12.3第十二章第三課時(shí)-機(jī)械波的概念及圖象

1、【狀元之路】新課標(biāo)魯科版2011高考一輪復(fù)習(xí)物理精品課件,基 礎(chǔ) 知 識(shí) 一?機(jī)械波知識(shí)講解 1.機(jī)械波的產(chǎn)生(1)機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波.(2)產(chǎn)生條件:①振源;②傳播振動(dòng)的介質(zhì).二者缺一不可.,2.機(jī)械波的分類(1)橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷).(2)縱波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.,3.描述波的物理量

2、(1)波長(zhǎng)λ①定義:在波的傳播方向上,兩個(gè)相鄰的,在振動(dòng)過程中相對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做波長(zhǎng).②理解:a.在橫波中,兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)間的距離等于波長(zhǎng);在縱波中,兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)間的距離等于波長(zhǎng).b.波的傳播等效于波向前平移,波形在一個(gè)周期里向前平移的距離等于波長(zhǎng).在Δt時(shí)間內(nèi),向前傳播的距離為Δx,則Δx=(n+Δn)λ,Δt=(n+Δn)T,其中n=0\,1\,2\,3…,0<Δn<

3、;1.,(2)頻率f波源的振動(dòng)頻率,即波的頻率.因?yàn)榻橘|(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng),其振動(dòng)是由波源的振動(dòng)引起的,故各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都等于波源振動(dòng)頻率,不隨介質(zhì)的不同而變化.當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),波的頻率不變.,(3)波速v單位時(shí)間內(nèi)某一波的波峰(或波谷)向前移動(dòng)的距離,叫波速.波速由介質(zhì)決定.同類波在同一種均勻介質(zhì)中波速是一個(gè)定值,則 λf.,式中v為波的傳播速率,即單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離;T

4、為振源的振動(dòng)周期,常說成波的周期.,活學(xué)活用 1.在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L(zhǎng),如圖(a)所示,一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間Δt第一次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形,則該波( )A.周期為Δt,波長(zhǎng)為8LB.周期為,波長(zhǎng)為8LC.周期為,波速為D.周期為Δt,波速為,解析:由題圖(b)可以判斷波長(zhǎng)為8L;圖(b)中質(zhì)點(diǎn)9振動(dòng)方向

5、向上,而質(zhì)點(diǎn)1開始時(shí)向下振動(dòng),說明質(zhì)點(diǎn)9后還有半個(gè)波長(zhǎng)沒有畫出,即在Δt時(shí)間內(nèi)傳播了1.5個(gè)波長(zhǎng),Δt為1.5個(gè)周期,所以其周期為,由波長(zhǎng)\,周期\,波速之間的關(guān)系式v可計(jì)算出波速為,答案:BC,知識(shí)講解 以介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為橫坐標(biāo),某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置的位移為縱坐標(biāo)畫出的圖象叫做波的圖象.(1)波動(dòng)圖象的特點(diǎn)①橫波的圖象形狀與波在傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的分布相似,波形中的波峰即為圖象中的位移正向最大值,

6、波谷即為圖象中位移負(fù)向的最大值,波形中通過平衡位置的質(zhì)點(diǎn)在圖象中也恰處于平衡位置.,二?波的圖象,②波形圖線是正弦或余弦曲線的波稱為簡(jiǎn)諧波.簡(jiǎn)諧波是最簡(jiǎn)單的波.對(duì)于簡(jiǎn)諧波而言,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同.③波的圖象的重復(fù)性:相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同.④波的傳播方向的雙向性:不指定波的傳播方向時(shí),圖象中波可能向x軸正向或x軸負(fù)向傳播.,(2)簡(jiǎn)諧波圖象的應(yīng)用①從圖象上直接讀出波長(zhǎng)和振幅.②可確定任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的

