最.(填“大”与“小”)的加速度,最(填“大”与“小”)的速度.(3)再经T,A第一次回到平衡位置.7.AB为一弹性绳.设法在绳上传播一个脉冲的波,如图所示,当波从A向B传播时,绳上质点开始起振的速度方向是向,若波从B向A传播,绳上质点开始起振时,质点振动的速度方向是向.专题(二)机械波的图像和性质1.如图所示是一列横渡某一时刻的波动图象,下列关于各质点位移的说法,哪些正确(图中O为波源)()A.B、I有相同位移B.A、B有相同位移C.A、C、H有相同位移D.E、F有相同位移2.上题图中,关于各质点振幅的说法正确的是()A.只有B、I有相同振幅B.只有D、H有相同振幅C.只有A、C、H有相同的振幅D.所有各质点的振幅都相同3.上题图中,哪些质点与C点有相同的速度方向()A.D点、E点B.A点、H点C.B点、I点D.D点、C点4.如图为一列横波在某时刻的波形图,已知f质点此时刻的运动方向向下,则下列说法中正确的是()A.波向左传播,质点h运动方向向下B .波向右传播,质点c 的速度为零C .波向左传,质点b 运动方向向上D .无法判断波的传播方向及质点的运动方向5.如图所示为一列横波在某一时刻的波形图,已知波向右传播.则下列叙述正确的是( )A .经过一定时刻,C 点将运动到E 点处B .M 点和P 点的振动情况时刻相同C .O 点比M 点先到达最低位置D .B .D 两点的振动步调相反6.如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图,传播方向向左.则此时刻有( )A .各质点的位移都为5cmB .x =2m 处的质点速度沿y 轴正方向C .x =4m 处的质点加速度方向为正方向D .x =8m 处质点速度为正的最大值7.一列横波在某时刻的波形图如图所示.若质点O 此时向上运动,则波的传播方向 .若波向左传播,则此时振动方向向下的质点有 。
《机械波》期末复习专题高2015届班姓名:考试要求:1.机械波的产生(1)机械振动在介质中的传播形成机械波.(2)机械波的产生条件:必须要有波源和介质.2.机械波的分类(1)横波:质点的振动方向与传播方向垂直,凸起的最高处叫波峰,凹下的最低处叫波谷.(2)纵波:质点的振动方向与传播方向在同一条直线上,质点分布最密的地方叫密部,质点分布最疏的地方叫疏部.3.特点(1)机械波在传播运动形式的同时,也将波源的能量传递出去.(2)机械波的传播过程中,质点在各自平衡位置附近振动,不随波迁移.(3)介质中各个质点的振动周期和频率与波源的振动周期和频率相同.(4)离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动,各质点的起振方向相同.4.波动图象(1)表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.简谐波的图象为正弦或余弦曲线.(2)区分波动图象和振动图象①波动图象描述各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移,振动图象描述一个质点在各个时刻离开平衡位置的位移.②波动图象的横轴是各个质点的平衡位置,振动图象的横轴是时间轴.③具体对比如下表:①微平移法:沿波的传播方向将波的图象做一个微小平移,然后由两条波形曲线来判断.如图甲所示,虚线表示沿波的传播方向微平移波动图象后的图形,由图中可以看出,A质点运动方向向上,B质点运动方向向下.②上下坡法:沿波的传播方向看,上坡的点向下振动,下坡的点向上振动,即“上坡下、下坡上”.如图乙所示,将波动曲线看作人行走的路径,波的传播方向看作人行走的方向,则在A点处,人正在下坡,该处质点的振动方向向上;B点处,人正在上坡,该处质点的振动方向向下.③同侧法:质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧.如图丙所示,在波动图象上的A 点沿水平方向作一个箭头表示波的传播方向,再在竖直方向作一个箭头表示质点振动方向,则这两个箭头总是在波动曲线的同一侧.(4)在波的图象上各质点振动方向的规律①质点的起振方向与波源开始振动的方向一定相同.②处于最大位移处(波峰或波谷)的质点一定将向平衡位置运动.③处于相邻的波峰和波谷之间的质点的振动方向一定相同;处于波峰(或波谷)两侧位移都为正值(或都为负值)的质点的振动方向一定相反.④对于横波在最大位移两侧,哪侧附近的质点正向最大位移运动,波就向哪侧方向运动. 已知某时刻的波形图和波速可以画出在时间t Δ前(或后)的波形图,具体方法是:(1)平移法:先算出经时间t Δ波传播的距离x v t Δ=Δ,再把波形逆着(若顺着)波的传播方向平移x Δ即可,因为波动图像的重复性,若知波长λ,则波形平移n λ时波形不变,当x n x λ=+Δ时,可采取去整n λ留零x 的方法,只需平移x 即可.(2)特殊点法:(若知周期T 则更简单)在波形上找两个特殊点,如过平衡位置的点和它相邻的峰(谷)点,先确定这两点的振动方向,再看=t nT t +Δ,由于经nT 波形不变,所以可采取去整nT 留零t 的方法,分别作出两特殊点经t 后的位置,然后按正弦规律画出新波形.5.描述机械波的物理量(1)波长:两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.在横波中,两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长.(2)频率:波的频率由波源决定,无论在什么介质中传播,波的频率都不变. (3)波速:单位时间内振动向外传播的距离.波速的大小由介质决定.波速与波长和频率的关系:v f Tλλ==.6.波的现象 (1)衍射①波绕过障碍物继续传播的现象叫做衍射.②产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多.(2)波的叠加:几列波相遇时,每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰,只是在重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.(3)干涉①频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象.②产生稳定的干涉现象的必要条件:两列波的频率相同.③若两波源的振动步调一致,某点到两波源的距离之差为波长的整数倍,则该点为加强点;某点到两波源的距离之差为半波长的奇数倍,则该点为减弱点.这里的加强和减弱指的不是位移的增大或减小,而是振幅的增大和减小,即:加强的点只是振幅大了,并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位移都小.(4)多普勒效应:由于波源和观察者之间的相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应.如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小.7.惠更斯原理(1)波面:一系列同相位的波峰(波谷)形成的面.振动相位相同的各点组成的曲面.(2)波线:由波源发出的,指向波的传播方向的射线为波线.(3)波前:某一时刻波动所达到最前方的各点所连成的曲面.波前是最前面的波面 (4)惠更斯原理:介质中任一波面上的各点都可以看成发射(子波)的波源,其后任意时刻这些子波在前进方向上的包络面就是新的波面.【基本概念】问题:【例1】 下列关于机械波的说法中正确的是( ABD )A.介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动B.传播波的过程中相邻质点间必有相互作用力C.随着波的传播,介质中的各质点也将由近及远地迁移出去D.将相邻的两个质点比较,离波源近的质点带动离波源远的质点振动【例2】 下列有关纵波与横波的说法,正确的是( CD )A .振源上下振动形成的波是横波B .振源水平振动形成的波是纵波C .波沿水平方向传播,质点上下振动,这类波是横波D .