高考物理一轮复习 第十一章 机械振动和机械波 第2节 机械波课件

第2讲 机械波

一、多项选择题(下列选项中有三个选项为正确答案)

1．(2017年广西桂林、崇左高三联合调研)一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图K14­2­1所示．A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m处．此时B的速度方向为－y方向，下列说法正确的是(

)

图K14­2­1

A．该波沿x轴正向传播，波速为10 m/s

B．A质点比B质点晚振动0.1 s

C．A质点此时的位移为1 cm

D．由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm

E．该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的狭缝时不会发生明显的衍射现象

2．(2017年山西太原高三二模)波源S在t＝0时刻从平衡位置开始向上振动，形成向左、右两侧传播的简谐横波．S、a、b、c、和a′、b′、c′是沿波传播方向上的间距为1 m的6个质点，t＝0时刻各质点均处于平衡位置，如图K14­2­2所示．已知波的传播速度为8

m/s，当t＝0.125 s时波源S第一次达最高点，则(

)

图K14­2­2

A．任意时刻质点c与质点c′振动状态完全相同

B．t＝0.28 s时质点a的速度正在减小

C．t＝2.375 s时质点b′处于波谷

D．波传到c点时，质点c开始向上振动

E．若波源S向距它40 m的接收器匀速靠近，接收器接收到的频率将大于2 Hz

3．(2017年云南曲靖第一中学月考)如图K14­2­3所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处，传播速度均为v0＝0.2 m/s，振幅均为A＝2 cm.图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)；此刻平衡位置处于x＝0.2 m和x＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x＝0.5 m处，则下列判断正确的是(

)

图K14­2­3

A．两列波的周期均为2 s，且起振方向均沿y轴负方向

第1讲　机械振动

A组　基础题组

1.如图所示是弹簧振子的振动图像,由此图像可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是( )

A.x=2 sin (2.5πt+) cm B.x=2 sin(2.5πt-) cm

C.x= sin (2.5πt-) cm D.x=2 sin 2.5πt cm

2.(多选)一弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0.1 sin

(2.5πt)m,位移x的单位为m,时间t的单位为s,则( )

A.弹簧振子的振幅为0.1 m

B.弹簧振子的周期为0.8 s

C.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大

D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 m

E.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m

3.[2013江苏单科,12B(1)]如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4

Hz。现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率为 。

A.1 Hz B.3 Hz C.4 Hz D.5 Hz

4.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示。将试管竖直提起少许,然

后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运

动。若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图像中可能正确的是( )

5.一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置

第一次运动到x=处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动

到x=处所用的最短时间为t2,那么t1与t2的大小关系是( )

A.t1=t2 B.t1t2 D.无法判断6.(多选)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,则可知( )

A.两弹簧振子完全相同

B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1

C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大

D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=2∶1

E.振子乙速度为最大时,振子甲速度不一定为零

7.(2015江苏常州模拟)(多选)铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留

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第2讲 机械波

知识排查

机械波 横波和纵波

定义

机械振动在介质中的传播形成机械波

产生条件

(1)波源；(2)介质

形成原因

介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做受迫振动

分类

横波

振动方向与传播方向垂直的波，如绳波

纵波 振动方向与传播方向平行的波，如声波

波速、波长和频率的关系

1.波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。

2.频率f：与波源的振动频率相等。

3.波速v：波在介质中的传播速度。

4.波速与波长和频率的关系：v＝λf。

波的图象

1.坐标轴的意义：横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。

2.图象的物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。

波的干涉和衍射现象 多普勒效应

1.波的干涉和衍射

波的干涉 波的衍射

条件 两列波的频率必须相同 明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多

现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳波能够绕过障碍物或孔继续向前传最新中小学教案、试题、试卷

定的干涉图样 播

2.多普勒效应

(1)条件：声源和观察者之间有相对运动。

(2)现象：观察者感到频率发生变化。

(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。

3.(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。

(2)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向。

小题速练

1.思考判断

(1)在水平方向传播的波为横波( )

(2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移( )

(3)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移( )

(4)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同( )

(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍( )

1 / 20 第2讲机械波

[考试标准]

知识内容必考要求加试要求说明

波的形成和传播b 1.不要求研究纵波的形成过程.

2.不要求掌握振动图象与波的图象之间的相

互转换.

3.不要求定量计算有关波的干涉问题.

4.不要求推导接收频率与波源频率的关系

式.

5.不要求用惠更斯原理证明波的反射定律和

波的折射定律. 波的图象b

波长、频率和波

速c

波的衍射和干涉b

多普勒效应b

惠更斯原理b

一、波的形成和传播

1.产生条件

.波源有(1)

.、绳子等，如空气、水介质有(2)

2.传播特点

.、能量和信息振动形式传播(1)

.随波迁移质点不(2)

2 / 20 .相同波源介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与(3)

0.，位移为A4一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为(4)

自测1(多选)下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是( )

A.某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波

B.波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播

C.机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点并不随波迁移

D.振动是变速的，波动是匀速的

答案ABC

二、波的图象

1.波的图象

介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点某时刻波的图象反映了在

.所示1的位移，如图各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻

图1

2.图象的应用

.，以及该时刻各质点的位移λ波长和A直接读取振幅(1)

.，并能比较其大小方向确定某时刻各质点加速度的(2)

.传播方向结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的(3)

三、波长、频率和波速

.的两个相邻质点间的距离相同：在波动中，振动相位总是λ

波长1.

.的振动频率波源相同的，都等于：在波动中，介质中各质点的振动频率都是f频率2.

3.波速v

、波长λ

和频率f

、周期T

的关系

.λｆ

＝λ

T＝v

公式：(1)

.决定，与机械波的频率无关介质机械波的速度大小由(2)

自测2(多选)关于公式v

＝λｆ

的理解，正确的是( )