2014年一輪復(fù)習(xí)選修3-4.1.2機(jī)械波

1、第2講 機(jī) 械 波,考點(diǎn)1 機(jī)械波,1.機(jī)械波的形成和傳播(1)產(chǎn)生條件.①有_____.②有_____，如空氣、水、繩子等.(2)傳播特點(diǎn).①傳播振動(dòng)形式、_____和信息.②質(zhì)點(diǎn)不_________.③介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率、振幅、起振方向等都與波源_____.,波源,介質(zhì),能量,隨波遷移,相同,2.機(jī)械波的分類,分 類,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系,形 狀,舉 例,橫 波,凹凸相間；有______、___

2、___,繩波等,縱 波,在同一條直線上,疏密相間；有______、_______,彈簧波、聲波等,波峰,波谷,密部,疏部,3.波長、頻率和波速(1)波長:在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)_____質(zhì)點(diǎn)間的距離，用λ表示.波長由頻率和波速共同決定.①橫波中，相鄰兩個(gè)_____(或_____)之間的距離等于波長.②縱波中，相鄰兩個(gè)_____(或_____)之間的距離等于波長.(2)頻率:波的頻率由_____決定，等于波源的振

3、動(dòng)頻率.在任何介質(zhì)中頻率不變.(3)波速:波的傳播速度,波速由_____決定,與波源無關(guān).(4)波速公式：v=____=___或v=____.,相鄰,波峰,波谷,密部,疏部,波源,介質(zhì),λf,1.波速與振速的區(qū)別波源振動(dòng)幾個(gè)周期,波形就向外平移幾個(gè)波長, 這個(gè)比值就表示了波形(或能量)向外平移的速度,即波速.在同一均勻介質(zhì)中波動(dòng)的傳播是勻速的,與波源的振動(dòng)頻率無關(guān).質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度,即為振速,波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置附近

4、做周期性振動(dòng),是變速運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)并沒有沿波的傳播方向隨波遷移.,2.振動(dòng)與波動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系,名稱,項(xiàng)目,振動(dòng),波動(dòng),區(qū)別,研究對象不同,振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)以平衡位置為中心所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng),波動(dòng)是介質(zhì)中大量質(zhì)點(diǎn)依次發(fā)生振動(dòng)而形成的“集體運(yùn)動(dòng)”,產(chǎn)生原因不同,振動(dòng)是由于質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力作用的結(jié)果,波動(dòng)是由于介質(zhì)中相鄰質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)作用而形成的,名稱,項(xiàng)目,振動(dòng),波動(dòng),區(qū)別,能量變化情況不同,振動(dòng)過程動(dòng)能和勢能不斷地相互轉(zhuǎn)化

5、，總機(jī)械能守恒,聯(lián)系,振源將機(jī)械能傳遞給它的相鄰質(zhì)點(diǎn)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)再將能量傳遞給下一質(zhì)點(diǎn)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不斷地吸收和放出能量，從而把波源的能量傳播出去，是一個(gè)能量的傳播過程,（1）振動(dòng)是波動(dòng)的成因，波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播.（2）波動(dòng)的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期.（3）有振動(dòng)不一定有波動(dòng)，因?yàn)椴ǖ男纬蛇€需要有傳播振動(dòng)的介質(zhì).但有波動(dòng)一定有振動(dòng).（4）波源停振后，介質(zhì)中的波動(dòng)并不立即停止，而是繼續(xù)向遠(yuǎn)處傳播，直到振動(dòng)能量完全損失盡

6、.,考點(diǎn)2 波的圖象1.坐標(biāo)軸x軸：各質(zhì)點(diǎn)_________的連線.y軸：沿質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，表示質(zhì)點(diǎn)的_____.2.物理意義：表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻相對各自_________的位移.,平衡位置,位移,平衡位置,3.圖象形狀:簡諧波的圖象是_____(或余弦)曲線,如圖所示.,正弦,1.振動(dòng)圖象與波的圖象的比較,兩種圖象,比較內(nèi)容,振動(dòng)圖象,波的圖象,圖象意義,一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的