质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,这类波是纵波【例3】 如图所示,为沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间距离相等,其中O 是波源.设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过4T,质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和介质中波的说法中正确的是( ACD )A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振位置和起振方向是不同的C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时,通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后4T D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,但如果质点1发生的是第100次振动,那么质点9发生的就是第98次振动【例4】 一个小石子落入平静的湖面中央,圆形波纹一圈圈向外传播,有一片树叶落在水面上,则树叶( C )A .逐渐漂向湖心B .逐渐漂向湖畔C .在落下的地方上下动荡D .沿树叶所在的圆圈做圆周运动【例5】 关于波速,下列说法正确的是 ( B )A .反映了介质中质点振动的快慢B .反映了振动在介质中传播的快慢C .波速由介质和波源共同决定D .由v f λ=知,波速由频率与波长决定【例6】 关于波的频率,下列说法中正确的是( AB )A.波的频率由波源决定,与介质无关B.波的频率等于各质点的振动频率C.波从一种介质进入另一种介质时频率可能改变D.波的频率由波长和波速决定【例7】 一列简谐波在第一种介质中的波长为λ1,在第二种介质中传播时波长为λ2,且λ2=4λ1,那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为( B ) A.4:1,1:1B.1:1,1:4C.1:1,4:1D.1:4,1:1【例8】 有一频率为0.5Hz 的简谐波,波速为4m /s,沿波传播方向上有相距1m 的两个质点,它们相继到达波峰的时间差为( D ) A.2sB.1sC.0.5sD.0.25s【例9】 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s 和9km/s .一种简易地震仪由竖直弹簧振子P 和水平弹簧振子H 组成.在一次地震中,震源在地震仪下方,观察到两振子相差5s 开始振动,则( A ) A .P 先开始振动,震源距地震仪约36km B .P 先开始振动,震源距地震仪约25km C .H 先开始振动,震源距地震仪约36km D .H 先开始振动,震源距地震仪约25km【例10】 一列简谐横波沿直线传播,A 和B 是该直线上的两点,相距1.2m.当横波刚好到达其中某一点时开始计时,已知4s 内A 点完成了8次全振动.B 点完成了10次全振动,则该波的传播方向及其波速分别是( A ) A.方向由B 向A,v=1.5m /s B.方向由A 向B,v=1.5m /s C.方向由A 向B,v=0.3m /sD.方向由B 向A,v=0.3m /s【例11】 一列简谐横波沿x 轴传播,某时刻波上A 、B 两质点都在平衡位置,这时两点间相距3m,且在两点间只有一个波峰,则这列波的波长可能为(B )例题精讲A.2mB.3mC.4mD.5m 【图像】问题:【例12】 一列简谐横波沿x 轴正方向传播,某时刻(设0t =)波传播到x 轴上的B 质点,在它左边的A 质点正在负最大位移处,如图所示,在0.6s t =时,质点A 第二次出现在正的最大位移处,则( B ) A .该简谐波的波速等于10m/sB .0.6s t =时,质点C 在平衡位置处且向上运动 C .0.6s t =时,质点C 在平衡位置处且向下运动D .当质点E 第一次出现在正最大位移处时,质点B 恰好在平衡位置且向下运动【例13】 如图所示,一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,周期为0.50s .某一时刻,离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为1P ,2P ,3P ,已知1P 和2P 之间的距离为20cm ,2P 和3P 之间的距离为80cm ,则1P 的振动传到2P 所需的时间为( A ) A .0.50sB .0.13sC .0.10sD .0.20s【例14】 如图所示的是一列横波在某时刻的波的图像,质点D 的运动方向向上,则下列说法正确的是( C )A .波沿x 轴正方向传播B .质点,E G 的运动方向相同C .质点B 比A 先回到平衡位置D .质点F 的加速度为0【例15】 如图为一简谐波在0t =时刻的波形图,介质中的质点P 做简谐运动的表达式为s i n 5πy A t =,求该波的速度,并画出0.3s t =时的波形图(至少画出一个波长)【例16】 如图,一列简谐横波沿x 轴正方向传播,实线和虚线分别表示10t =和20.5s t =(0.5s T >)时的波形,能正确反映37.5s t =时波形的是图( D )【例17】 一列简谐横波在0t =时的波形如图所示,经过1.2s 该波形恰好第三次重复出现.根据以上信息,下列各项不能唯一确定......的是( D ) A .波传播的速度大小B .经过0.3s ,8m x =处的质点P 通过的路程C .0.6s t =时,8m x =处的质点P 的速度方向D .0.6s t =时的波形图【振动波动综合】问题:【例18】 下列关于简谐运动和简谐波的说法正确的是( BD )A .弹簧振子的周期与振幅有关B .横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C .在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D .单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率【例19】 如图所示,实线为一列横波某时刻的图象,这列波的传播速度为0.25m/s ,经过时间1s 后的波形为虚线所示.那么这列波的传播方向与在这段时间内质点P (0.1m)x =所通过的路程是( C )A .向左,10cmB .向右,30cmC.向左,50cm D.向右,70cm【例20】如图所示,甲图为一沿x轴正向传播的简谐波在t=0时刻的波形图,a、b、c、d是这列波上的四个质点.则乙图是哪个质点的振动图像?( B )A.a B.b C.c D.d【例21】如图是一列简谐波在0t=时的波形图,介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为10sin5cmy tπ=.关于这列简谐波,下列说法中正确的是( D )A.这列简谐波的振幅为20cmB.这列简谐波的周期为5.0sC.这列简谐波在该介质中的传播速度为25cm/sD.这列简谐波沿x轴正向传播【例22】一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为λ.若在0x=处质点的振动图像如右图所示,则该波在/2t T=时刻的波形曲线为( A )【例23】如图所示是沿x轴传播的一列简谐波在某时刻的波形图.已知波的传播速度为4m/s,从此时起,图中所标的P质点比Q质点先回到自己的平衡位置.下列说法中正确的是( C )A.这列波一定沿x轴正向传播B.这列波的周期是0.25sC.从此时起0.25s末P质点的速度和加速度都沿y轴正向D.