7、位移.③可確定任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的加速度的方向.④若知道波速v的方向,可知各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,如圖中,設(shè)波速向右,則1\,4質(zhì)點(diǎn)沿-y方向運(yùn)動(dòng);2\,3質(zhì)點(diǎn)沿+y方向運(yùn)動(dòng).,⑤若知道該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,可判斷波的傳播方向.如上圖中,設(shè)質(zhì)點(diǎn)4向上運(yùn)動(dòng),則該波向左傳播.⑥若已知波速v的大小,可求頻率f或周期T:F⑦若已知f或T,可求v的大小:v=λf,⑧若已知波速v的大小和方向,可畫出在Δt前后的波形圖,沿(或逆著)傳播方向

8、平移Δx=v\5Δt,活學(xué)活用 2.如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,從波傳到x=5 m的M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4 s,下面的說法中正確的是( )A.這列波的波長(zhǎng)是4 mB.這列波的傳播速度是10 m/sC.質(zhì)點(diǎn)Q(x=9 m)經(jīng)過0.5 s才第一次到達(dá)波峰D.M點(diǎn)以后各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下的,解析:從題圖上可以看出波長(zhǎng)為4 m,A正確.實(shí)際上\!相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰

9、\"應(yīng)理解為,出現(xiàn)第一個(gè)波峰與出現(xiàn)第二個(gè)波峰之間的時(shí)間間隔.因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng),而一次會(huì)振動(dòng)應(yīng)表現(xiàn)為\!相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰\",即T=0.4 s,則v代入數(shù)據(jù)可得波速為10 m/s,B正確.質(zhì)點(diǎn)Q(x=9 m)經(jīng)過0.4 s開始振動(dòng),而波是沿x軸正方向傳播,即介質(zhì)中的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都被它左側(cè)的質(zhì)點(diǎn)所帶動(dòng),從波向前傳播的波形圖(如題圖)可以看出0.4 s波傳到Q時(shí),其左側(cè)質(zhì)點(diǎn)在它下方,所以Q點(diǎn)在0.5 s

10、時(shí)處于波谷,再經(jīng)過0.2 s即總共經(jīng)過0.7 s才第一次到達(dá)波峰,C錯(cuò)誤.M以后的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是重復(fù)M的振動(dòng)情況,D正確.綜上所述,答案為A\,B\,D.,答案:ABD 三?振動(dòng)圖象與波的圖象的比較,三?振動(dòng)圖象與波的圖象的比較,活學(xué)活用 3.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,下圖中圖甲是t=1 s時(shí)的波形圖,圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖象(兩圖用同一時(shí)刻做起點(diǎn)),則圖乙可能是圖甲中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象( )

11、A.x=0處的質(zhì)點(diǎn)B.x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)C.x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)D.x=3 m處的質(zhì)點(diǎn),解析:由振動(dòng)圖象可知,t=1 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng),因波的圖象是表示t=1 s時(shí)的波的圖象,正在平衡位置的點(diǎn)有x=0處\,x=2 m等處的質(zhì)點(diǎn),由于波沿x軸負(fù)方向傳播,平移波形曲線,可知t=1 s后的時(shí)刻x=0處和x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),x=2 m處質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng).所以選A.,答案:A,第二關(guān):技法關(guān) 解讀高考

12、解 題 技 法 一?波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷方法技法講解 已知質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向可判斷波的傳播方向;相反地,已知波的傳播方向和某時(shí)刻波的圖象可判斷介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.方法一:上下坡法,沿坡的傳播速度的正方向看,\!上坡\"的點(diǎn)向下振動(dòng),\!下坡\"的點(diǎn)向上振動(dòng),簡(jiǎn)稱\!上坡下,下坡上\".(見圖1甲所示),方法二:同側(cè)法在波的圖象上的某一點(diǎn),沿縱軸方向畫出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方