7、位移,圖象特點(diǎn),兩種圖象,比較內(nèi)容,振動(dòng)圖象,波的圖象,圖象信息,圖象變化,一完整曲線對應(yīng)橫坐標(biāo),（1）振動(dòng)周期、振幅（2）各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度（包括大小、方向）,（1）波長、振幅（2）任意一質(zhì)點(diǎn)此刻的位移和加速度方向,隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但原有形狀不變,隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平移,一個(gè)周期,一個(gè)波長,2.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的互判方法,圖 象,方 法,微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D象進(jìn)行一微小平

8、移，然后由兩條波形曲線來判斷.例如：波沿x軸正方向傳播，t時(shí)刻波形曲線如圖中實(shí)線所示.將其沿v的方向移動(dòng)一微小距離Δx，獲得如圖中虛線所示的圖線.可以判定：t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)方向向下，質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)方向向上，質(zhì)點(diǎn)C振動(dòng)方向向下.,圖 象,方 法,“上、下坡”法:沿著波的傳播方向看，上坡的點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡的點(diǎn)向上振動(dòng)，即“上坡下、下坡上”.例如：在圖中，A點(diǎn)向上振動(dòng)，B點(diǎn)向下振動(dòng)，C點(diǎn)向上振動(dòng).,同側(cè)法:質(zhì)點(diǎn)的振

9、動(dòng)方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè).如圖所示.,考點(diǎn)3 波的特有現(xiàn)象1.波的干涉和衍射,波 的 干 涉,波 的 衍 射,條 件,現(xiàn) 象,兩列波的頻率必須______,明顯條件：障礙物或孔的_____比波長小或相差不多,形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的________,波能夠___________或孔繼續(xù)向前傳播,相同,尺寸,干涉圖樣,繞過障礙物,2.多普勒效應(yīng),,相對運(yùn)動(dòng),不變,變化,頻率,1.波的干涉與波的衍射的比

10、較,內(nèi)容,衍射和干涉,定 義,現(xiàn) 象,可觀察到明顯現(xiàn)象的條件,相同點(diǎn),波的衍射,波的干涉,波繞過障礙物或通過孔隙繼續(xù)傳播的現(xiàn)象,波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間,縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者小于波長,干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象,頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱的現(xiàn)象,干涉圖樣穩(wěn)定，振動(dòng)強(qiáng)弱區(qū)域相間分布，加強(qiáng)區(qū)、減弱區(qū)位置不變,兩列波的頻率相同,2.對

11、波的干涉現(xiàn)象的分析和理解(1)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是“齊步走”，振動(dòng)減弱點(diǎn)的實(shí)質(zhì)是“唱反調(diào)”.①在干涉現(xiàn)象中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域是指該區(qū)域內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅最大，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)能量大,并且始終最大.而不是指位移始終最大，其實(shí)質(zhì)是兩列波引起該點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)一致，即“齊步走”.當(dāng)兩列波引起的振動(dòng)方向始終相同時(shí)，該點(diǎn)對平衡位置的位移才可以達(dá)到最大值，即振幅A=A1+A2.它的位移x是隨時(shí)間而變化的，x的范圍：-(A1+A2)≤x≤A1+A2.,②振動(dòng)減弱區(qū)域

12、是指該區(qū)域內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅最小，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)能量小,并且始終最小.而不是指位移始終為零，其實(shí)質(zhì)是兩列波引起該點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)相反，即“唱反調(diào)”.當(dāng)兩列波引起的振動(dòng)方向始終相反時(shí)，該點(diǎn)對平衡位置的位移才可以達(dá)到最小值，即振幅A=|A1-A2|.它的位移x是隨時(shí)間而變化的，x的范圍：-|A1-A2|≤x≤|A1-A2|.,(2)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)位于振動(dòng)“加強(qiáng)帶”上，振動(dòng)減弱點(diǎn)位于振動(dòng)“減弱帶”上.①波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇處，一定是加強(qiáng)的，用一

