机械波1.
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第三章机械波1波的形成和传播一、波的形成和传播1.波:振动的传播称为波动,简称波.2.波的形成和传播(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段,一个个小段可以看做一个个相连的质点,这些质点之间存在着相互作用.(2)当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻质点,使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都跟着振动起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.二、横波和纵波定义标志性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波(1)波峰:凸起的最高处(2)波谷:凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部:质点分布最密的位置(2)疏部:质点分布最疏的位置三、机械波1.介质(1)定义:波借以传播的物质.(2)特点:组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动.2.机械波机械振动在介质中传播,形成了机械波.3.机械波的特点(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式.(2)波是传递能量的一种方式.(3)波可以传递信息.一、波的形成、传播及特点1.机械波的形成与传播2.波的特点(1)振幅:像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波,若不计能量损失,各质点的振幅相同.(2)周期(频率):各质点都在做受迫振动,所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同.(3)步调:离波源越远,质点振动越滞后.(4)运动:各质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同.(5)实质:机械波向前传播的是振动这种运动形式,同时也可以传递能量和信息.例1(多选)下列关于机械波的说法中,正确的是()A.波传播过程中,质点也随着波移动B.相邻质点间必有相互作用力C.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点的振动D.离波源越远,质点的振动频率越小二、横波和纵波横波和纵波的区别(1)质点的振动方向与波的传播方向的关系不同:横波中,质点的振动方向与波的传播方向垂直;纵波中,质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上.(2)传播介质不同:横波只能在固体介质中传播;纵波在固体、液体和气体中均能传播.(3)特征不同:横波中交替、间隔出现波峰和波谷;纵波中交替、间隔出现密部和疏部.例2关于横波和纵波,下列说法正确的是()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,这类波是纵波三、振动与波的关系1.区别(1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动,是单个质点的“个体行为”;波动是振动在介质中的传播,是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的“群体行为”.(2)力的来源不同——产生振动的回复力,可以由作用在物体上的各种性质的力提供;而引起波动的力,则总是联系介质中各质点的弹力.(3)运动性质不同——振动是质点的变加速运动;而波动是匀速直线运动,传播距离与时间成正比.2.联系(1)振动是波动的原因,波动是振动的结果;有波动必然有振动,有振动不一定有波动.(2)波动的性质、频率和振幅与振源相同.例3(多选)关于振动和波的关系,下列说法中正确的是()A.振动是波的成因,波是振动的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播四、由“带动法”确定质点的振动方向带动法原理:先振动的质点带动邻近的后振动的质点.方法:在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′,P′为先振动的质点,若P′在P上方,则P 向上运动,若P′在P下方,则P向下运动.如图3所示.图3例4一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图4所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F 六个质点说法正确的是()图4A.质点B向右运动B.质点D和质点F的速度方向相同C.质点A和质点C的速度方向相同D.从此时算起,质点B比质点C先回到平衡位置1.(波的形成和传播)(2018·临漳一中高二下学期期中)如图5所示是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.t =0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动.下列判断正确的是( )图5A.t =T 4时质点5的运动方向向下B.t =T2时质点8的速度方向向上C.t =3T4时质点12的运动方向向下 D.t =T 时质点17开始向下运动2.(横波和纵波)有关纵波与横波,下列说法中正确的是( ) A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直 C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播3.(振动与波的关系)(多选)关于机械波和机械振动,下列说法中正确的是( ) A.机械振动就是机械波,机械波就是机械振动 B.有机械波,则一定有机械振动C.机械波就是质点在介质中的运动路径D.在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅4.(由“带动法”确定质点的振动方向)振源A 带动细绳上各点上下做简谐运动,t =0时刻绳上形成的波形如图6所示.规定绳上质点向上运动的方向为x 轴的正方向,则P 点的振动图象是( )图6一、选择题考点一 波的形成、传播和特点1.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,主要原因是( ) A.大钟的回声 B.大钟在继续振动,空气中继续形成声波 C.人的听觉发生“暂留” D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动2.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,以下说法正确的是( )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3.(多选)关于机械波的说法正确的是()A.相邻的质点要相互做功B.机械波在真空中也能传播C.波源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动D.除波源外,波中各质点都做受迫振动4.(多选)关于机械波的形成,下列说法中正确的是()A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点振动,只是时间上落后一步C.参与振动的质点都有相同的频率D.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递5.一列简谐横波在介质中传播,当波源质点突然停止振动时,介质中其他质点的振动及能量传递的情况是()A.所有质点都立即停止振动B.已经振动的质点将继续振动,未振动的质点则不会振动C.能量将会继续向远处传递D.能量传递随即停止6.关于机械波,下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的考点二横波和纵波7.区分横波和纵波的依据是()A.是否沿水平方向传播B.质点振动的方向和波传播的远近C.质点振动的方向和波传播的方向是相互垂直还是在同一直线上D.质点振动的快慢8.