13、向,并設(shè)想在同一點(diǎn)沿x軸方向畫個(gè)箭頭表示波的傳播方向,那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè).(見圖1乙所示),方法三：帶動(dòng)法（特殊點(diǎn)法）如圖２甲所示為一沿ｘ軸正方向傳播的橫波，根據(jù)波的形成，靠近波源的點(diǎn)能帶動(dòng)它鄰近的離波源稍遠(yuǎn)的點(diǎn)，可判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向．在質(zhì)點(diǎn)Ｐ附近靠近波源一方的圖線上另找一點(diǎn)Ｐ′，若Ｐ′在Ｐ上方，Ｐ′帶動(dòng)Ｐ向上運(yùn)動(dòng)，則Ｐ向上運(yùn)動(dòng)；若Ｐ′在下方，Ｐ′帶動(dòng)Ｐ向下運(yùn)動(dòng)，則Ｐ向下運(yùn)動(dòng),方法四:微平移法將波形沿波的傳播方向

14、做微小移動(dòng)(如圖2乙中虛線),由于質(zhì)點(diǎn)僅在y方向上振動(dòng),所以A′\,B′\,C′\,D′即為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)后的位置,故該時(shí)刻A\,B沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),C\,D沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng).,典例剖析 例1簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示,由此圖可知( )A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的C.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)用,解析:機(jī)械波是機(jī)械

15、振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,解答此題可采用\!特殊點(diǎn)法\"和\!波形移動(dòng)法\".,典例剖析 例1簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示,由此圖可知( )A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的C.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)用,解析:機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,解答此題可采用\!特殊點(diǎn)法\"和\!波形移動(dòng)法\

16、".,用\!特殊點(diǎn)法\"來分析:假設(shè)此波從左向右傳播,順著傳播方向看去,可知a\,b兩質(zhì)點(diǎn)向上,c\,d兩質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng);假設(shè)此波從右向左傳播,同理可知a\,b兩質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),c\,d兩質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),所以B\,D正確.用\!波形移動(dòng)法\"來分析:設(shè)這列波是從左向右傳播的,則在相鄰的一小段時(shí)間內(nèi),這列波的形狀向右平移一小段距離,如圖虛線所示.因此所有的質(zhì)點(diǎn)從原來在實(shí)線的位置沿y軸方向運(yùn)動(dòng)到虛線的位置,即質(zhì)點(diǎn)a

17、向上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)b也向上運(yùn)動(dòng),由此可知選項(xiàng)A\,B中B是正確的.類似地可以判定選項(xiàng)D是正確的.,答案:BD,二?已知波速v和波形,畫出再經(jīng)Δt時(shí)間波形圖的方法技法講解 (1)平移法:先算出經(jīng)Δt時(shí)間波傳播的距離Δx=v\5Δt,再把波形沿波的傳播方向平移Δx即可.因?yàn)椴▌?dòng)圖象的重復(fù)性,若已知波長(zhǎng)λ,則波形平移n個(gè)λ時(shí)波形不變.當(dāng)Δx=nλ+x時(shí),可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可.圖.,(2)特殊點(diǎn)法:在波形上找兩特殊

18、點(diǎn),如過平衡位置的點(diǎn)和與它相鄰的峰(谷)點(diǎn),先確定這兩點(diǎn)的振動(dòng)方向,再看Δt=nT+t.由于經(jīng)nT波形不變,所以也采取去整nT留零t的方法,分別作出兩特殊點(diǎn)經(jīng)t后的位置,然后按正弦規(guī)律畫出新波形,如果是由t時(shí)刻的波形來確定(t-Δt)時(shí)刻的波形,用平移法時(shí)應(yīng)向速度的反方向平移,用特殊點(diǎn)法時(shí)應(yīng)按確定的振動(dòng)方向向反方向振動(dòng).,典例剖析 例2如圖所示為一列沿x軸向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象.已知此波的傳播速度大小v=2 m/s