13、條平滑的曲線將以上各點(diǎn)連接起來，這條線上的點(diǎn)都是加強(qiáng)的；而波峰與波谷相遇處，一定是減弱的，把以上各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，這條線上的點(diǎn)都是減弱的；加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)之間各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的振幅之間.②振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域和振動(dòng)減弱區(qū)域相互間隔，而不是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)相互間隔.振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)位于一條線上，即振動(dòng)“加強(qiáng)帶”；振動(dòng)減弱點(diǎn)也位于一條線上，即振動(dòng)“減弱帶”.振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn)與位置有關(guān)，不隨時(shí)間而變化.,振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖

14、象的綜合應(yīng)用【例證1】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲是波傳播到x=5 m的M點(diǎn)時(shí)的波形圖,圖乙是質(zhì)點(diǎn)N(x=3 m)從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象,Q是位于x=10 m處的質(zhì)點(diǎn),則:,(1)Q點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí),振動(dòng)方向如何?(2)經(jīng)過多長時(shí)間,Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰?【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)判斷處于波前的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.(2)由波動(dòng)圖象得到波長,由振動(dòng)圖象得到周期.(3)由v= 求波速,由t= 求時(shí)間

15、.,【自主解答】(1)在如圖甲所示的時(shí)刻,處于波前的質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)方向向下,故Q點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí),振動(dòng)方向也向下.(2)由圖甲可以看出波長λ=4 m,由圖乙可以看出周期T=4 s,所以波速v= =1 m/s.由圖甲還可以看出,最前面的波峰距Q點(diǎn)的距離Δx=8 m,故最前面的波峰傳播到Q點(diǎn),也就是Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為t= = s=8 s.答案：(1)向下 (2)8 s,【總結(jié)提升】解答振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象綜合問

16、題的關(guān)鍵點(diǎn)(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象.此問題很簡單,只要看清橫坐標(biāo)表示的意義即可,橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象,橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象.(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級.(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對應(yīng)的時(shí)刻.(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn).,對易錯(cuò)原因具體分析如下,波的多解性問題【例證2】(2012·南昌模擬)(17分)如圖所示實(shí)線是一列簡諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形，虛線是這列波在t2=0.5 s時(shí)刻的波形，這

17、列波的周期T符合：3T<t2-t1<4T,問：,(1)若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？(3)若波速大小為74 m/s，波速方向如何？【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下四點(diǎn):(1)寫出傳播距離與波長的關(guān)系進(jìn)而知道傳播時(shí)間與周期的關(guān)系;(2)根據(jù)限定條件確定k的取值;(3)由波速公式求波速;(4)根據(jù)傳播距離判斷波的傳播方向.,【規(guī)范解答】(1)波向右傳播時(shí),傳播距離Δx滿足Δx=kλ+ λ(k=

18、0，1，2，3…) ①(2分)由Δt= 知 ②(1分)傳播時(shí)間滿足Δt=kT+ T(k=0，1，2，3…) ③(1分)由于3T<t2-t1<4T④因此k取3故Δt=3T+ T⑤(1分)由波形圖知λ=8 m⑥(1分)波速v= ⑦(1分)解得v=54 m/s

19、⑧(1分),(2)波向左傳播時(shí)，傳播距離Δx滿足Δx=kλ+ λ(k=0，1，2，3，…)⑨(2分)傳播時(shí)間滿足Δt=kT+ T(k=0，1，2，3…)⑩(1分)由3T<t2-t1<4T可知k取3故Δt=3T+ T ?(1分)波速v= ?(1分)解得v=58 m/s ?(1分),(3)波速大小為74 m/s時(shí),波在Δt時(shí)

20、間內(nèi)傳播的距離為Δx=vΔt=74×0.5 m=37 m=(4λ+5)m ?(2分)所以波向左傳播 (1分)答案：(1)54 m/s (2)58 m/s (3)波向左傳播,【總結(jié)提升】波的多解問題的規(guī)范求解1.一般解題步驟(1)根據(jù)初末兩時(shí)刻的波形圖確定傳播距離與波長的關(guān)系通式.(2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是惟一解還是多解.(3)根據(jù)波速公式 或v= =λf求波速.2.應(yīng)注意的

21、問題造成波動(dòng)問題多解的主要因素有：(1)周期性:①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確.②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確.,(2)雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定.②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定.如：a.質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移處，則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能.b.質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，則起振方向有向上、向下(或向左、向右)兩種可能.c.只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向