从此时起0.25s末Q质点的速度和加速度都沿y轴负向【例24】弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当0t=时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动,在0.25st=时,绳上形成如图所示的波形,则该波的波速为____20___cm/s,t= 2.75 s时,位于245cmx=的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置.【波动现象】问题:【例25】声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物,这是因为( C )A.声波是纵波,光波是横波 B.声波振幅大,光波振幅小C.声波波长较长,光波波长很短 D.声波波速较小,光波波速很大【例26】下列关于波的衍射的说法正确的是( ABD )A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大【例27】下列关于波的叠加的说法中,正确的是( BCD )A.两列波相遇后,振幅小的波振动减弱,振幅大的波振动得以加强B.两列波相遇后,两列波的振动情况与相遇前完全相同C.在两列波相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和D.几个人在同一房间说话,相互间听得清楚,这说明声波相遇时互不干扰【例28】波源在绳的左端发出半个波①,频率1f,振幅1A;同时另一波源在绳右端发出半个波②,频率2f(21f f>),振幅2A,P为两个波源的中点,如图所示,下列说法错误的是( BC )A .两列波同时到达P 点B .两列波相遇时P 点波峰值可达到12A AC .两列波相遇再分开后,各自保持原波形传播D .因频率不同,这两列波相遇不能叠加【例29】 如图所示,1S 、2S 是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同.实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷.关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点,下列说法中正确的有( A )A .a 质点振动最弱,b 、c 质点振动最强,d 的质点振动既不是最强也不是最弱B .a 质点振动最弱,b 、c 、d 的质点振动都最强,因而b 、c 、d 质点的位移一定最大C .a 质点的振动始终是最弱的,b 、c 、d 质点的振动始终是最强的D .再过/4T 后的时刻,a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置,因此振动最弱【例30】 两列振幅相同(振幅设为A )的波在相遇区域发生了稳定的干涉现象,在其干涉图样中有A 、B 、C 三点,如图所示(实线表示波峰,虚线表示波谷),下列说法正确的是( BD ) A .A 点为振动加强点,所以A 点的位移不可能为零 B .B 点始终处于平衡位置 C .C 点的振幅为2AD .从图示开始经4T时间,A 点的位移为零【例31】 关于波的干涉现象,下列说法中正确的是( BCD )A.两列波在相遇的区域内,一定能发生干涉现象B.两列波相互干涉是波叠加的结果C.频率不同的两列波叠加时,不可能发生干涉现象D.只有频率相同的两列波相遇时,才可能形成干涉图样【例32】 利用发波水槽得到的水面波形如a ,b 所示,则( D )A .图a 、b 均显示了波的干涉现象B .图a 、b 均显示了波的衍射现象C .图a 显示了波的干涉现象,图b 显示了波的衍射现象D .图a 显示了波的衍射现象,图b 显示了波的干涉现象【例33】 关于多普勒效应的说法中,正确的是( BD )A.只要波源在运动,就一定能观察到多普勒效应B.当声源静止.观察者运动时,也可以观察到多普勒效应C.只要声源在运动,观察者总是感到声音的频率变高D.当声源相对观察者运动时,观察者听到的声音的音调可能变高,也可能变低【例34】 当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到的汽笛声的音调变高了,这是因为( C )A.声源振动的频率变高了B.声波传播的速度变大了C.耳膜振动的频率变大了D.耳膜振动的频率变小了【例35】 如图表示一个机械波的波源S 做匀速运动的情况,图中的圆表示机械波的波面,A 、B 、C 、D是四个观察者的位置,由图可以看出( AC )A.波源正在向A 运动B.波源正在向C 运动C.B 点的观察者接收到的频率最低D.D 点的观察者接收到的频率最高【例36】 医院有一种先进的检测技术——彩超.这一技术是,首先向病人体内发射频率已精确掌握的超声波,超声波经血液反射后被专用仪器接收,同时测出反射波的频率变化,最后就可知道血液的流速.则这一技术主要体现了下列哪一种物理现象( A ) A .多普勒效应B .波的衍射C .波的干涉D .共振【例37】 下列说法中不正确的是( BC )A .只有平面波的波面才与波线垂直B .任何波的波线与波面都相互垂直C .任何波的波线表示波的传播方向D .有些波的波面表示波的传播方向温馨提示:本章是高中比较重要的内容,也是高二期末必考内容,更是高考的选择题常考重要内容。
2000-2008年高考试题分类汇编:机械振动机械波选择题1、(08全国卷1)16.一列简谐横波沿x轴传播,周期为T,0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于3 m处的质点正在向上运动,若a、b两质点平衡位置的坐标分别为2.5m, 5.5 m,则A.当a质点处在波峰时,b质点恰在波谷4时,a质点正在向y轴负方向运动34时,b质点正在向y轴负方向运动D.在某一时刻,a、b两质点的位移和速度可能相同答案:C解析:由图可看出波长为4m,0时刻3m处的质点向上振动,可得该波向左传播。
将整个波形图向左平移1.5m时,a质点到达波峰,此时b质点正好在平衡位置,与0时刻平衡位置在7m处的质点振动状态一样,故a质点到达波峰时,b质点正在平衡位置并向上振动,A错;将图像整体向左平移1m,即波传播4时,a的振动状态与与0时刻平衡位置在3.5m处的质点振动状态一样,即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动,B错;将图像整体向左平移3m,即波传播34时,a的振动状态与与0时刻平衡位置在9.5m处和1.5m的质点振动状态一样,即处在平衡位置下方并向y轴负方向运动,C对;a、b 质点相隔3m,即相差34,速度相同的质点应当在半周期内才会出现,故D错。
2、(08全国卷2)17.一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为A。
0时,平衡位置在0处的质元位于0处,且向y轴负方向运动;此时,平衡位置在0.15m处的质元位于处.该波的波长可能等于A .0.60mB .0.20mC .0.12mD .0.086m 答案:解析:因为波沿正方向传播,且0处质点经平衡位置向y 轴负方向运动,故此时波形图为正弦函数图像,则0.15m =λ)41(+n ,当0时,m 60.0=λ,A 项正确;当1时,m 12.0=λ,C 项正确;当n ≥3时,m 066.0≤λ,D 项错。
3、(08北京卷)16.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。
一顶点由平衡位置竖直向上运动,经0.1 s 到达最大位移处.在这段时间内波传播了0.5 m 。
机械波知识复习归纳资料一、知识点归纳 1. 机械波的形成(1)产生机械波的两个条件:波源及介质,两者缺一不可。
原因:介质间存在相互作用力理解机械波的研究对象是无数个质点,且都在做振幅、周期(或频率)相同,但初相依次落后的简谐振动。
(2)简谐波:波源做简谐振动,传播方向单一且振幅不变,波形图为正弦或余弦线的波为简谐波。
(3)横波、纵波(4)理解质点的振动轨迹、振动方向(或质点的运动速度方向)、波的传播方向三者的关系。
(5)机械波传播的本质①机械波传播的是振动的形式和能量,质点在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移。