(2018·南昌十中高二下学期期中)下列关于纵波的说法中,正确的是()A.在纵波中,波的传播方向就是波中质点的移动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷考点三由“带动法”确定质点的振动方向9.(2018·商州高二检测)如图2所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的波形,由图可判断A点刚开始的振动方向是()图2A.向左B.向右C.向下D.向上10.一列简谐横波沿x 轴传播,某时刻的波形如图3所示,已知此时质点F 的运动方向向y 轴负方向,则( )图3A.此波向x 轴正方向传播B.质点C 此时向y 轴正方向运动C.质点C 将比质点B 先回到平衡位置D.质点E 的振幅为零11.一列波在介质中向某一方向传播,图4为此波在某一时刻的波形图,并且此时振动还只发生在M 、N 之间,已知此波的周期为T ,Q 质点速度方向在波形图中是向下的,下面说法中正确的是( )图4A.波源是M ,由波源起振开始计时,P 质点已经振动了TB.波源是N ,由波源起振开始计时,P 质点已经振动了3T4C.波源是N ,由波源起振开始计时,P 质点已经振动了T4D.波源是M ,由波源起振开始计时,P 质点已经振动了T4第三章机械波1波的形成和传播[学科素养与目标要求]物理观念:1.知道机械波的产生条件,理解机械波的形成过程.2.知道横波和纵波的概念.3.知道机械波传播的特点.科学思维:通过生活中有关波的素材,建立对波的感性认识,为进一步学习打下基础.科学探究:通过视频和模拟动画,逐步体会和理解波的形成和传播及横波、纵波的概念.科学态度与责任:注重学生的亲身体验和实验观察,理解科学本质,形成对科学和技术应有的正确态度.一、波的形成和传播1.波:振动的传播称为波动,简称波.2.波的形成和传播(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段,一个个小段可以看做一个个相连的质点,这些质点之间存在着相互作用.(2)当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻质点,使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都跟着振动起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.二、横波和纵波定义标志性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波(1)波峰:凸起的最高处(2)波谷:凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部:质点分布最密的位置(2)疏部:质点分布最疏的位置三、机械波1.介质(1)定义:波借以传播的物质.(2)特点:组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动.2.机械波机械振动在介质中传播,形成了机械波.3.机械波的特点(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式.(2)波是传递能量的一种方式.(3)波可以传递信息.一、波的形成、传播及特点如图所示,手拿绳的一端,上下振动一次,使绳上形成一个凸起状态,随后形成一个凹落状态,可以看到,这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记,观察这一红色标记的运动.(1)红色标记有没有随波迁移?(2)当手停止抖动后,绳上的波会立即停止吗?答案(1)没有.红色标记只在竖直方向上下振动.(2)不会.当手停止抖动后,波仍向右传播.1.机械波的形成与传播2.波的特点(1)振幅:像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波,若不计能量损失,各质点的振幅相同.(2)周期(频率):各质点都在做受迫振动,所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同.(3)步调:离波源越远,质点振动越滞后.(4)运动:各质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同.(5)实质:机械波向前传播的是振动这种运动形式,同时也可以传递能量和信息.例1(多选)下列关于机械波的说法中,正确的是()A.波传播过程中,质点也随着波移动B.相邻质点间必有相互作用力C.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点的振动D.离波源越远,质点的振动频率越小答案BC波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述:(1)先振动的质点带动后振动的质点.(2)后振动的质点重复前面质点的振动.(3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点.概括起来就是“带动、重复、落后”.二、横波和纵波如图所示,(1)图甲是绳波,其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系?(2)图乙是声波,其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系?答案(1)相互垂直.(2)在同一条直线上.横波和纵波的区别(1)质点的振动方向与波的传播方向的关系不同:横波中,质点的振动方向与波的传播方向垂直;纵波中,质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上.(2)传播介质不同:横波只能在固体介质中传播;纵波在固体、液体和气体中均能传播.(3)特征不同:横波中交替、间隔出现波峰和波谷;纵波中交替、间隔出现密部和疏部.例2关于横波和纵波,下列说法正确的是()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,这类波是纵波答案C解析根据横波和纵波的概念,质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波,与上下振动或水平振动无关,故A、B选项错误,C选项正确;质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,并不能说明是沿同一直线,故D选项错误.三、振动与波的关系1.区别(1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动,是单个质点的“个体行为”;波动是振动在介质中的传播,是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的“群体行为”.(2)力的来源不同——产生振动的回复力,可以由作用在物体上的各种性质的力提供;而引起波动的力,则总是联系介质中各质点的弹力.(3)运动性质不同——振动是质点的变加速运动;而波动是匀速直线运动,传播距离与时间成正比.2.联系(1)振动是波动的原因,波动是振动的结果;有波动必然有振动,有振动不一定有波动.(2)波动的性质、频率和振幅与振源相同.例3(多选)关于振动和波的关系,下列说法中正确的是()A.振动是波的成因,波是振动的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播答案AB解析机械波的产生条件是有波源和介质.由于介质中的质点之间相互作用,一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波,所以选项A、B正确;波的传播速度是波形由波源向外传播的速度;而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化,选项C错误;波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播;当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的运动形式,不会因波源停止振动而立即停止传播,选项D错误.四、由“带动法”确定质点的振动方向带动法原理:先振动的质点带动邻近的后振动的质点.