22、傳播的可能,即沿x軸正方向或沿x軸負(fù)方向傳播.,d.只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能.解決此類問題時(shí)，往往采用從特殊到一般的思維方法，即找到一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的特例，在此基礎(chǔ)上，如知時(shí)間關(guān)系，則加nT；如知空間關(guān)系，則加nλ.(3)波形的隱含性形成多解:在波動(dòng)問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài).這樣，波形就有多種情況，形成波動(dòng)問題的多解性.,波的干涉現(xiàn)象【例證3】(1)如圖所

23、示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷.設(shè)兩列波的振幅均為5 cm，且圖示的范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長分別為1 m/s 和0.5 m.C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn)，下列說法中不正確的是( ),A.C、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng)B.圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20 cmC.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處于平衡位置且向水面以上運(yùn)動(dòng)D.從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25 s，B點(diǎn)通過的路程為20 cm(2)如圖所示,橫波1沿BP方向傳播,B

24、點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖甲所示;橫波2沿CP方向傳播,C點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示.P與B相距40 cm,P與C相距50 cm,波速都為20 cm/s.兩橫波在P處相遇,兩橫波振動(dòng)方向相同,P點(diǎn)振幅為_______cm.,【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下四點(diǎn)：(1)理解振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱特點(diǎn);(2)明確振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和;(3)利用波的干涉現(xiàn)象加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的判斷條件判斷P點(diǎn)的振動(dòng)情況;(4)根據(jù)P點(diǎn)的振動(dòng)情況確定P點(diǎn)

25、的振幅.,【自主解答】(1)選A.由波的干涉知識可知題圖中的質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處波峰和波峰或波谷和波谷疊加,是加強(qiáng)區(qū)，過D、F的連線處和過P、Q的連線處波峰和波谷疊加是減弱區(qū).C、E兩點(diǎn)是振動(dòng)的加強(qiáng)點(diǎn)，不可能靜止不動(dòng).所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的.在圖示時(shí)刻，A在波峰，B在波谷，它們的振動(dòng)是加強(qiáng)的，振幅均為兩列波的振幅之和，均為10 cm，此時(shí)的高度差為20 cm，所以B選項(xiàng)正確.A、B、C、E均在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，且在同一條直線上，由

26、題圖可知波是由E處向A處傳播，在圖示時(shí)刻的波形圖線如圖所示，由圖可知C點(diǎn)向水面以上運(yùn)動(dòng)，所以C選項(xiàng),正確.波的周期T= =0.5 s，經(jīng)過0.25 s，即經(jīng)過半個(gè)周期,在半個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程為振幅的2倍，所以振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B的路程為20 cm，D選項(xiàng)正確,故選A.(2)P點(diǎn)到兩個(gè)波源的距離差Δr= =50 cm-40 cm=10 cm,由題圖可知T=1 s,波長λ=vT=20 cm,所以Δr= ,由兩波源

27、的振動(dòng)圖象可知,兩波源的振動(dòng)情況相反,所以P點(diǎn)應(yīng)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),所以P點(diǎn)的振幅A=A1+A2=30 cm+40 cm=70 cm.答案：(1)A (2)70,【總結(jié)提升】波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的兩種判斷方法(1)公式法某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr.①當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)若Δr=nλ(n=0,1,2,…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr=(2n+1) (n=0,1,2,…)，則振動(dòng)減弱

28、.②當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)若Δr=(2n+1) (n=0,1,2,…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr=nλ(n=0,1,2,…)，則振動(dòng)減弱.,(2)圖象法在某時(shí)刻的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間.,1.(2011·北

29、京高考)介質(zhì)中有一列簡諧機(jī)械波傳播，對于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)( )A.它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度B.它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向C.它在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于一個(gè)波長D.它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率,【解析】選D.簡諧機(jī)械波在介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)都做簡諧運(yùn)動(dòng)，由振動(dòng)和波的關(guān)系可知：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度，而波的傳播速度是指“振動(dòng)”這種形式的傳播速度，A錯(cuò)誤；橫波的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向，而縱波的振動(dòng)方向與波的傳

