机械波专题学生用.docx

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机械波专题学生用

机械波专题

知识要点梳理:

知识点一—机械波的认识:

速度、波长、频率决定因素;振动速度与波速。

例1:

如图所示,一横波的波源在坐标原点,x轴为波的传播方向,y轴为振动方向。

当波源开始振动0.5s时形成了如图所示的波形（波刚传到图中P点。

试求:

（1该波的振幅;

（2从图示位置再经多长时间波传到Q点?

（3Q点开始振动的方向如何?

知识点二——波的图象

例2:

如图所示,是一列简谐横波沿x轴正方向传播的图象,试画出经3/4T时间的波形。

知识点三——波的性质

▲知识梳理

1.波的反射;

2.波的干涉;

3.波的衍射;

4.多普勒效应

例3:

如图所示S为波源,M、N为两块挡板,其中M板固定,N板可上下移动,两板中间有一狭

缝,此时测得A没有振动,为了使A点能发生振动,可采用的方法是（

A.增大波源的频率

B.减小波源的频率

C.将N板向上移动一些

D.将N板向下移动一些

典型例题透析

题型一——波的传播方向与质点振动方向的判断

例1:

如图为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2s时的波形,位于坐标原点处的观察者测到

在4s内有10个完整的波经过该点。

（1求该波的波幅、频率、周期和波速。

（2画出平衡位置在x轴上P点处的质点在0-0.6s内的振动图象。

例2、湖面上一点O上下振动,振辐为0.2m,以O点为圆心形成圆形水波,如图所示,A、B、O

三点在一条直线上,OA间距离为4.0m,OB间距离为2.4m。

某时刻O点处在波峰位置,观察发

现2s后此波峰传到A点,此时O点正通过平衡位置向下运动,OA间还有一个波峰。

将水波近似

为简谐波。

（1求此水波的传播速度、周期和波长。

（2以O点处在波峰位置为0时刻,某同学打算根据OB间距离与波长的关系,确定B点在0

时刻的振动情况,画出B点的振动图象。

你认为该同学的思路是否可行?

若可行,画出B点振动图象,若不可行,请给出正确思路并画出B点的振动图象。

举一反三

【变式】一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c为

三个质元,a正向上运动。

由此可知（

A.该波沿x轴正方向传播

B.c正向上运动

C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置

D.该时刻以后,b比c先到达离平衡

位置最远处

题型二——机械波的传播特点（规律

例3、图甲中,波源S从平衡位置y=0开始振动,运动方向竖直向上（y轴的正方向,振动周期T=0.01s,产生的简谐波向左、右两个方向传播,波速均为v=80m/s.经过一段时间后,P、Q两点开始振动,已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m。

若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在图乙的振动图象中,能正确描述P、Q两点振动情况的是A.①为Q点振动图象B.②为Q点振动图象C.③为P点振动图象D.④为P点振动图象

举一反三

【变式】如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s,下面说法中正确的是（

A.这列波的波长是4m

B.这列波的传播速度是10m/s

C.质点Q（x=9m经过0.5s才第一次到达波峰

D.M点以后各质点开始振动时的方向都是向下

题型三——利用波传播的周期性、双向性解题

例4、在如图所示的图象中,实线是一列简谐横波在某一时刻的图象,经过t=0.2s

后这列波的图象如图中虚线所示。

求这列波的波速。

举一反三

【变式】如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点,相距14.0m,b点在a点的右方。

当一列简谐横波沿此绳向右传播时,若a点的位移达到正极大时,b点的位移恰为零,且向下运动,经

过1.00s后,a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰好达到负极大,则这列简

谐横波的波速可能等于（

A.14.0m/s

B.10.0m/s

C.6.00m/s

D.4.67m/s

题型四——波的干涉和衍射

例5、如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇。

图中实线表示波峰,虚线表示波谷,c和f分别为ae和bd的中点,则:

（1在a、b、c、d、e、f六点中,振动加强的点是________;振动减弱的点是________。

（2若两振源和振幅相同,此时刻位移

为零的点是________。

（3画出此时刻ace连线上,以a为原点的一

列完整波形,标出ce两点。

举一反三

【变式】如图所示表示两列相干水波某时刻的

波峰和波谷位置,实线表示波峰,虚线表示波谷,相邻实线与虚线间的距离为0.1m,波速

为1m/s,在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm,C点是相邻实线与虚线间的中点,

则（

A.图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cm

B.图示时刻C点正处在平衡位置且向水面上运动

C.F点到两波源的路程差为零

D.经0.1s,A点的位移为零

【高考再现】

1、（2011海南18模块3-4试题.（12分

（1（4分一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。

介质中x=2m处

的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πtcm。

关于这列简谐

波,下列说法正确的是______（填入正确选项前的字母。

选对1个给2分,选对

2个给4分;选错1个扣2分,最低得0分。

A.周期为4.0s

B.振幅为20cm

C.传播方向沿x轴正向

D.传播速度为10m/s

2、（2011全国理综第34题选修3-4

（1运动周期为T,振幅为A,位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动,该波源产生的一维简

谐横波沿x轴正向传播,波速为υ,传播过程中无能量损失,一段时间后,该振动传播至某质点p,关于质点p振动的说法正确的是______。

A振幅一定为AB周期一定为TC速度的最大值一定为υ

D开始振动的方向沿y轴向上或向下取决去他离波源的距离

E若p点与波源距离s=υT,则质点p的位移与波源的相同

3、（2011天津第7题.位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动,A刚好完成一次

全振动时,在介质中形成的简谐横波的波形如图所示,B是沿波传播方向上介质的

一个质点,则

周期内回复力对波源A一直做负功

A.波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向

B.此后1

4

C.经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长

D.在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零

4、（2011山东第37题3--4

（1如图所示,一列简谐波延x轴传播,实线为1t—0时的波形图,

此时P质点向y轴负方向运动,图为

20.01ts=时的波形图。

已知周期T>

0.01s。

①波延x轴________（填“正”或“负”方向传播。

②求波速。

5、（201上海第10题.两波源12SS、在水槽中形成的波形如图所示,其

中实线表示波峰,虚线表示波谷,则

（A在两波相遇的区域中会产生干涉（B在两波相遇的区域中不会产生干涉

（Ca点的振动始终加强（Da点的振动始终减弱

6、（2011上海第24题.两列简谐波沿工轴相向而行,波

速均为0.4/vms=,两波源分别位于A、B处,0t=时的

波形如图所示。

当2.5ts=时,M点的位移为cm,N

点的位移为cm。

7、（重庆第17题.介质中坐标原点0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,波形如题17图所示。

下列能描述x0处质点振动的图象是

8.（全国卷2一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。

已知t=0时的波形如

图所示,则

A.波的周期为1s

B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动

C.x=0处的质点在t=14s时速度为0

D.x=0处的质点在t=14

s时速度值最大9.[物理——选修3-4]

（2（10分波源S1和S2振动方向相同,频率均为4Hz,分别置于均匀介质中x轴上

的OA、两点处,OA=2m,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/ms.己知两波源振动的初始相位相同.求:

（i简谐波的波长;

（iiOA间合振动振幅最小的点的位置。

10.（北京卷一列横波沿x轴正向传播,a,b,c,d为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。

某时刻的波形如图1所示,此后,若经过3/4周期开始计时,则图2描述的是

A.a处质点的振动图像

B.b处质点的振动图像

C.c处质点的振动图像

D.d处质点的振动图像

11.（上海物理利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示,则

（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

12.（上海物理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,光波波长很短（D声波波速较小,光波波速很大

13.（上海物理如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线和虚线分别表示<时的波形,能正确反映

37.5

ts

时波形的是图

14.（上海物理如图,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,振幅为2cm,波速

为2ms,在波的传播方向上两质点,ab的平衡位置相距0.4m（小于一个波长,

当质点a在波峰位置时,质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置,则

（A此波的周期可能为0.6s（B此波的周期可能为1.2s

（C从此时刻起经过0.5s,b点可能在波谷位置（D从此时刻起经过0.5s,b点可能在波峰位置

15.（天津卷一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为

A.A=1mf=5Hz

B.A=0.5mf=5Hz

C.A=1mf=2.5Hz

D.A=0.5mf=2.5Hz

望子成龙学校春季班（2012年）学会学习的人，是非常幸福的人16.（重庆卷）一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A周期B波速C波长D频率17、（福建卷）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/s18．（山东卷）[物理—物理3-4]（4分）

（1）渔船常利用超声波来探测远处5鱼群的方位。

已知某超声波频率快为1．0×10Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。

-3①从该时刻开始计时，画出x=7．5×10m处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）。

②现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。

19.（四川卷）一列间谐横波沿直线由A向B传播，A、Ｂ相距0.45m，右图是A处质点的震动图像。

当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是A．4.5/sB.3.0m/sC.1.5m/sD.0.7m/s20.（安徽卷）一列沿X轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。

P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是A.v变小，a变大B.v变小，a变小C.v变大，a变大D.v变大，a变小6