19、,試畫出該時(shí)刻5 s前和5 s后的波動(dòng)圖象.,解析:方法一:(特殊點(diǎn)振動(dòng)法)因?yàn)関=2 m/s,從圖得λ=8 m,所以T4 s.又因?yàn)榇瞬ㄏ蛴覀鞑?故平衡位置坐標(biāo)2 m\,6 m的兩個(gè)特殊質(zhì)點(diǎn)的初始振動(dòng)方向分別為沿y軸的正向與沿y軸的負(fù)向.經(jīng)過5 s(1.25T),這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別位于正向最大位移與負(fù)向最大位移,由此便得出5 s后的波形如圖實(shí)線所示.同理可得,5 s前的波動(dòng)圖象如圖中虛線所示.,方法二:(波形平移法)因?yàn)椴ㄋ賤=2

20、 m/s,所以由Δx=vΔt,可得Δx=10 m,注意到 去整后為 故將整個(gè)波形向右平移 即為5 s后的波動(dòng)圖象.而將整個(gè)波形向左平移即為5 s前的波動(dòng)圖象,第三關(guān):訓(xùn)練關(guān) 笑對(duì)高考隨 堂 訓(xùn) 練1.關(guān)于波長(zhǎng),下列說法正確的是( )A.沿著波的傳播方向,兩個(gè)任意時(shí)刻,對(duì)平衡位置位移都相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng)B.在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)C.在橫波的傳播過程中,沿

21、著波的傳播方向兩個(gè)相鄰的波峰間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)D.波長(zhǎng)大小與介質(zhì)中的波速和波頻率有關(guān),解析:沿著波的傳播方向,任意時(shí)刻,對(duì)平衡位置位移都相等的兩個(gè)相鄰的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng),A錯(cuò).由v=λf知λ=v/f=v\5T,B正確.在橫波的波形曲線中一個(gè)完整的正弦(余弦)曲線在x軸截取的距離是一個(gè)波長(zhǎng),C正確.由v=λf知λ D正確.,答案:BCD,2.一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播,如圖為此波在某一時(shí)刻的波形圖,并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在M?N

22、之間,已知此波的周期為T,Q質(zhì)點(diǎn)速度方向在波形圖中是向下的,下面說法中正確的是( )A.波源是M,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TB.波源是N,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間C.波源是N,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間D.波源是M,由波源起振開始計(jì)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間,解析:因?yàn)榇藭r(shí)Q質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),且此時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)右方鄰近質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)下方,說明波向左傳播,所以N是波源,振動(dòng)從N點(diǎn)傳播到M點(diǎn),經(jīng)過一個(gè)周期;又P?

23、N間水平距離為3λ/4,故P質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了,答案:C,3.如圖所示是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖.已知波的傳播速度為4 m/s,從此時(shí)起,圖中所標(biāo)的P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到自己的平衡位置.那么下列說法中正確的是( )A.這列波一定沿x軸正向傳播B.這列波的周期是0.5 sC.從此時(shí)起0.25 s末P質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度都沿y軸正向D.從此時(shí)起0.25 s末Q質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度都沿y軸負(fù)向,解析:由于P比Q先回到平衡位置,

24、故此時(shí)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng),波應(yīng)向x軸負(fù)方向傳播,故A錯(cuò)誤;由T=λ/v,可得T=0.5 s,所以B項(xiàng)正確;從此時(shí)刻經(jīng)0.25 s(即半個(gè)周期后),P質(zhì)點(diǎn)一定會(huì)運(yùn)動(dòng)至現(xiàn)在的對(duì)稱位置,并與現(xiàn)在振動(dòng)情況恰好相反,故C項(xiàng)正確;同理可知此時(shí)Q點(diǎn)的加速度應(yīng)沿y軸正向,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤.,答案:BC,4.一列簡(jiǎn)諧橫波,在t=0時(shí)波形如圖所示,P?Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-1,0),(-7,0),波的傳播方向由右向左,已知t=0.7 s時(shí),