30、播方向在一條直線上，B錯(cuò)誤；簡諧機(jī)械波在介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于四倍振幅，而波一個(gè)周期傳播的距離等于一個(gè)波長，C錯(cuò)誤；簡諧機(jī)械波在介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的頻率都相等，都等于波源的振動(dòng)頻率，所以D正確.,2.(2011·上海高考)兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖所示,其中實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,則( )A.在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉B.在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉C.a點(diǎn)的振動(dòng)始終加

31、強(qiáng)D.a點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱,【解析】選B.從圖中看,兩列水波的波長不同,波在水中的速度都相等,根據(jù)T= 可知,兩列波的周期不相等,不滿足相干條件,在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,B正確.,3.(2011·四川高考)如圖為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖，當(dāng)Q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí)，則( )A.1 cm＜x＜3 cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B.Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速

32、度沿y軸的正方向C.Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置D.Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到P處,【解析】選B.將圖中的波形圖往左平移 λ，可知A、C錯(cuò)，B正確；再由機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移知，D錯(cuò).,4.(2011·海南高考)一列簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示.介質(zhì)中x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=10sin(5πt)cm.關(guān)于這列簡諧波，下列說法正確的是( )A.周期為4.0

33、sB.振幅為20 cmC.傳播方向沿x軸正向D.傳播速度為10 m/s,【解析】選C、D.由圖象可知振幅A=10 cm，λ=4 m，故B錯(cuò)誤；T= s=0.4 s，故A錯(cuò)誤；v= =10 m/s，故D正確；由P點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，P點(diǎn)開始向上振動(dòng)，所以機(jī)械波沿x軸正向傳播，故C正確.,5.(1)(2011·新課標(biāo)全國卷)一振動(dòng)周期為T，振幅為A，位于x=0點(diǎn)的波源從平衡位置沿y軸正向開

34、始做簡諧振動(dòng)，該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失，一段時(shí)間后，該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)P，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的說法正確的是________.A.振幅一定為AB.周期一定為TC.速度的最大值一定為vD.開始振動(dòng)的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離E.若P點(diǎn)與波源距離s=vT，則質(zhì)點(diǎn)P的位移與波源的相同,(2)(2012·長春模擬)一根彈性繩沿x軸方向放置,左端在原點(diǎn)O處,用手握住繩的

35、左端使其沿y軸方向做周期為1 s的簡諧運(yùn)動(dòng),于是在繩上形成一簡諧波.繩上質(zhì)點(diǎn)N的平衡位置為x=5 m,振動(dòng)傳播到質(zhì)點(diǎn)M時(shí)的波形如圖所示.求:①繩的左端振動(dòng)后經(jīng)過多長時(shí)間傳播到質(zhì)點(diǎn)N;②質(zhì)點(diǎn)N開始振動(dòng)時(shí),繩的左端已通過的路程;③如果從N開始振動(dòng)計(jì)時(shí),畫出質(zhì)點(diǎn)N振動(dòng)的位移—時(shí)間圖線.,【解析】(1)選A、B、E.機(jī)械波在傳播過程中，把波源的信息傳播出去了，即把波源的振動(dòng)周期、振幅、開始振動(dòng)的方向等信息都傳播出去，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期

36、、振幅、開始振動(dòng)方向均與波源相同，故D錯(cuò)，A、B正確.波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是兩回事，故C錯(cuò).當(dāng)P點(diǎn)與波源距離s=vT時(shí)，即P點(diǎn)與波源相距一個(gè)波長，P點(diǎn)與波源的振動(dòng)情況完全一樣，故E正確.(2)①由波形圖知 =1 m,所以λ=2 m則波速v= =2 m/s,繩的左端振動(dòng)后經(jīng)Δt傳到質(zhì)點(diǎn)N,則②設(shè)路程為s，則s= ×4A=80 cm,③由波形圖知質(zhì)點(diǎn)M經(jīng)平衡位置沿y軸負(fù)方向振動(dòng),故從N開始振動(dòng)計(jì)時(shí)