方法:在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′,P′为先振动的质点,若P′在P上方,则P 向上运动,若P′在P下方,则P向下运动.如图3所示.图3例4一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图4所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F 六个质点说法正确的是()图4A.质点B向右运动B.质点D和质点F的速度方向相同C.质点A和质点C的速度方向相同D.从此时算起,质点B比质点C先回到平衡位置答案 D解析波传播时,离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动,并跟随着离波源近的质点振动,D跟随C向上运动,F跟随E向下运动,同理,A向下运动,C向上运动,由此可知选项B、C错误;由于此时B和C都向上运动,所以B比C先到达最大位移处,并先回到平衡位置,选项A错误,D正确. [学科素养]例4考查了质点振动方向的确定方法,先振动的质点带动邻近的后振动的质点.这是从物理学视角对基于事实构建的振动模型中各质点运动规律及相互关系的分析,体现了“科学思维”的学科素养.1.(波的形成和传播)(2018·临漳一中高二下学期期中)如图5所示是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.t=0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动.下列判断正确的是( )图5A.t =T 4时质点5的运动方向向下B.t =T2时质点8的速度方向向上C.t =3T4时质点12的运动方向向下 D.t =T 时质点17开始向下运动答案 B2.(横波和纵波)有关纵波与横波,下列说法中正确的是( ) A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直 C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播 答案 B解析 纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上,方向并不一定相同,故A 选项错误;机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,横波和纵波都是这样,故C 选项错误;横波只能在固体中传播,纵波可在固体、液体和气体中传播,故D 选项错误.3.(振动与波的关系)(多选)关于机械波和机械振动,下列说法中正确的是( ) A.机械振动就是机械波,机械波就是机械振动 B.有机械波,则一定有机械振动C.机械波就是质点在介质中的运动路径D.在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅 答案 BD解析 机械振动在介质中传播,形成了机械波,A 错;波的形成有两个条件,一是要有波源,二是要有介质,所以,有机械波一定有机械振动,B 对;在波的形成和传播过程中,各质点不随波迁移,C 错;离波源较远的质点依靠前面质点的带动,所以频率、振幅相同,D 对.4.(由“带动法”确定质点的振动方向)振源A 带动细绳上各点上下做简谐运动,t =0时刻绳上形成的波形如图6所示.规定绳上质点向上运动的方向为x 轴的正方向,则P 点的振动图象是( )图6答案 B解析 由“带动法”可知此时P 点从平衡位置开始向下运动,B 正确.一、选择题考点一 波的形成、传播和特点1.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,主要原因是( ) A.大钟的回声 B.大钟在继续振动,空气中继续形成声波 C.人的听觉发生“暂留” D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动答案 B 解析 停止对大钟的撞击后,大钟的振动不会立即停止,振动的能量不会立即消失,大钟会做一段时间的阻尼振动,因此还会在空气中形成声波,这就是“余音未绝”的原因,所以选项B 正确.2.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,以下说法正确的是( )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答案 C解析波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,故A、B、D 错误,C正确.3.(多选)关于机械波的说法正确的是()A.相邻的质点要相互做功B.机械波在真空中也能传播C.波源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动D.除波源外,波中各质点都做受迫振动答案ACD解析机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点运动,使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的,前、后质点间存在相互作用力,因而相互做功,故A正确;机械波的传播必须有介质,在真空中不能传播,故B错误;波源依次带动后面的质点,每个质点都做受迫振动,每个质点的频率都与波源频率相同,并且都“仿照”波源振动,故C、D正确.4.(多选)关于机械波的形成,下列说法中正确的是()A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点振动,只是时间上落后一步C.参与振动的质点都有相同的频率D.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递答案BC解析机械波的形成必须具备的两个条件:波源和介质,物体做机械振动,若其周围没有传播这种振动的介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故A选项错误;形成机械波的各振动质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,故D选项错误.5.一列简谐横波在介质中传播,当波源质点突然停止振动时,介质中其他质点的振动及能量传递的情况是()A.所有质点都立即停止振动B.已经振动的质点将继续振动,未振动的质点则不会振动C.能量将会继续向远处传递D.能量传递随即停止答案 C6.关于机械波,下列说法中正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的振动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的答案 C考点二横波和纵波7.区分横波和纵波的依据是()A.是否沿水平方向传播B.质点振动的方向和波传播的远近C.质点振动的方向和波传播的方向是相互垂直还是在同一直线上D.质点振动的快慢答案 C8.(2018·南昌十中高二下学期期中)下列关于纵波的说法中,正确的是()A.在纵波中,波的传播方向就是波中质点的移动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷答案 B考点三由“带动法”确定质点的振动方向9.(2018·商州高二检测)如图2所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的波形,由图可判断A点刚开始的振动方向是()。
机械波高考知识点机械波是物理学中的重要概念,涉及到波动现象和能量传递。
在高考物理考试中,机械波也是一个必考的知识点。
了解机械波的基本概念和特性,对于正确理解和解答波动问题至关重要。
下面,我们将重点介绍与机械波相关的一些高考知识点。
一、机械波的分类机械波分为横波和纵波两种。
横波是指波动方向与能量传播方向垂直的波,典型的例子是水波和光波。
纵波是指波动方向与能量传播方向相同的波,典型的例子是声波。
二、机械波的传播机械波的传播需要介质的存在,介质可以是固体、液体或气体。
横波和纵波在不同介质中的传播也有所不同。
在固体中,横波和纵波均可传播,而在气体和液体中,横波只能是表面波,不能在介质内部传播,而纵波可以在介质内部传播。
三、机械波的传播速度机械波的传播速度与介质的性质有关。
在同一介质中,传播速度与波长和频率有关。
传播速度等于波长乘以频率。
在同一介质中,频率越高,波长越短,传播速度越快。
四、机械波的特性机械波具有反射、折射、衍射和干涉等特性。
①反射:当波遇到障碍物或界面时,会发生反射现象。