实质:通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去。
波的传播是匀速的。
② 形象直观地看:是正弦(或余弦)曲线的形状沿传播方向的匀速平移。
2. 描述机械波的物理量(1)周期T :介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与波源的振动周期相同。
由波源决定,与介质无关。
(2)波长λ:由介质、波源共同决定 ① 相邻两个同相质点间的距离② 对于横波传播时:相邻两个波峰或波谷质点间的距离。
对于纵波传播时:相邻两个密部中央质点或疏部中央质点间的距离。
③ 机械波在一个周期内传播的距离 (3)波速v在现在学习范围内,机械波的传播速度只与介质本身的性质有关,与周期、频率、波长、波幅(振幅)无关。
(4)波速、波长、周期(或频率)三者的关系fTv λλ==3. 波的图像(1)了解波的图象的物理意义、会画波的图象、能从波的图象找出所包含的规律。
作波的图象的两种方法① 平移法:先算出经Δt 时间波传播的距离t v x ∆=∆,再把波形沿波的传播方向平移Δx 即可。
因为波动图象的重复性,若已知波长λ,则波形平移n 个λ时波形不变。
当Δx =n λ+x 时,可采取去整n λ留零x 的方法,只需平移x 即可。
② 特殊点法:在波形上找两特殊点,如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点,先确定这两点的振动方向,再看Δt=nT+t 。
高中物理复习机械波一、知识网络二、画龙点睛概念1、机械波(1)机械波:机械振动在介质中的传播,形成机械波。
(2) 机械波的产生条件:①波源:引起介质振动的质点或物体②介质:传播机械振动的物质(3)机械波形成的原因:是介质内部各质点间存在着相互作用的弹力,各质点依次被带动。
(4)机械波的特点和实质①机械波的传播特点a.前面的质点领先,后面的质点紧跟;b.介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动,并不沿波的方向发生迁移;c.波中各质点振动的频率都相同;d.振动是波动的形成原因,波动是振动的传播;e.在均匀介质中波是匀速传播的。
②机械波的实质a.传播振动的一种形式;b.传递能量的一种方式。
(5)机械波的基本类型:横波和纵波①横波:质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波,叫做横波。
表现形式:其中凸起部分的最高点叫波峰,凹下部分的最低点叫波谷。
横波表现为凹凸相间的波形。
实例:沿绳传播的波、迎风飘扬的红旗等为横波。
②纵波:质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波,叫做纵波。
表现形式其中质点分布较稀的部分叫疏部,质点分布较密的部分叫密部。
纵波表现为疏密相间的波形。
实例:沿弹簧传播的波、声波等为纵波。
2、波的图象(1)波的图象的建立①横坐标轴和纵坐标轴的含意义横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置;纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。
从形式上区分振动图象和波动图象,就看横坐标。
②图象的建立:在xOy坐标平面上,画出各个质点的平衡位置x与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x,y),并把这些点连成曲线,就得到某一时刻的波的图象。
(2)波的图象的特点①横波的图象特点横波的图象的形状和波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布形状相似。
波形中的波峰也就是图象中的位移正向最大值,波谷即为图象中位移负向最大值。
波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。
在横波的情况下,振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线,就是波的图象,能直观地表示出波形。
高考物理专题复习:机械波的概念及描述一、单选题1.一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t=2s时的波形如图(a)所示,x=2m处质点的振动图像如图(b)所示,则波速可能是()A.15m/s B.25m/s C.35m/s D.45m/s2.一列波长大于3.6m的简谐横波沿直线方向由a向b传播,a、b相距6m,a、b两质点的振动图像如图所示。
由此可知()A.3s末a、b两质点的位移相同B.该波的波速为2m/sC.该波的波长为4m D.该波由a传播到b历时1.5s3.如图所示x轴上,波源在原点O处,Oa=3m,O b=4m,Oc=6m。
t=0时,波源从平衡位置开始竖直向上振动,形成分别沿x轴向正方向和负方向传播的简谐横波,t=6s时,质点a 第一次到达最高点,同时质点c刚好开始振动。
下列说法正确的是()A.该波的周期为12sB.该波的波速为0.5m/sC.t=6s时b处的质点正在向下运动D.若波源停止振动,则a、b、c三点处的质点将同时停止振动4.如图所示,图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像,图乙为参与波动的质点P的振动图像,则下列说法中正确的是()A.该波的传播速度为3m/sB.该波沿x轴正方向传播C.0-2s时间内,质点P沿x轴向左运动了4mD.0-2s时间内,质点P的位移为零,运动的路程为5cm5.某一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10m的两质点,波先传到P,当波传到Q开始计时,P、Q两质点的振动图像如图所示。
则()A.质点P开始振动的方向沿y轴负方向B.该波从P传到Q的时间可能为7sC.该波的传播速度可能为2m/s D.该波的波长可能为6m6.图甲为一简谐横波在t=0时刻的波形图像,图乙为横波中x=1cm处质点A的振动图像,下列说法正确的是()A.波的传播方向沿轴负方向B.波的传播速度大小为0.01m/sC.在t=0时刻,质点A的振动速度大小为0D.在t=1s时刻,质点A的振动加速度大小为07.手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波,P、Q为绳上的两点。
(九)高二物理复习《机械振动和机械波》1.下列关于波的衍射的说法正确的是()A.衍射是一切波特有的现象B.对同列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大2.一列向x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图1 所示,A、B、C分别是x=0、x=1 m和x =2 m处的三个质点.已知该波周期为4 s,则()A.对质点A来说,在第1 s内回复力对它做正功B.对质点A来说,在第1 s内回复力对它做负功C.对质点B和C来说,在第1 s内回复力对它们做功相同D.对质点B和C来说,在第1 s内回复力对它们做功不同3.一质点做简谐运动的图象如图2所示,下列说法正确的是()图2A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是20 cmC.第4 s末质点的速度是零D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相同4.如图3所示,为一列简谐横波在某一时刻的波的图象,A、B、C是介质中的三个质点.已知波是向x 正方向传播的,波速为v=20 m/s,下列说法中正确的是()A.这列波的波长是10 mB.质点A的振幅为零C.质点B此刻向y轴正方向运动D.质点C再经过0.15 s通过平衡位置5.