25、P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰,則( )①t=0.9 s時(shí),Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰②t=1.2 s時(shí),Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰③振源的起振方向一定向上④質(zhì)點(diǎn)Q位于波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)P位于波谷A.①③④ B.②③C.②④D.②,解析:由于t=0.7 s時(shí),P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰,所以v傳Qm/s=10 m/s由圖可知λ=4 m,則T s=0.4 s,∴t=0.9 s時(shí)第一個(gè)波峰傳播距離x=vt=10×

26、0.9 m=9 m,故波峰由2 m傳播到-7 m的Q點(diǎn),因而①選項(xiàng)正確,②選項(xiàng)錯(cuò)誤.由于波從右向左傳播,故各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和該時(shí)刻1質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相同,向上起振,因而③選項(xiàng)正確.又因SPQ==6 m3,所以P?Q質(zhì)點(diǎn)為反相質(zhì)點(diǎn),所以P?Q兩質(zhì)點(diǎn),任一時(shí)刻對(duì)平衡位置位移總是大小相等方向相反,故④項(xiàng)正確.,答案:A,5.一列在豎直方向振動(dòng)的簡(jiǎn)諧橫波,波長(zhǎng)為λ,沿正x方向傳播.某一時(shí)刻,在振動(dòng)位移向上且大小等于振幅一半的各點(diǎn)中,任取相

27、鄰的兩點(diǎn)P1\,P2,已知P1的x坐標(biāo)小于P2的x坐標(biāo).則( )A.若P1P2 則P1向下運(yùn)動(dòng),P2向上運(yùn)動(dòng)B.若P1P2 則P1向上運(yùn)動(dòng),P2向下運(yùn)動(dòng)C.若P1P2 則P1向上運(yùn)動(dòng),P2向下運(yùn)動(dòng)D.若P1P2 則P1向下運(yùn)動(dòng),P2向上運(yùn)動(dòng),解析:本題解題關(guān)鍵是依據(jù)題意正確作出圖示,然后借助圖所示分析求解,按圖示可判斷選項(xiàng)A?C正確.,答案:AC,課時(shí)作業(yè)三十八 機(jī)械波的概念

28、及圖象1.在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,一質(zhì)點(diǎn)由平衡位置豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.1 s到達(dá)最大位移處,在這段時(shí)間內(nèi)波傳播了0.5 m.則這列波( )A.周期是0.2 s B.波長(zhǎng)是0.5 mC.波速是2 m/sD.經(jīng)1.6 s傳播到8 m解析:由題意知:T=4×0.1 s=0.4 s,λ=4×0.5 m=2 m,v5 m/s,故A?B?C錯(cuò),D正確.,答案:D,1.如

29、圖所示為兩個(gè)波源S1和S2在水面產(chǎn)生的兩列波疊加后的干涉圖樣,由圖可推知下列說法正確的是( )A.兩波源振動(dòng)頻率一定相同B.兩波源振動(dòng)頻率可能不相同C.兩列水波的波長(zhǎng)相等D.兩列水波的波長(zhǎng)可能不相等,解析:兩列波產(chǎn)生干涉圖樣的條件是波的頻率必須相同,故A項(xiàng)正確;在同種介質(zhì)中,各種水波的傳播速度相同,根據(jù)波長(zhǎng)\,波速和頻率的關(guān)系可知,兩列水波的波長(zhǎng)一定相同,C項(xiàng)正確.,答案:AC,2.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,周期為T.t=0

30、時(shí)刻的波形如圖所示.此時(shí)平衡位置位于x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng),若a?b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為xa=2.5 m,xb=5.5 m,則( )A.當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí),b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷B.t=T/4時(shí),a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.t=3T/4時(shí),b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.在某一時(shí)刻,a?b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同,解析:a?b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離為Δx=xb-xa=3 m ,所以,當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí),b質(zhì)