在反射过程中,波的传播方向发生改变,但频率和波长保持不变。
②折射:当波从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象。
在折射过程中,波的传播方向和速度均发生改变,频率保持不变,但波长会改变。
③衍射:当波通过一个孔或绕过一个障碍物时,会发生衍射现象。
衍射现象可以解释波的弯曲现象。
④干涉:当两个或多个波相遇时,会发生干涉现象。
干涉现象可以是增强或减弱。
五、机械波的传播方向机械波的传播方向有水平传播、竖直传播和斜向传播三种。
水平传播是指波动方向与水平方向垂直,竖直传播是指波动方向与竖直方向垂直,斜向传播是指波动方向与一定角度的方向垂直。
六、机械波的波动方程机械波的波动方程是描述波动过程的重要公式。
对于一维情况下的机械波,波动方程可以写为y(x,t)=Asin(kx±ωt+φ),其中y表示波动的振幅,x表示相对于平衡位置的位移,t表示时间,A是振幅,k是波数,ω是角频率,φ是初始相位。
机械波的传播与干涉机械波是一种能量的传播方式,它通过介质的振动来传递能量和信息。
机械波的传播和干涉是波动现象中的关键概念,对于我们理解和应用波动学具有重要的意义。
一、机械波的传播机械波的传播需要介质的存在,介质可以是固体、液体或气体。
当源振动体受到外力的作用,它会产生振动,振动的能量传递到介质中,使介质的粒子也发生振动。
粒子的振动会引起周围粒子的振动,从而波动的能量在介质中传播。
机械波的传播可以分为纵波和横波两种类型。
在纵波中,粒子的振动方向与波的传播方向相同;而在横波中,粒子的振动方向垂直于波的传播方向。
例如,声波是一种纵波,而水波是一种横波。
机械波的传播速度取决于介质的性质。
在同一介质中,波速的大小与介质的密度和弹性有关。
一般来说,介质越密度高、弹性大,波速越快。
当波从一种介质传播到另一种介质时,波速会发生变化,这种现象称为折射。
二、机械波的干涉当两个或多个波同时传播时,它们会相互干涉。
干涉是波动学中的重要概念,它包括构造干涉和破坏干涉两种形式。
1. 构造干涉构造干涉指的是两个波相遇后的叠加效应。
当两个波的相位差为整数倍的2π时,它们的振幅会增强,称为相长干涉;而当相位差为奇数倍的π时,它们的振幅会减弱,称为相消干涉。
构造干涉可以产生明暗条纹,这是因为干涉叠加后波的振幅的变化导致了光的强度的变化。
实际应用中,构造干涉常用于光的干涉实验、光学仪器和光学薄膜的设计等领域。
2. 破坏干涉破坏干涉指的是两个波相遇后形成的波的振幅减弱或归零的现象。
这种干涉是由于两个波的相位差为非整数倍的2π。
破坏干涉可以用来解释波的衍射现象。
波的衍射是波传播到障碍物、开口或边缘时发生的现象,波将沿着障碍物或开口辐射出去。
衍射现象常发生在光的传播过程中,它是光的波动性质的重要证据之一。
三、机械波的应用机械波的传播与干涉在科学和工程领域有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用:1. 声波的传播与干涉是声学研究和音频工程的基础。
1机械波的形成和传播[学习目标] 1.知道机械波的产生条件,理解机械波的形成过程。
2.知道横波和纵波的概念.3.知道机械波传播的特点。
4.掌握波的传播方向与质点振动方向的关系.一、机械波的形成和传[导学探究]如图1所示,手拿绳的一端,上下振动一次,使绳上形成一个凸起状态,随后形成一个凹落状态,可以看到,这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记,观察这一红色标记的运动.(1)红色标记做什么运动?(2)为什么会看到凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动?图1答案(1)红色标记做上下振动(2)绳子一端振动,带动绳子上相邻部分振动,依次逐渐引起整个绳子振动,由于后面的点总是比前面的点落后,所以会看到凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.[知识梳理]1.机械波的形成和传播(以绳波为例)(1)绳上的各小段可以看做质点.(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着,先运动的质点带动后一个质点的运动,依次传递,使振动状态在绳上传播.2.介质能够传播振动的物质.3.机械波(1)定义:机械振动在介质中的传播.(2)产生的条件①要有引起初始振动的装置,即波源.②要有传播振动的介质.(3)机械波的特点①前面质点带动后面质点的振动,后面质点重复前面质点的振动,并且离波源越远,质点的振动越滞后.②各质点振动周期都与波源振动周期相同.③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同.④波传播的是振动这种形式,而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移.⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时,也在传递能量,而且可以传递信息.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)波的传播方向就是质点振动的方向.(×)(2)当绳波向右传播时,质点也随着向右迁移.(×)(3)有机械波一定有机械振动,有机械振动一定有机械波.(×)(4)机械波的传播过程也是能量的传递过程.(√)(5)在绳波的形成和传播中,波源停止振动,波也停止传播.(×)二、横波与纵波[导学探究]如图2所示的绳波中,质点振动方向和波的传播方向之间有什么关系?如图3所示的弹簧波中质点振动方向和波的传播方向之间有什么关系?图2图3答案垂直平行[知识梳理]1.波的分类按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同,常将波分为横波和纵波.2.横波(1)定义:介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.(2)标识性物理量①波峰:凸起来的最高处.②波谷:凹下去的最低处.3.纵波(1)定义:介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.(2)标识性物理量①密部:介质中质点分布密集的部分.②疏部:介质中质点分布稀疏的部分.4.简谐波如果传播的振动是简谐运动,这种波叫做简谐波.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)区分横波和纵波的依据是质点沿水平方向还是沿竖直方向振动.(×)(2)在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向相同.(×)(3)声波是纵波,地震波是横波.(×)(4)横波有波峰和波谷,而且波峰和波谷是相互间隔的.(√)一、机械波的特点波动过程中介质中各质点的运动规律波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同,其运动特点可用三句话来描述:(1)先振动的质点带动后振动的质点;(2)后振动的质点重复前面质点的振动;(3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点.概括起来就是“带动、重复、落后”.例1(多选)如图4所示为沿水平方向的介质中的部分质点,相邻两质点的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经错误!质点1开始振动,则下列说法中正确的是()图4A.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,起振的位置和起振的方向是不同的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处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后错误!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,如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动答案ACD解析从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与波源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A正确,B错误;质点7与质点8比较,质点7在质点8的前面,两质点的振动步调相差错误!,故C正确;质点9比质点1晚2T开始起振,一旦质点9起振后,质点1、9的振动步调就完全一致,故D正确.