如图4所示为一在光滑的水平面上振动的弹簧振子的振动图象,弹簧的劲度系数为20 N/cm,在图中A点对应的时刻()A.振子所受的弹力大小为0.5 N,方向指向x轴的负方向B.振子的速度方向指向x轴的正方向C.在0~4 s内振子做了1.75次全振动D.在0~4 s内振子通过的路程为0.35 cm,位移为06.(2010·湖北联考)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.80 m的圆周做匀速圆周运动,一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止,如图5所示,下列判断正确的A.观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600 HzB.观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600 HzC.观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600 HzD.观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600 Hz7.在一单摆装置中,摆动物体是个装满水的空心小球,球的正下方有一小孔,当摆开始以小角度摆动时,让水从球中连续流出,直到流完为止,由此摆球的周期将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大8.(2010·天津和平区质量调查)如图7所示,均匀介质中振动情况完全相同的两波源S1、S2分别位于x1=-2×10-1m和x2=12×10-1m处,t=0时刻以频率为f=10 Hz同时开始向上振动,振幅为A=2 cm,波的传播速度为v=4 m/s,P、M、Q三质点的平衡位置离O点距离分别为OP=0.2 m和OM=0.5 m、OQ=0.8 m.则下列关于各质点运动情况判断正确的是()图7A.t=0.1 s时刻质点Q开始沿y轴正方向运动B.经t=0.175 s,质点P通过的路程为14 cmC.t=0.275 s时刻,质点M的位移为+4 cmD.t=0.35 s时刻,S1S2之间(不包括S1、S2点)振动位移为零的点共有三处9.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,其振幅为2 cm,波速为30 cm/s,在传播过程中,介质中相距30 cm 的两质点a、b,某时刻均在x轴上方距离x轴1 cm的位置,此时两质点运动方向相反,如图8所示,则下列说法正确的是()A.从此时刻起,经过1秒钟a质点运动到b位置处B.此时a、b两质点加速度大小相等,方向相反C.b质点可能比a质点先回到平衡位置D.a质点速度最大时,b质点速度为010.一列简谐横波某时刻的波形图如图10甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示.(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为多少?(2)若该波能发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸应满足什么条件?(3)从该时刻起,再经过Δt=0.4 s,P质点通过的路程和波传播的距离分别为多少?(4)若t=0时振动刚刚传到A点,从该时刻起再经多长时间图甲中横坐标为45 m的质点(未画出)第二次位于波峰?11. (2010·高考上海卷)声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物, 这是因为()A. 声波是纵波, 光波是横波B. 声波振幅大, 光波振幅小C. 声波波长较长, 光波波长较短D. 声波波速较小, 光波波速很大13如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况, 图中的圆表示波峰. 观察到的波的频率最低的点是A. A点B. B点C. C点D. D点12.(2011·高考重庆理综卷)介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动, 产生的简谐波沿x轴正向传播, t0时刻传到L处, 波形如图所示. 下列能描述x0处质点振动的图像是()13. (2012·浙江温州五校联考)如图所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在某时刻的波形图, 波速为2m/s, 此时P点振动方向沿y轴负方向, 则()A. 机械波传播的方向沿x轴正方向B. P点的振幅比Q点的小C. 经过Δt=4 s, 质点P将向右移动8 mD. 经过Δt=4 s, 质点Q通过的路程是0.4 m14 (2011·高考上海单科卷)两列简谐波沿x轴相向而行, 波速均为v=0.4 m/s, 两波源分别位于A、B处, t=0时的波形如图所示. 当t=2.5 s时, M点的位移为________cm, N点的位移为________cm.15.(2010·高考课标全国理综卷)波源S1和S2振动方向相同, 频率均为4 Hz, 分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处, OA=2 m, 如图所示. 两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播, 波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同. 求:(1)简谐横波的波长;(2)OA间合振动振幅最小的点的位置.16. 某时刻的波形图如图所示, 波沿x轴正方向传播, 质点P的坐标x=0.32 m. 从此时刻开始计时:(1)若每间隔最小时间0.4 s重复出现波形图, 求波速;(2)若P点经过0.4 s第一次达到正向最大位移, 求波速;(3)若P点经过0.4 s到达平衡位置, 求波速.基础训练1.如图所示为一列向右传播的简谐波在传播过程中某一时刻的图像,则()①A和C两质点的运动方向始终相反②B和C两质点的运动方向始终相同③从本图像所示的这一时刻起,质点F将比质点E早到达平衡位置④D、E、F各点的振幅相同以上说法正确的是()A.①④B.②③C.①③④D.③④2.(2011·安徽)一列简谐波沿x 轴正方向传播,在t =0时波形如图1所示.已知波速为10 m/s ,则t =0.1 s 时正确的波形应是图2中的( )3.下图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A 正向上运动,如图中箭头所示.由此可判定此横波( )A .向右传播,且此时质点B 正向上运动 B .向右传播,且此时质点C 正向下运动 C .向左传播,且此时质点D 正向上运动 D .向左传播,且此时质点E 正向下运动 4.(2012·天津)沿x 轴正向传播的一列简谐横波在t =0时刻的波形如图所示,M 为介质中的一个质点,该波的传播速度为40 m/s ,则t =140 s 时( )A .质点M 对平衡位置的位移一定为负值B .质点M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C .质点M 的加速度方向与速度方向一定相同D .质点M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反5.(2012·西安质检)图甲为一简谐横波在t =0.10 s 时刻的波形图,P 是平衡位置为x =1 m 处的质点,Q 是平衡位置为x =4 m 处的质点,图乙为质点Q 的振动图像,则A .t =0.10 s 时,质点Q 的速度方向向上B .该波沿x 轴正方向传播C .该波的传播速度为40 m/sD .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,质点P 通过的路程为30 cm6.