37、,質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖象如圖所示,答案：(1)A、B、E(2)①2.5 s ②80 cm ③見解析圖,6.(1)如圖所示,a、b是一列橫波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們在x軸上的距離Δx=30 m,波沿x軸正方向傳播,當(dāng)a振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)b恰好經(jīng)過平衡位置,經(jīng)過3 s,波傳播了30 m,并且a經(jīng)過平衡位置,b恰好到達(dá)最高點(diǎn),那么( )A.這列波的速度一定是10 m/sB.這列波的周期可能是0.8 sC.這列波的

38、周期可能是3 sD.這列波的波長可能是24 m,(2)(2011·山東高考)如圖所示，一列簡諧波沿x軸傳播，實(shí)線為t1=0時(shí)的波形圖，此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，虛線為t2=0.01 s時(shí)的波形圖.已知周期T＞0.01 s.①波沿x軸_______(填“正”或“負(fù)”)方向傳播.②求波速.,【解析】(1)選A、B、D.波速v= m/s=10 m/s,A對;波長的通式為則對①式k=

39、1時(shí)λ=24 m，D對.由②式知周期T= (k=0，1，2，3…)，當(dāng)k=3時(shí)T=0.8 s,B對.由①式知T= (k=0，1，2，3…),C錯(cuò).,(2)①由波動(dòng)圖象可知波長λ=8 m，又由機(jī)械波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向間的關(guān)系“上坡下，下坡上”可以判定，波沿x軸正方向傳播.②由題意可知經(jīng)過 質(zhì)點(diǎn)P回到平衡位置.可得周期T=0.08 s，波速v= m/s=100 m/s

40、答案：(1)A、B、D (2)①正 ②100 m/s,7.(1)如圖所示為一列沿長繩傳播的橫波,當(dāng)手振動(dòng)的頻率增加時(shí),它的( )A.速度不變,波長減小B.速度不變,波長增大C.速度減小,波長增大D.速度增大,波長不變,(2)(2011·上海高考)兩列簡諧波沿x軸相向而行,波速均為v=0.4 m/s,兩波源分別位于A、B處,t=0時(shí)的波形如圖所示.當(dāng)t=2.5 s時(shí),M點(diǎn)的位移為_______

41、_cm,N點(diǎn)的位移為________cm.,【解析】(1)選A.波速由介質(zhì)決定,故波源頻率增加時(shí),波速不變，由λ= 知f增加，波長減小,A對,B、C、D錯(cuò).(2)2.5 s內(nèi),兩列波傳播的距離Δx=vΔt=0.4×2.5 m=1 m,當(dāng)A波向右傳播1 m時(shí),A波如圖中的虛線所示,B波如圖中的實(shí)線所示,所以,M點(diǎn)位移為2 cm,N點(diǎn)位移為零.答案：(1)A (2)2 0,8.(1)兩列簡諧

42、橫波同振幅、同波長、同速率相向傳播.某時(shí)刻兩列波圖象如圖所示，實(shí)線表示的波向左傳播，虛線表示的波向右傳播.關(guān)于圖中介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)A，認(rèn)識正確的是( )A.A振動(dòng)始終加強(qiáng)B.由圖示時(shí)刻開始，再經(jīng)1/4周期，A將位于波峰C.A振幅為零D.由圖示時(shí)刻開始，再經(jīng)1/4周期，A將位于波谷,(2)如圖所示，向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側(cè)A處的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的人感受到的聲波的頻率為f2，則f1、f2與

43、f的關(guān)系為________.,【解析】(1)選A、B.對質(zhì)點(diǎn)A，實(shí)線所示的波使A質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),虛線所示的波也使A質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),因此A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)實(shí)際上是同向疊加.A為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),A的振幅最大，A對,C錯(cuò);由于圖示時(shí)刻A處于平衡位置且向上振動(dòng)，故由圖示時(shí)刻開始再經(jīng) 周期,A將處于波峰，B對，D錯(cuò).(2)聲源靠近A處的人,由多普勒效應(yīng)知,他接收到的頻率變大,即f1>f;相反,聲源遠(yuǎn)離B處的人,則他接收

44、到的頻率變小,即f2f>f2.答案：(1)A、B (2)f1>f>f2,9.波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA=2 m，如圖所示.兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同.求：(1)簡諧橫波的波長；(2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置.【解題指南】先根據(jù)波長、波速和頻率的關(guān)系求出波長，然后由振動(dòng)減弱點(diǎn)