针对训练1(多选)下列关于机械波的说法中,正确的是________.A.各质点都在各自的平衡位置附近振动B.相邻质点间必有相互作用力C.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点D.各质点随波的传播而迁移E.离波源越远,质点的振动频率越小答案ABC解析波源依靠介质中各相邻质点间的相互作用力使质点依次振动起来,且后一质点的振动必定落后于前一质点,选项B、C正确;质点只在它们各自的平衡位置附近振动,它们振动的频率均与波源的频率相同,选项A正确,E错误;波在传播过程各质点不随波迁移,选项D错误.二、振动与波动的区别与联系1.区别(1)研究对象不同振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象,波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象.(2)运动成因不同振动是质点由于某种原因离开平衡位置,同时受到指向平衡位置的力-—回复力的作用.波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动,并将振动形式由近及远传播开去,各质点间存在相互作用的弹力,各个质点都受到回复力作用.(3)运动性质不同质点的振动是变速运动,在同一介质中波动的传播速度不变.2.联系(1)振动是波动的起因,波是振动的传播;(2)有波动一定有振动,有振动不一定有波动;(3)波动的周期等于质点振动的周期,波动和振动都是周期性运动.例2(多选)关于振动和波的关系,下列说法中正确的是() A.振动是波的成因,波是振动的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播答案AB解析机械波的产生条件是有波源和介质.由于介质中的质点之间相互作用,一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波,所以选项A和B正确;波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均匀介质中其速度大小不变,而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化,选项C错误;波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播,当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的运动形式,不会随波源停止振动而停止传播,选项D错误.针对训练2(多选)关于机械波和机械振动,下列说法中正确的是()A.机械振动就是机械波,机械波就是机械振动B.有机械波,则一定有机械振动C.机械波就是质点在介质中的运动路径D.在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅答案BD解析机械振动在介质中的传播即机械波,A错;波的形成有两个条件,一是要有波源,二是要有介质,所以,有机械波一定有机械振动,B对;在波的形成和传播过程中,各质点不随波迁移,C错;离波源较远的质点依靠前面质点的带动,所以频率、振幅相同,D对.三、波的传播方向与质点振动方向的关系已知波的传播方向,可以判断各质点的振动方向,反之亦然.判断方法一:带动法由波的形成原理可知,后振动的质点总是重复先振动质点的运动,若已知波的传播方向而判断质点振动方向时,可在波源一侧找与该质点距离较近的前一质点,如果前一质点在该质点下方,则该质点将向下运动(力求重复前面质点的运动),否则该质点向上运动.判断方法二:上下坡法如图5所示,沿波的传播方向,“上坡"的质点向下振动,如A、D、E;“下坡”的质点向上振动,如B、C、F、G、H。
《机械波》测试题(含答案)(1)一、机械波 选择题1.一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在12m x =处的质元的振动图线如图1所示,在18m x =处的质元的振动图线如图2所示。
下列说法正确的是( )A .该波的周期为12sB .12m x =处的质元在平衡位置向上振动时,18m x =处的质元在波峰C .在04s ~内12m x =处和18m x =处的质元通过的路程均为6cmD .该波的波长不可能为8m2.如图所示,实线是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ="=" 0时刻的波形图,虚线是这列波在t ="=" 0.2 s 时刻的波形图.已知该波的波速是0.8 m /s ,则下列说法正确的是A .这列波的波长是14 ㎝B .这列波的周期是0.125 sC .这列波可能是沿x 轴正方向传播的D .t =0时,x = 4 ㎝处的质点速度沿y 轴负方向3.一列简谐横波在t =0时刻的波形如图中的实线所示,t =0.02s 时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期T 大于0.02s ,则该波的传播速度可能是( )A .2m/sB .3m/sC .4m./sD .5m/s 4.有一列沿 x 轴传播的简谐橫波,从某时刻开始,介质中位置在x =0 处的质点a 和在x =6m 处的质点b 的振动图线分别如图1图 2所示.则下列说法正确的是( )A.若波沿x轴负方向传播,这列波的最大波长为24mB.若波沿x 轴正方向传播,这列波的最大传播速度为 3m/sC.若波的传播速度为0.2m/s,则这列波沿x 轴正方向传播D.质点a处在波谷时,质点定b一定处在平衡位置且向 y 轴正方向振动5.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播,波速为2m/s,振幅相同;某时刻的图像如图所示。
则。
A.甲、乙两波的起振方向相同B.甲、乙两波的频率之比为3:2C.甲、乙两波在相遇区域会发生干涉D.再经过3s,平衡位置在x=6m处的质点处于平衡位置E.再经过3s,平衡位置在x=7m处的质点加速度方向向上6.如图,一列简谐横波沿x轴传播,P、Q是x轴上相距2m的两点,均沿y轴做简谐运动,t=0时刻,P点处于波峰,Q点在平衡位置且速度方向向上;已知波的周期为T=4s,振幅为A=l0cm。
点囤市安抚阳光实验学校波的形成1.关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是( A )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,有机械波一有机械振动,但有机械振动不一有机械波,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,直到波的能量消耗尽为止,D对.故符合题意的选项为A.2.(多选)机械波在传播过程中,下列说法中正确的是( ABC )A.各质点都在各自的平衡位置附近振动B.相邻质点间必有相互作用力C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点的振动必落后于前一质点D.各质点在振动的同时还要随波一起向前迁移解析:根据波的传播特点,前一个质点带动后一个质点振动,但每一个质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移,A、B、C正确,D错误.3.(多选)下列说法正确的是( BCD )A.声波在空气中传播时是纵波,在水中传播时是横波B.波可以传递能量C.发生地震时,由波源传出的既有横波也有纵波D.机械波的传播一需要介质解析:介质的不同不改变波的属性,故选项A错误;波不仅将振动的形式向外传播,还将能量向外传递,故选项B正确;地震波既有横波,又有纵波,故选项C正确;机械波的传播一需要介质,故选项D正确.4.下列选项中正确的是( B )A.在真空中,单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音B.只要有机械波发出,一能找到产生机械波的波源C.某空间找不到机械波,在这一空间一找不到波源D.