如图甲所示,波源S 从平衡位置开始上下(y 轴方向)振动,产生的简谐波向右传播,经0.1 s 后P 点开始振动,已知SP =2 m ,若以P 点开始振动作为计时起点,图乙为P 点的振动图像,则下列说法中正确的是( )A .该简谐波的波速为20 m/sB .该波的周期为0.4 sC .波源S 最初是向下振动D .该波的波长为20 m7.如图所示,一列简谐横波沿x 轴传播,实线和虚线分别表示t 1时刻和t 2时刻的图像,其中t 2=t 1+58 s ,已知波的频率为2 Hz ,则下列关于波的传播方向和传播距离Δx 的判断正确的是( )A .此波沿x 轴正方向传播,Δx =3 mB .此波沿x 轴负方向传播,Δx =9 mC .此波沿x 轴负方向传播,Δx =3 mD .此波沿x 轴正方向传播,Δx =15 m8.如图所示,实线是一列简谐波在某一时刻的波形图线,虚线是0.2 s 后它的波形图线.这列波可能的传播速度为( )A .5 m/sB .10 m/sC .15 m/sD .20 m/s9.(2012·浙江部分学校联考)如图所示,简谐横波a 沿x 轴正方向传播,简谐横波b 沿x 轴负方向传播,波速都是10 m/s ,振动方向都平行于y 轴,t =0时刻,这两列波的波形如图所示.下图画出的是平衡位置在x =2 m 处的质点从t =0开始在一个周期内的振动图像,其中正确的是10.一列机械波沿直线ab 向右传播,ab =2 m ,a 、b 两点的振动情况如下图所示.下列说法中正确的是A .波速可能是23 m/sB .波长可能是83 mC .波速可能大于23 m/sD .波长可能大于83 m/s11.(2012·浙江部分学校联考)沿x 轴方向的一条细绳上有O 、A 、B 、C 四点,OA =AB ,BC =5AB .质点O 在垂直于x 轴方向做简谐运动,沿x 轴传播形成横波,t =0时刻,O 点开始向上运动,经t =0.2 s ,O 点第一次到达上方最大位移处,这时A 点才开始往上运动.那么在t =2.5 s 时刻,关于质点B 和C 的运动情况,以下描述中正确的是A .B 点位于x 轴下方 B .C 点位于x 轴下方C .B 点正向上运动D .C 点正向上运动12.图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为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13.(2012·课标全国)一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图(a)所示,x=0.30 m处的质点的振动图线如图(b)所示,该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴________(选填“正向”或“负向”).已知该波的波长大于0.30 m,则该波的波长为________m.14.弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当t=0时使其开始沿y轴做振幅为8 cm的简谐运动,在t=0.25 s时,绳上形成如图所示的波形,则该波的波速为__________cm/s;在t=__________ s时,位于x2=45 cm处的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置.15.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于x=2 m、x=4 m处.从t=0时刻开始计时,当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰.(1)求波速.(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程).。
高二物理《机械振动和机械波》专题一、知识结构横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置1. 重点:波的图象与波的传播规律(f v λ=)2. 振动图象与波动图象的区别(注意横坐标的单位或数量级)3. 介质中的各质点只在其平衡位置附近做(受迫)简谐振动,在波的传播方向上无迁移。
4. 注意振动和波的多解问题,受迫振动的周期。
5. 简谐振动过程中(或简谐振动过程中通过某一位置时)位置、位移、路程、振幅、速度、动能、动量、势能、总能量的大小、方向等之间的联系及区别 6. 秒摆的周期是2s 。
单摆的周期与摆长和地理位置有关;与摆球质量无关,与振幅无关(摆角05<θ);重力加速度g 由赤道到两极逐渐增大,随高度的增加而减小。
弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数有关,与摆球质量有关. 与地理位置无关,与振幅无关。
三、【典型例题分析】【例1】一弹簧振子做简谐运动,振动图象如图6—3所示。
振子依次振动到图中a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、h 各点对应的时刻时,(1)在哪些时刻,弹簧振子具有:沿x 轴正方向的最大加速度;沿x 轴正方向的最大速度。
(2)弹簧振子由c 点对应x 轴的位置运动到e 点对应x 轴的位置,和由e 点对应x 轴的位置运动到g 点对应x 轴的位置所用时间均为0.4s 。
弹簧振子振动的周期是多少?(3)弹簧振子由e 点对应时刻振动到g 点对应时刻,它在x 轴上通过的路程是6cm ,求弹簧振子振动的振幅。
【例2】 一弹簧振子做简谐运动,周期为T,以下说法正确的是( )A. 若t 时刻和(t +Δt )时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则Δt 一定等于T 的整数倍B. 若t 时刻和(t +Δt )时刻振子运动速度的大小相等、方向相反,则Δt 一定等于T /2的整数倍C. 若Δt =T /2,则在t 时刻和(t +Δt )时刻振子运动的加速度大小一定相等 D. 若Δt =T /2,则在t 时刻和(t +Δt )时刻弹簧的长度一定相等【例3】在某介质中,质点O 在t =0时刻由平衡位置开始向上振动。
机械波的形成与传播、波形图与振动图一、机械波的传播和波的图像1.机械波的传播特点(1)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质,由于介质不同,波长和波速可以改变,但频率和周期都不会改变。
(4)波源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离。
2.波速公式v=λT=λf的理解(1)波速v:机械波在介质中的传播速度,由介质本身的性质决定,与波源的周期T无关。
(2)频率f:由波源决定,等于波源的振动频率。
各个质点振动的频率等于波源的振动频率。
3.波的图像的特点(1)时间间隔Δt=nT(波传播nλ,n=0,1,2,3,…)时,波形不变。
(2)在波的传播方向上:①当两质点平衡位置间的距离Δx=nλ (n=1,2,3,…)时,它们的振动步调总相同,在波形图上的对应位移一定相同;①当两质点平衡位置间的距离Δx=(2n+1)λ2 (n=0,1,2,3,…)时,它们的振动步调总相反,在波形图上的对应位移一定等值反向。
(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向,各质点的起振方向与波源的起振方向相同。
4.根据波的图像、波的传播方向判定质点的振动方向的方法将波形沿传播方向进行微小的平移,注意:波的图像、波的传播方向与质点振动方向三者之间可以互相判定。
二、波的图像与振动图像1.振动图像与波的图像的比较表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各质点的位移2.两种图像问题的易错点(1)不理解振动图像与波的图像的区别。
(2)误将振动图像看作波的图像或将波的图像看作振动图像。
(3)不知道波传播过程中任意质点的起振方向就是波源的起振方向。
(4)不会区分波的传播位移和质点的振动位移。