31、點(diǎn)恰在平衡位置,A錯(cuò);由圖象可知波沿x軸負(fù)方向傳播,將波沿x軸負(fù)方向分別平移波長(zhǎng)和波長(zhǎng),可知B錯(cuò)?C正確;只有平衡位置間的距離為波長(zhǎng)整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)位移和速度才分別相同,故D錯(cuò).,答案:C,3.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,振幅為A.t=0時(shí),平衡位置在x=0處的質(zhì)元位于y=0處,且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng);此時(shí),平衡位置在x=0.15 m處的質(zhì)元位于y=A處.該波的波長(zhǎng)可能等于( )A.0.60 mB.0.20 mC.0.12 m

32、D.0.086 m,解析:由題意知,其波形如下圖.所以,,當(dāng)n=0時(shí),λ=0.6 m,A對(duì);當(dāng)n=1,λ=0.12 m,C對(duì),故選A?C.,答案:AC,4.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播,相距10.5 m的a?b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖中a?b所示,則( )A.該波的振幅可能是20 cmB.該波的波長(zhǎng)可能是8.4 mC.該波的波速可能是10.5 m/sD.該波由a傳播到b可能歷時(shí)7 s,解析:由振動(dòng)圖象可知T=4 s,振幅

33、A=10 cm,且a?b距離相差(n+0.75)λ,a?b的振動(dòng)時(shí)間相差(n+0.75)T,又10.5=(n+0.75)λ,則λ=10.5/(n+0.75),v=λ/T=10.5/(4n+3),因而D對(duì).(n取0,1,2,3……),答案:D,5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,該直線上的a?b兩點(diǎn)相距4.42 m.圖中實(shí)?虛兩條曲線分別表示平衡位置在a?b兩點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線.從圖示可知( )A.此時(shí)波的頻率一定是10 HzB.此列波

34、的波長(zhǎng)一定是0.1 mC.此列波的傳播速度可能是34 m/sD.a點(diǎn)一定比b點(diǎn)距波源近,解析:由振動(dòng)曲線知T=0.1 s,故f10 Hz,A正確.若波經(jīng)a→b,則Δt1=0.1k+0.03.若波經(jīng)b→a,則Δt2=0.1k+0.07.由v1·Δt1=sab和v2·Δt2=sab,取k=0,1,2……可知C正確,B?D錯(cuò).,答案:AC,6.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s.

35、一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(下圖),在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差5 s開始振動(dòng),則( )A.P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36 kmB.P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25 kmC.H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36 kmD.H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25 km,解析:由兩種波的傳播速率可知,縱波先傳到地震儀,設(shè)所需時(shí)間為t,則橫波傳到地震儀的時(shí)間為t+5.由位移關(guān)系可得4(t+5)=

36、9t,t=4 s,距離l=vt=36 km,故A正確.,答案:A,7.某質(zhì)點(diǎn)在y方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)O處,其振幅為0.05 m,振動(dòng)周期為0.4 s,振動(dòng)在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,傳播速度為1 m/s.當(dāng)它由平衡位置O開始向上振動(dòng),經(jīng)過0.2 s后立即停止振動(dòng),由此振動(dòng)在介質(zhì)中形成一個(gè)脈沖波.那么,在停止振動(dòng)后經(jīng)過0.2 s的波形可能是圖中的( ),解析:在O處,質(zhì)點(diǎn)開始向上振動(dòng),經(jīng)0.2 s時(shí),O處質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),

37、且波向右傳播半個(gè)波長(zhǎng),x=0.2 m的質(zhì)點(diǎn)將要振動(dòng).此時(shí)停止振動(dòng),波形不變,在0.2 s內(nèi)又向右傳播半個(gè)波長(zhǎng),故B正確.答案:B,8.如圖所示,兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分子位于x=-2?10-1m和x=12×10-1m處,兩列波的波速均為v=0.4 m/s,兩波源的振幅均為A=2 cm.圖示為t=0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖),此刻處于平衡位置x=0.2 m和0.8 m的P?Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng).