“一石激起千层浪”,把小石子扔进平静的湖面,能激起无穷无尽的连续水波解析:机械波的产生满足两个条件,一是波源,二是介质,二者缺一不可,故A错误;有波源未必有波动,但有波动一有波源,故B正确,C错误;波可以传递能量,水波在传递能量的过程中有损失,故水波要消失,D错误.5.(多选)一列波由波源向周围扩展开去,由此可知( CD )A.介质中的各个质点由近及远地传播开去B.介质中的各个质点的振动频率随着波的传播而减小C.介质将振动的能量由近及远地传播开去D.介质将振动的形式由近及远地传播开去解析:介质在传播机械波的过程中,只是把振动这种形式和振动的能量向外传播,而介质本身并不迁移,故A错误,C、D正确;质点的频率只与波源有关,不会随着波的传播而减小,B错误.6.(多选)下列关于横波与纵波的说法中,正确的是( CD )A.声波一是纵波B.水波一是横波C.地震波既有横波,也有纵波D.横波只能在固体中传播,纵波既可以在固体中传播,也可以在液体、气体中传播解析:声波可以在空气中传播也可以在液体和固体中传播,空气中的声波一是纵波,而液体、固体中的声波既可能是纵波,也可能是横波,故A错;水波既不是横波,也不是纵波,它的运动形式比较复杂,故B错;地震波既有横波,也有纵波,故发生地震时,地面既有上下振动,也有左右运动.C正确;D 正确.7.(多选)关于机械振动和机械波,以下说法正确的是( AC )A.随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动B.随着波的传播,介质中的各质点也将由近及远地迁移出去C.传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力D.某一横波在介质中沿水平方向传播,介质中的质点必沿竖直方向上下振动解析:随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近往复振动,不随波迁移,故A正确,B错误;振源的振动使质点一个被另一个带动,且与振源振动形式相同,同时后一个质点总滞后前一个质点,可知各质点间有力的作用,故C正确;某一横波在介质中沿水平方向传播,介质中的质点的振动方向与波的传播方向垂直,但不一沿竖直方向,故D错误.8.图①中有一条均匀的绳,1、2、3、4…是绳上一间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳传播.某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图②所示(其他点的运动情况未画出),其中点12的位移为零,向上运动,点9的位移达到最大值.试在图③中画出再经过34周期时点3、4、5、6的位置和速度方向,其他点不必画.(图③的横、纵坐标与图①、②完全相同).答案:如图所示解析:根据横波的形成原理,由题中给出9、10、11、12四点的位置和运动方向,可画出其他各点的位置和运动方向,如图所示,图中MN为各点的平衡位置,根据各点此时的运动方向,即可找到再过34T 各个质点的位置和运动方向.如图中虚线所示.1.下列有关机械波的说法正确的是( D )A .有机械振动就一有机械波B .波长于振动相同的两质点间的距离C .波动过程是质点由近及远的传播过程D .波是传递能量的一种方式解析:机械波需要机械振动和传播振动的介质,所以A 错误;振动相同的相邻两质点间的距离才是波长,B 错误;波动是介质将振动的形式和能量传递出去,而介质中的质点只是在各自平衡位置附近振动,并没有传走,C 错误,D正确.2.关于机械波的形成,下列说法中正确的是( B )A .物体做机械振动,一产生机械波B .后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后一步C .参与振动的质点各自的频率不同D .机械波是介质随波迁移,也是振动能量的传递解析:根据机械波产生与传播的条件,可知有机械振动及传播介质,才能形成机械波,故A 错误;同一列波中,任何一个振动的质点都是一个波源,带动它周围的质点振动,将振动传播开来,所以后一质点总是落后,但振动频率相同,故B 正确,C 错误;形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近做往复运动,并没有随波迁移,离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递获得的,故D 错误.3.区分横波和纵波是根据( C )A .是否沿水平方向传播B .质点振动的方向和波传播的远近C .质点振动的方向和波传播的方向的关系D .质点振动的快慢解析:横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系判断的,如果两者的方向在同一条直线上,则该波就是纵波,如果两者的方向相互垂直,则该波就是横波.4.波在传播过程中,下列说法正确的是( B )A .介质中的质点随波的传播而迁移B .波源的能量随波传递C .振动质点的频率随着波的传播而减小D .波源的能量靠振动质点的迁移来传播解析:各振动质点的频率都与波源的振动频率相同,振动质点并不随波迁移.5.如图所示,甲图为一沿x轴负向传播的简谐波在t=0时刻的波形图,a、b、c、d是这列波上的四个质点.则振动图像如乙图所示的质点是( D )A.a B.bC.c D.d解析:由振动图像读出质点在t=0时刻的位置和速度方向,再从波动图像中找出与之情况对的质点.由题图乙可知质点在t=0时从平衡位置向上振动,由波沿x轴负方向传播可知b点正向下振动,d点正向上振动,故D正确.6.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( BD )A.波的传播速度即波源的振动速度B.物体做机械振动,不一产生机械波C.如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止D.波动的频率,与介质性质无关,仅由波源的振动频率决解析:波的传播速度与介质有关,A错;波的形成需满足两个条件:振源和传播介质,故B正确;波源停止振动,波还会继续传播,C错;波的频率于波源的振动频率,D对.7.(多选)在学到“机械振动与机械波”时,四位同学就自己看到的现象,发表自己的观点,从物理学的角度来看,你认为他们谁说的对( ABD )小张说:医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波.小王说:队过桥时不能齐步走,就是因为怕产生共振,损坏了桥,火车过铁桥时要减速,也是同样的道理.小李说:我家的木板门,春夏季听不到响声,一到秋冬季节,就开始嘭嘭作响,这是风吹振动的.小赵说:树叶在水面上下振动说明,机械波并不向外传递介质.A.小张说的对B.小王说的对C.小李说的对D.小赵说的对解析:根据机械振动和机械波的概念易判断A、B、D正确;春夏季潮湿,秋冬季干燥,干燥时木板会收缩,产生响声,C错.8.如图所示,是某绳波形成过程的示意图.质点1在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动,带动2、3、4…各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端,已知t=0时,质点1开始向上运动,t=T4时,1到达最上方,5开始向上运动.问:(1)t=T2时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?(2)t=3T4时,质点8、12、16的运动状态如何?(3)t=T时,质点8、12、16的运动状态如何?答案:见解析解析:各质点在各时刻的运动情况.如图所示.(1)由甲图可知,t=T2时,质点8未到达波峰,正在向上振动,质点12、16未振动.(2)由乙图可知,t=3T4时,质点8正在向下振动,质点12正在向上振动,质点16未振动.(3)由丙图可知,t=T时,质点8、12正在向下振动,质点16正在向上振动.。
”波”有哪些不同的形态?波是物质在空间中传播的运动形式,具有很多不同的形态。
下面将介绍波的不同形态及其特点。
一、机械波:1. 海浪:海浪是一种由水面上的风引起的机械波。
海浪的形成与风的强度、风向、水的深度等因素有关。
海浪有时平静如镜,有时汹涌澎湃,形成壮观的浪花和浪涛,给人以无穷的力量感。
2. 地震波:地震波是由地震引起的机械波。
地震波能够传播地下和地表,造成地震灾害。
地震波分为纵波和横波,纵波传播时物质颗粒沿波的传播方向做往返振动,横波传播时物质颗粒垂直于波的传播方向做振动。
3. 声音:声音是由物体振动产生的机械波。