(5)误认为质点随波迁移。
3.求解波的图像与振动图像综合问题的三关键:“一分、一看、二找”三、针对练习1、(多选)如图所示,A 、B 两点为某简谐横波上的质点,已知波的传播方向由A 到B ,t =0时刻该波刚好传到A 点,且A 点的振动方向竖直向上,经时间t 0质点B 刚好起振.已知波的传播周期为T 、传播速度为v ,则下列说法正确的是( ) A .振源位于A 的左侧,且起振方向竖直向上 B .质点B 振动后,其振动周期一定为T C .质点B 每次经过平衡位置的速度一定为v D .质点B 的起振方向与A 、B 两点之间的距离有关2、(多选)在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波在x 轴上传播,某时刻的波形如图,其波速为5 m/s ,则下列说法正确的是( ) A .此时P (-2 m ,0)、Q (2 m ,0)两点运动方向相同 B .再经过0.5 s 质点N 刚好在(-5 m ,20 cm)位置 C .能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 Hz D .波的频率与波源的振动频率无关3、(多选)如图甲,水袖舞是中国京剧的特技之一,2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来了一场绝美的视觉盛宴。
专题07 机械振动 机械波航天技术(2023学年一模调研卷二5)从东方红一号到天宫空间站,我国的航天技术经过五十多年的发展,已达到了世界领先水平。
1. 航天员在空间站做了一系列实验。
(2)(多选)若航天员用弹簧振子做振动实验,得到振子的振动图线如图所示。
在 0 ~ 1.0 s 内,振子速度大小不断增大的时间段是 A .0 ~ 0.25 s B .0.25 ~ 0.5 s C .0.5 ~ 0.75 sD .0.75 ~ 1.0 s游泳(2023学年宝山二模二4)游泳是人凭借浮力,通过肢体有规律的运动使身体在水中运动的技能。
2. 一游客静止地漂浮在海滨浴场的水面上,发现一列水波平稳地向他传来,从第 1 个波峰通过他身体开始计时,到第 10 个波峰通过时恰好为 15 s 。
若该水波为简谐横波,则水波的频率为________Hz ,第 12 s 末时游客浮动的速度方向为________。
光波和机械波(2023学年崇明一模一3)光和机械波一样,都具有波的性质,他们不仅能够产生反射、折射,还能产生干涉和衍射,能够传递能量,携带信息。
3. 一列机械横波向右传播,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 3 m ,当 t = 1 s 时,质点 C 恰好通过平衡位置,该波的波速可能为( ) A .13 m/sB .3 m/sC .13 m/sD .27 m/s0 t /sy /m0.2 1.0 0.5−0.2ABC v钟摆力学原理(2023学年崇明二模二6、7)摆钟是最早能够精确计时的一种工具。
十七世纪意大利天文学家伽利略研究了教堂里吊灯的运动,发现单摆运动具有等时性,后人根据这一原理制成了摆钟,其诞生三百多年来,至今还有很多地方在使用。
4. 把摆钟的钟摆简化成一个单摆。
如果一个摆钟,每小时走慢 1 分钟,可以通过调整钟摆来校准时间,则应该( ) A .增加摆长 B .增加摆锤质量 C .缩短摆长D .减小摆锤质量5. 如图,一单摆的摆长为 L ,摆球质量 m ,用力将摆球从最低点 A 在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角 θ(θ < 5°),到达 B 点后从静止开始释放。
机械波复习专题一、简谐波的特点:(1)介质中各个质点都重复波源的简谐运动,且各个质点振动的A 、T 、f 都相同。
(2)机械波传播的是波源的振动形式、波源的能量和信息,介质中各质点并不随波迁移。
(3)距波源越远的质点起振的越晚,且各质点的起振方向总是与波源起振方向相同。
(4)波在波的传播方向上均匀传播,在一个周期内波在波的传播方向上向前传播的距离等于一个波长。
相距(/2)n x n λλ⎧∆=⎨+⎩的两质点,振动情况完全相同的两质点,振动情况完全相相反二、波速:(1)定义式:/v x t = 决定式:/v T f λλ==(2)波速是由介质的性质决定的,与波的频率、质点的振幅无关,同类波在同一种均匀介质中,波速是一个定值.(这一点与光波不同)(3)当波从一种介质中进入另一种介质中时,波的频率不变,但是波的传播速度发生改变,波长与波速成正比发生改变三、质点振动方向与波传播方向的互判方法(1)平移法:沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移,然后由两条波形曲线来判断.(2)“上、下坡”法:沿着波的传播方向看,上坡的点向下振动,下坡的点向上振动,即“上坡下、下坡上”.(3)同侧法:在图象上的一点画出波的传播方向(水平箭头)、质点的振动方向(竖直箭头) ,这两个箭头总在曲线的同侧(4)、三角形法:①在图像内测作三角形②在平行x 轴的边标出波的传播方向③标出另两边的方向,根据箭头方向确定各质点的振动方向四、振动图象与波的图象的比较比较内容振动图象波动图象研究对象单一振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线物理意义表示一个质点在各时刻的位移表示各质点在某时刻的位移图线变化随时间推移图象延伸,但已有的图象形状不变随时间推移图象沿传播方向平移形象记忆比喻为一个质点的“录象带”比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”确定质点运动方向根据下一时刻的位移来判断根据“质点带动原理”来判断图象信息(1)振动周期和振幅;(2)各时刻质点位移、速度(3)加速度大小和方向:(4)比较速度的大小和方向(看下一时刻所处的位置)(1)波长和振幅;(2)任意一质点此刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度方向(4)任意一质点在该时刻速速度方向(看该质点的前一质点的位置)一完整曲线对应横坐标一个周期一个波长五、题型归类(一)理解机械波形成1.【2015福建-16】16.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播,波速为v 。
若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为s,a、b之间只存在一个波谷,则从该时刻起,下列四副波形中质点a最早到达波谷的是()2.[2016·全国卷Ⅰ] 某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是( ).A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6 Hz C.该水面波的波长为3 m D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移3. (2017天津高考)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图。
绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L。
t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是 ( ) A.该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为2LC.t=T/8时,P在平衡位置上方D.t=3T/8时,P的速度方向竖直向上4.[2016·全国卷Ⅲ] 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20 Hz,波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,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15.8 m、14.6 m.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在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰5、(2014.山东考考)一列简谐横波沿直线传播。