45、滿足的條件確定其位置.,【解析】(1)設(shè)簡諧橫波波長為λ，頻率為f，則v=λf，代入已知數(shù)據(jù)，得λ=1 m.(2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn)，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點(diǎn)的波程差Δl=x-(2-x),0≤x≤2.其中x、Δl以m為單位.合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足Δl=(k+ )λ,k為整數(shù)，所以由0≤x≤2可知- ≤k≤ ，故k=-2、-1、0、1.解得：x=0.25 m,0.75 m,1.25 m,1

46、.75 m.答案：(1)1 m (2)見解析,10.(1)(2012·盧灣區(qū)模擬)如圖所示是波遇到小孔或障礙物后的圖像，圖中每兩條實(shí)線間的距離表示一個(gè)波長，其中正確的圖像是( ),(2)如圖所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，該波由A傳向B，兩質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向上的距離Δx=4.0 m，波長大于3.0 m，求這列波的波速.,【解析】(1)選B.A圖孔的尺寸比波長大得多,不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,A錯(cuò);B、C圖中障

47、礙物的大小比波長小故可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,B對,C錯(cuò).D圖中孔的大小與波長相差不多，應(yīng)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,D錯(cuò).(2)由振動(dòng)圖象可知,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T=0.4 s取t=0時(shí)刻分析,質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)平衡位置向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)B處于波谷,設(shè)波長為λ,則Δx=nλ+ λ(n=0、1、2、3…)所以該波波長為因?yàn)橛笑?gt;3.0 m的條件，所以取n=0，1,當(dāng)n=0時(shí)，λ1=16 m，波速v1= =40 m/s當(dāng)n=1時(shí)，λ2=3.2

48、m，波速v2= =8.0 m/s答案：(1)B (2)40 m/s或8.0 m/s,11.(2012·日照模擬)某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)p的坐標(biāo)x=0.32 m.從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí).(1)若每間隔最少時(shí)間0.4 s重復(fù)出現(xiàn)波形圖，求波速.(2)若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次達(dá)到正向最大位移，求波速.(3)若p點(diǎn)經(jīng)0.4 s到達(dá)平衡位置，求波速.,【解析】(1)依題意，周期T=0.4 s，

49、波速 (2)波向右傳播Δx=0.32 m-0.2 m=0.12 m，p點(diǎn)恰好第一次達(dá)到正向最大位移處.波速(3)波向右傳播Δx=0.32 m,p點(diǎn)到達(dá)平衡位置，由周期性可知波傳播的可能距離Δx′=0.32+ n(n=0,1,2,3…)可能波速答案：(1)2 m/s (2)0.3 m/s (3)(0.8+n)m/s(n=0,1,2,3…),12.(1)(2011·重慶高考)介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t=

50、0時(shí)刻開始振動(dòng)，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻傳到L處，波形如圖所示.下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是( ),(2)如圖所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源S，它沿y軸做頻率為50 Hz，振幅為2 cm的簡諧振動(dòng)，形成的波可沿x軸正、負(fù)方向傳播，波速為20 cm/s，開始振動(dòng)時(shí)，S恰好通過O點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，求：①當(dāng)S完成第一次全振動(dòng)時(shí)，畫出此時(shí)的波形圖.②如圖，波傳到坐標(biāo)為x1=2.7 cm的M點(diǎn)時(shí)，還要經(jīng)過多長時(shí)間才

51、能傳到N點(diǎn)？波傳到N點(diǎn)時(shí)，M點(diǎn)在什么位置？,【解析】(1)選C.從波形圖上可看出，x0處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向是從平衡位置開始沿y軸負(fù)方向，所以x0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是C或D，排除A、B選項(xiàng);考慮到振動(dòng)從x0傳到L處的距離接近兩個(gè)波長，故振動(dòng)從x0傳到L處所用時(shí)間接近兩個(gè)周期，且t0時(shí)刻x0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，故選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤.(2)①波形圖象如圖：,②當(dāng)波到達(dá)M點(diǎn)時(shí)，波也已經(jīng)傳到x=-2.7 cm的位置.還要再經(jīng)過t