声音的强弱由振动源的振动幅度决定,声音的高低由振动源的频率决定。
声音传播需要介质,例如空气、水等。
二、电磁波:1. 光波:光波是一种电磁波,具有粒子性和波动性的双重性质。
光波的频率决定了光的颜色,波长与频率成反比。
光波可以在真空中传播,是人类最重要的视觉信息来源。
2. 无线电波:无线电波也是一种电磁波,是无线电通信的基础。
无线电波分为长波、中波、短波、超短波、微波、毫米波等不同波段,每个波段都有不同的应用领域。
三、水波:1. 潮汐:潮汐是由月球和太阳引起的地球表面水位周期性的升降运动。
潮汐的周期为约12小时25分钟,对海洋生态系统和船舶运行有重要影响。
2. 水波纹:当一滴水滴落到水面时,会产生一系列的水波纹。
水波纹向四周扩散,形成一道道美丽的圆形波纹,给人以静谧、恬静的感觉。
四、其他波动现象:1. 电波:电波是一种电磁波,广泛应用于通信、广播、雷达等领域。
电波可以穿透大气层,传播距离远。
2. 脉冲波:脉冲波是一种短暂的波动信号。
脉冲波可以用于雷达成像、医学诊断等领域。
总结起来,波的不同形态具有不同的特点和应用。
了解波的不同形态以及其特点有助于我们更好地理解自然界的运动规律和应用波动现象。
无论是机械波还是电磁波,波动现象无处不在,丰富多彩,令人惊叹。
2025高考物理步步高同步练习选修1第三章机械波1波的形成[学习目标] 1.理解波的形成过程,会判断质点的振动方向(难点)。
2.知道横波和纵波的概念,能够区别横波和纵波。
3.知道机械波的产生条件和传播特点(重点)。
一、波的形成及特点如图所示,手拿绳的一端,上下振动一次,使绳上形成一个凸起状态,随后形成一个凹落状态,可以看到,这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。
如果在绳子上某处做一红色标记,观察这一红色标记的运动。
(1)红色标记有没有随波迁移?红色标记是怎样运动的?(2)当手停止抖动后,绳上的波会立即停止吗?答案(1)没有,红色标记只在竖直方向上下振动(2)不会,当手停止抖动后,波仍向右传播1.波:振动的传播称为波动,简称波。
2.波的形成(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段,这些小段可以看作一个个相连的质点,这些质点之间存在着弹性力的作用。
(2)当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻的质点,使它也上下振动。
这个质点又带动更远一些的质点…绳子上的质点都跟着振动起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动,绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去,整体上形成了凹凸相同的波形。
1.绳上各质点开始振动的方向(起振方向)与振源起振的方向有什么关系? 答案 绳上各点的起振方向与振源起振方向相同。
2.振源振动停止后,波还能继续传播吗? 答案 能够继续传播波动过程中各质点的运动特点波动过程中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同,其运动特点为: (1)先振动的质点带动后振动的质点——“带动” (2)后振动的质点重复前面质点的振动——“重复”(3)后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态—“滞后”例1 如图所示是某绳波形成过程的示意图。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4…各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。
已知t =0时,质点1开始向上运动,t =T4时,1到达最上方,5开始向上运动。
1.机械波传播的是()A.介质中的质点B.质点的运动形式C.能量D.信息解析:机械波是振动在介质中的向外传播,质点不随波的传播而迁移,只是向外传播信息和能量,故选项B、C、D正确.答案:BCD2.如图是一列沿着绳向右传播的绳波波形,此时波刚传到B点,由图可判断波源A点开始的振动方向是()A.向左B.向右C.向下D.向上解析:由于波刚刚传到B点,所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向,由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道,B质点此时正向上振动,所以波源A点刚开始的振动方向向上,选项D正确.答案:D3.区分横波和纵波是根据()A.是否沿水平方向传播B.质点振动的方向和波传播的远近C.质点振动的方向和波传播的方向的关系D.质点振动的快慢解析:横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系判断的,如果两者的方向在同一条直线上,则该波就是纵波,如果两者的方向相互垂直,则该波就是横波.答案:C4.在平静的湖面上漂着一块小木条,现向湖中央扔一石子,圆形波纹一圈圈的向外传播,当波传到小木条处时,小木条将()A.随波纹漂向湖岸B.不动C.向波源处漂动D.在原来位置上下振动解析:本题考查波的特点.介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,介质质点只在自己的平衡位置附近振动,只是振动形式和能量向外传播,生活中的水面上的一些漂浮物会沿波向外移动,是因为外界另外因素的干扰,如风的吹动等.答案:D5.关于机械波的下列说法中,正确的是()A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的运动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的解析:自然界所刮的风,实质上是由于压强差等因素引起的空气流动,不是机械波,所以A错;波是运动形式的传播,是能量传递的一种方式,但各质点均在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,因此B错;波不仅能传播运动形式,它也是信息传递的载体,故C 正确;固体也能传播机械波,故D错.答案:C。
机械波基础练习题1.对机械波的下面几种说法中,正确的是 ( ). A. 在简谐波中,各质点的振动步调完全相同B. 简谐横波向右传播时,介质中的各个质点也在向右移动C. 在同一介质中,机械波的传播速度与波的频率成正比D. 简谐横波向左传播时,左边介质质点的振动总比相邻的右边的质点的振动滞后些 2.关于机械波的波速,下列说法中正确的是: A .波速反映了介质中质点振动的快慢 B .波速反映了介质中质点迁移的快慢C .波速反映了振动形式在介质中传播的快慢D .波速由介质决定,与振源无关 3.关于波长的下列说法中,正确的是:(A )在横波的传播方向上,两波峰间的距离等于一个波长 (B )振源振动一个周期,波向前推移一个波长(C )在波的传播方向上,两振动情况完全相同的质点间的距离是一个波长(D )两个相邻的在振动过程中运动方向总是相反的质点间的距离的2倍等于一个波长 4.下列关于波长的说法中,正确的是:( )A .一个周期内媒质质点走过的路程;B .横波中相邻的两个波峰间的距离;C .一个周期内振动形式所传播的距离;D .两个振动速度相同的媒质质点间的距离。
5.关于波长,下列说法正确的是:(A )波长是振动位移总相同的两质点间距离 (B )波长是两波峰之间的距离(C )波长是速度总相同的两质点间的距离 (D )波长是波在一个周期内传播的距离 6.以下说法错误的有:(A )波的频率与传播介质无关,它等于波源的振动频率 (B )两个振动情况完全相同的质点之间的距离为1个波长 (C )波源振动一个周期,波就向前传播一个波长的距离 (D )波源的振动速度与波速相等7.关于波速公式v=λf 下列说法中正确的是(AC ) A. 此公式用于一切波B. 此公式表明,波源的振动频率增加,波速增大C. 此公式中的三个量,同一机械波在通过不同的媒质时,只有频率不会改变D. 两列声波,甲的波长是乙的波长的2倍,则在空气中传播时,甲的波速是乙的波速的2倍 8.关于公式f v λ=,下列说法中正确的是: (A )公式f v λ=适用于一切波(B )公式f v λ=说明提高波的频率f ,它激发的波的波速也随之增大 (C )公式中f v λ=三个量,对同一波来说,通过不同介质时,只有f 不变 (D )由公式f v λ=可知,波长2m 的声波比波长1m 的声波传播的速度大一倍 9.一列机械波从一种介质进入另一种介质时,有关物理量的情况是:A .波速、频率、波长将不变;B .波速不变,频率、波长应将发生改变;C .频率不变,波速、波长将发生改变;D .波速、频率、波长均发生改变。