以波源O由平衡位置开始振动为计时零点,质点A的振动图像如图所示,已知O、A的平衡位置相距0.9m。
以下判断正确的是( )A、波长为1.2mB、波源起振方向沿y轴正方向C、波速大小为0.4m/sD、质点A的动能在t=4s时最大(二)振动方向和传播方向的互判6、(2019年北京卷)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则( )A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置7.(2015北京)周期为2.0s 的简谐横波沿x 轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P 沿y 轴负方向运动,则该波()A.沿x 轴正方向传播,波速v = 20 m/sB.沿x 轴正方向传播,波速v =10 m/sC.沿x 轴负方向传播,波速v = 20m/sD.沿x 轴负方向传播,波速v =10 m/s8. (2011·海南高考)一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示.介质中x=2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y= 10sin(5πt)cm.关于这列简谐波,下列说法正确的是( )A.周期为4.0 sB.振幅为20 cmC.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10 m/s(三)、根据波某一时刻的图像确定另一时刻的图像9. (2012·安徽高考)一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0时波形如图所示,已知波速为10 m/s.则t=0.1 s时正确的波形应是图中的( )10.(2011·四川高考)如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,当Q点在t=0时的振动状态传到P点时,则( )A.1 cm<x<3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B.Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C.Q处的质点此时正在波峰位置D.Q处的质点此时运动到P处(四)波的多解性问题造成波动问题多解的主要因素有:(1) 周期性:S n x λ=+∆ ,t nT t =+∆ xn x v t nT tλ+∆==+∆ ①时间周期性:时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确.②空间周期性:波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确.(2)双向性(在一维条件下波既可沿x 轴正方向,也可沿x 轴负方向传播如上图。
①传播方向双向性:波的传播方向不确定./4n x n v nT t nT tλλλ+∆+==+∆+∆右右,3/4n x n v nT t nT t λλλ+∆+==+∆+∆左左 ②振动方向双向性:质点振动方向不确定.1、 没有限制条件求通解表达式 例1、(2019年天津卷)一列简谐横波沿 轴传播,已知x 轴上x 1=1m 和x 2=7m 处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是( )A. 7m/B. 2m/sC. 1.2m/sD.1m/s【解析】当该列波向右传播时,根据题干可知1m 和7m 之间的距离满足的关系为164n λλ=+ ,则由v T λ= 可得波速为641v n =+ ,当n=1时可得 1.2m/s v = ,故C 正确,当波向做传播时1m 和7m 之间的距离关系满足364n λλ=+ ,则643v n =+ ,当n=1时可得2m /s v = ,故B 正确,讲A 和D 选项代入两个波速表达式,n 均不是整数,因此A 和D 错误。
2.有限制条件由通解表达式求特解例2.(2010·福建高考)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示 .若该波的周期大于0.02 s ,则该波的传播速度可能是( )A.2 m/sB.3 m/sC.4 m/sD.5 m/s解析:由于该波的周期大于0.02 s ,则波沿传播方向传播的距离小于一个波长,即Δx <8 cm.若波向右传播,则Δx=2 cm ,. /. ∆===∆x 002m v 1m s t 002s 若波向左传播,则Δx=6 cm ,. / . ∆===∆x 006m v 3m s t 002s故选项B 正确,A 、C 、D 错误.答案:B 11.(2012·四川高考)在xOy 平面内有一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s ,振幅为A.M 、N 是平衡位置相距2 m 的两个质点,如图所示.在t=0时,M 通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N 位于其平衡位置上方最大位移处.已知该波的周期大于1 s.则( )A.该波的周期为5/3 sB.在t=1/3 s 时,N 的速度一定为2 m/sC.从t=0到t=1 s ,M 向右移动了2 mD.从t=1/3 s 到t=2/3 s ,M 的动能逐渐增大思路:画出波形图→写出通式→依据条件筛选12.(2017全国卷)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0.5 s 。
关于该简谐波,下列说法正确的是( )A.波长为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 HzD.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置13.[2016·四川卷] 简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q时开始计时,P、Q两质点的振动图像如图1所示.则( ) A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B.该波从P传到Q的时间可能为7 sC.该波的传播速度可能为2 m/sD.该波的波长可能为6 m14.(2018年全国III卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。
己知该波的周期T>0.20 s。
下列说法正确的是()A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 mC.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m(加15.)加15.2018年江苏卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示.已知该波的波长大于0.6 m,求其波速和波长(v=2 m/s ;λ=0.8 m)五、振动和波动的关系15.【2015天津-3】3、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图.a、b两质点的横坐标分别为x=2m和x=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。