38、質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x=0.5 m處.關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的判斷正確的是( )A.質(zhì)點(diǎn)P?Q都首先沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)B.t=0.75 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P?Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)C.t=1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為+4 cmD.t=1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4 cm,A.質(zhì)點(diǎn)P?Q都首先沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)B.t=0.75 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P?Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)C.t=1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為+4 cmD.t=1 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4 c

39、m,解析:根據(jù)波動(dòng)與振動(dòng)方向間的關(guān)系可知,此時(shí)P?Q兩質(zhì)點(diǎn)均向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤.再經(jīng)過t=0.75 s,兩列波都傳播Δx=vt=0.3 m,恰好都傳播到M點(diǎn),但P?Q兩質(zhì)點(diǎn)并未隨波遷移,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.t=1 s時(shí),兩列波都傳播Δx=vt=0.4 m,兩列波的波谷同時(shí)傳播到M點(diǎn),根據(jù)波的疊加原理,質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4 cm,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.,答案:D,9.一列沿著x軸正方向傳播的橫波,在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示.圖甲中某質(zhì)

40、點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示.質(zhì)點(diǎn) N的振幅是__________m,振動(dòng)周期為__________s,圖乙表示質(zhì)點(diǎn)__________(從質(zhì)點(diǎn)K?L?M? N中選填)的振動(dòng)圖象.該波的波速為__________ m/s.,解析:由圖甲可知,振幅為0.8 m.由圖乙可知,振動(dòng)周期T=4 s.由圖乙可知該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí),正由平衡位置向y軸正方向振動(dòng),故它表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象.由λ=vT可得,,答案:0.8 4 L 0.5,10.如圖所示,

41、一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,波速大小為0.6 m/s,P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為96 cm.從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí),問:(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)?振動(dòng)時(shí)方向如何?(2)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰?,答案:(1)1.2 s y軸負(fù)方向 (2)1.5 s,解析:(1)開始計(jì)時(shí)時(shí),這列波的最前端的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)是24 cm,據(jù)波的傳播方向可知這一質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),因此在波前進(jìn)方向的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn),開始振動(dòng)的方向都是沿y軸負(fù)方向,故P

42、點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向是沿y軸負(fù)方向,故P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間是,11.有兩列簡(jiǎn)諧橫波a?b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播,波速均為v=2.5 m/s.在t=0時(shí),兩列波的波峰正好在x=2.5 m處重合,如圖所示:(1)求兩列波的周期Ta和Tb.(2)求t=0時(shí),兩列波的波峰重合處的所有位置.,解析:(1)從圖中可以看出兩列波的波長(zhǎng)分別為λa=2.5 m,λb=4.0 m,因此它們的周期分別為,(2)兩列波波長(zhǎng)的最小公倍數(shù)為s=20 m

43、t=0時(shí),兩列波的波峰重合處的所有位置為x=(2.5±20k)m,k=0,1,2,3,……,答案:(1)1 s 1.6 s (2)x=(2.5±20k)m,k=0,1,2,3,…,12.一列橫波在x軸上傳播,t1=0和t2=0.005 s時(shí)的波形,如圖所示的實(shí)線和虛線.(1)設(shè)周期大于(t2-t1),求波速.(2)設(shè)周期小于(t2-t1),并且波速為6000 m/s.求波的傳播方向.,解析:當(dāng)波傳播時(shí)間小

44、于周期時(shí),波沿傳播方向前進(jìn)的距離小于一個(gè)波長(zhǎng),當(dāng)波傳播的時(shí)間大于周期時(shí),波沿傳播方向前進(jìn)的距離大于波長(zhǎng).這時(shí)從波形的變化上看出的傳播距離加上n個(gè)波長(zhǎng)才是波實(shí)際傳播的距離.,(1)因Δt=(t2-t1)<T,所以波傳播的距離可以直接由圖讀出.若波沿+x方向傳播,則在0.005 s內(nèi)傳播了2 m,故波速為,若波沿-x方向傳播,則在0.005 s內(nèi)傳播了6 m,故波速為,(2)因(t2-t1)>T,所以波傳播的距離大于一個(gè)波長(zhǎng),