10.关于波速公式f v λ=,下列说法中错误的有: (A )它适用于一切波(B )提高振源的频率,它产生的波的传播速度将增大(C )同一列机械波,通过不同媒质时,其频率将保持不变,而其波长将改变,因此波速将改变 (D )同时在空气中传播的两列声波,波长较大的声波传播较快。
11.同一振源分别在甲、乙两种不同的介质中产生两列波,它们的频率分别为f 1和f 2,速度分别为v 1 和v 2,波长分别为1λ和2λ,在下列关系中正确的是:(A )2211λλv v =(B )2211f v f v = (C )2211v v λλ= (D )2211f v f v =12.一列水波沿AB 方向传播,某观察者选B 点为观察点,当第一个波峰刚好在B 点出现时开始计时,当他观察到第7个波峰通过B 点时停止计时,秒表读数为24s ,又测得相邻波峰间的距离为1.2m ,由此可算出水波的传播速度及B 点的振动周期为( )A. 0.35m /s ,4s ;B. 0.3m /s ,4s ;C. 0.2m /s ,2.4s ;D. 0.35m /s ,3.43s 。
13.一声波在甲介质中波长为入,在乙介质中波长为入/3,则声波在甲、乙两种介质中传播时频率及波速之比应为( )。
A .3 :1,1 :1B . l :3,1 :1C . 1 :1,1 :3 D. 1 :1,3 :114.图1表示一列横波在某一时刻的图象。
已知波传播速度为10m/s ,那么这列波的周期和波长分别为:A .0.40s,4.0m ; B.0.80s,8.0m ; C.2.5s,4.0s ; D .1.25s,8.0m 。
15.如图所示,为机械波l 和机械波2在同一种介质中传播时某时刻的波形 图,则下列说法中正确的是(BCD ) A .波2速度比波1速度大B .波2速度与波1速度一样大C .波2频率比波1频率大D .这两列波不可能发生干涉现象16.一列声波在第一种均匀媒质中的波长为λ1,在第二种均匀媒质中的波长为λ2,且λ1=3λ2,那么声音在这两种媒质中的频率之比f 1:f 2=______,波速之比v 1:v 2=__________。
17.频率为3Hz 的简谐波,在某介质点中的传播速度是1.2m/s ,在传播方向上的两个质点间的距离是60cm ,这个距离等于 个波长,传播这个距离所用的时间等于 个周期。
18.列波在介质Ⅰ中1s 可传播10m,相应于波源质点刚好振动100次。
若此波进入介质Ⅱ,波速变为7.5m/s ,那么它在介质Ⅱ中的频率为 。
这列波在介质Ⅰ和介质Ⅱ的波长之比为 。
19.关于机械波, 下面说法中正确的是( )(A) 抖动绳子的一端, 在绳上形成的波是纵波 (B) 由于声源的振动, 在空气中形成的声波是纵波 (C) 只有横波才能产生干涉现象 (D) 只有纵波才能产生干涉现象20.图示是以A 点为振源的机械波沿着一条一端固定的绳子传播到B 点时的波形图,则A 质点刚开始振动时的方向为 。
21.图甲画出一弹性绳L 的十个质点,又两相邻质点间的距离为10cm ,t=0时让第一个质点在竖直方向上开始振动起来,振动周T= 4s ,产生了一列向右传播的横波,波速为0.lm /s 。
当 t=7s 时,所形成的波形可能是图乙中的( )22.某质点在坐标原点O 处作简谐运动,振幅为0.05m ,周期为0.4s ,振动在介质中沿X 轴正向直线传播,波速为lm /s ,当它平衡位置O 向上振动0.2S 后立即停止振动,则停止振动后经0.2S 时的波形是下图中的( )23.中标出数字的9个质点的平衡位置在同一直线上,相邻两质点间的距离均为a ,振动由质点1 向右传播,质点1开始振动时的速度方向竖直向上,经过时间t ,前9个质点第一次形成如图 所示的波形,则该波的周期是( )24.一列简谐波在x 轴上传播,波速为50米/秒。
已知t=0时刻的波形图象如图(1)所示,图中M 处的质点此时正经过平衡位置沿y 轴的正方向运动。
将t=0.5秒时的波形图象画在图(2)上(至少要画出一个波长)。
25.如图7,沿波的传播方向上有间距均为1m 的六个质点a 、b 、c 、d 、e 、f ,均静止在各自的平衡位置,一列横波以1m/s 的速度水平向右传播,0=t 时到达质点a ,a 开始由平衡位置向上运动,1=t s 时,质点a 第一次到达最高点,则在4s <t <5s 这段时间内 (A )质点c 的加速度逐渐增大 (B ) 质点a 的速度逐渐增大(C ) 质点d 向下运动 (D ) 质点f 保持静止26.一列简谐横波原来的波形如图实线所示,经过时间t 后变成图中虚线所示的波形。
已知波向左传播,时间t 小于1个周期,图中坐标为(12,2)的质点A ,经时间t 后振动状态传到质点B 。
则( )A. 质点B 的坐标为(3,2);B. 质点B 的坐标为(2,3);C. 质点A 在时间t 内的路程为6cm ;D. 质点A 在时间t 内的路程为4 cm 。
27.一列简谐波沿x 轴正方向传播,在t=0时刻的波形如图所示。
已知这列波在P 点处依次出现两个波峰的时间间隔为0.8s .则下列说法中正确的是( )A. 这列波的波长为5cm ;B. 这列波的波速为5cm/s ;C. 再过0.2s ,Q 点将处在波峰位置;D. 质点Q 到达波峰时,质点P 也恰好到达波峰;28.一列简谐波沿x 轴正方向传播,x1=2cm的质点A 自平衡位置开始向上运动后,再经过0.25s,坐标为x2=12cm的质点B 才开始振动,已知这列波的频率为5Hz ,则该波的波速为__________m /s ,波长为________________m. 29.如图是一列沿x 轴正向传播的横波,波速为100m/s ,在某时刻其波传至=x 35m 处,则下述说法正确的是:(A )此时质点a 的速度和加速度方向均为+y 方向(B )1s 内质点a 通过的路程为1m(C )从此时刻起质点b 比c 先达到正的最大位移处(D )在波的传播方向的前端波峰与波谷交替出现向前传播30.一列横波沿x 轴的正方向传播,到达坐标原点O 时波形如图所示。
若经过2.3s ,波从O 点传播到P 点,P 点的横坐标是11.5 cm ,此时原点O 的振动位移是 cm ,这列波的频率是 Hz 。
31.沿x轴负方向的简谐横波,在t=0时刻的波形如图,已知波速v=5m/s,该波的频率为__________Hz。
平衡位置在x=11cm的质点A再经_____________s,恰好第一次到达波峰。
图示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,波自左向右传播,此时波恰好传播到M点。
在t=0.55s末,M点第三次处于波谷位置,则到t=________s末,N点将第一次到达波谷位置。
32.一列向右传播的简谐波某一时刻的波形图如图所示,波速v=0.6m/s,质点P、Q的坐标分别为X P=0.96m,X Q=0.60m。
求:(1)经多长时间质点P第一次到达波谷?(2)经多长时间质点Q第七次到达波峰?(3)P点开始振动时,振动方向如何?(4)P点到达波峰时,质点Q在何处?33.一列简谐横波,在t=0时波形如图13所示,传播方向由右向左,已知在t=0.7s时波恰传到质点M,此时P质点处恰好第三次出现波峰,则:(1)该波的波速为多少?(2)Q质点处第一次出现波谷是什么时候?34.如图所示为一列沿r 轴正方向传播的横波某时刻的图象,波长为2cm.此时波恰好传到坐标原点O,在接下来的4S内,质点O恰好完成10次全振动,则当波刚传到距O点为10.5cm处的P时,质点O的()A.振动方向向上B.振动方向向下;C.加速度方向向上D.加速度方向向下.35某列波的波速为5m/s,向X轴正方向传播,在t=0时的波形图象如图所示,求:(1)P点第一次出现波峰的时间()(2)画出此时刻的波形图象.()(3)当P点第二次出现波峰时,P点已完几次振动?36.如图所示,S是x轴的上下振动的波源,振动频率为10Hz,激起的横波沿x轴向左右传播,波速为20m/s,质点a、b分别至s距离Sa=36.8m,Sb=17.2m,已知a和b已经振动,若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动.则该时刻下列判断中正确的是( )A. b位于x轴上方,运动方向向下;B. b位于x轴下方.运动方向向上;C. a位于x轴上方,运动方向向上;D. a位于x轴下方,运动方向向下。