機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)與練習(xí)有答案

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1、第一節(jié) 波的形成和傳播 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.理解波的形成和傳播． 2.知道橫波和縱波，理解波峰和波谷、密部和疏部． 3.知道機(jī)械波，理解機(jī)械波傳播形式． 重點(diǎn)難點(diǎn)： 1.認(rèn)識(shí)波的形成和波的傳播特點(diǎn)． 2．準(zhǔn)確理解質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和波的傳播的關(guān)系． 易錯(cuò)問題：不能正確理解質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與波的傳播關(guān)系及區(qū)別． 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 一、波的形成和傳播 1．波的形成過程 (1)波各部分看成由許多_____組成，各部分之間存在著相互作用的______． (2)沿波的傳播方向，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)總比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)遲一些，這樣質(zhì)點(diǎn)就依次被____． 2．振動(dòng)的______逐漸傳播開去形成波． 二

2、、橫波和縱波 1．橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向相互____的波，叫做橫波． (1)波峰：在橫波中，凸起的最高處叫做波峰． (2)波谷：在橫波中，凹下的最低處叫做波谷． 2．縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向______________的波，叫做縱波． (1)密部：在縱波中，____________________叫做密部． (2)疏部：在縱波中，____________________叫做疏部． 三、機(jī)械波 1．介質(zhì)：能傳播波的物質(zhì) 叫做介質(zhì)． 2．機(jī)械波：________在介質(zhì)中傳播形成了機(jī)械波． 3．產(chǎn)生機(jī)械波的條件：同時(shí)存在____和____． 說明：有振動(dòng)不

3、一定存在波，但有波一定存在振動(dòng)． 4．機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移． 5．波是傳遞_______的一種方式，而且可以傳遞_______． 核心要點(diǎn)突破 一、機(jī)械波的形成與特點(diǎn) 1．機(jī)械波的形成 (1)實(shí)質(zhì)：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)． (2)質(zhì)點(diǎn)間的作用：相鄰的質(zhì)點(diǎn)相互做功，同時(shí)將振動(dòng)形式與波源能量向外傳播． (3)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：從波源開始，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都由前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)做受迫振動(dòng)． 2．波的特點(diǎn) (1)振幅：像繩波這種一維(只在某個(gè)方向上傳播)機(jī)械波，若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同． (2)周期：各質(zhì)

4、點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期相同．(3)步調(diào)：離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后． (4)各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置振動(dòng)，并不隨波逐流． (5)機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，同時(shí)也傳遞能量和信息． 二、對(duì)橫波和縱波的理解 　橫波只能在固體中傳播，而縱波可以在固、液、氣三種狀態(tài)的物質(zhì)中傳播． 1．橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力作用所致，由于只有固體才有固定的形狀，也只有發(fā)生形變時(shí)才產(chǎn)生彈力，所以只有在彈性固體里才能產(chǎn)生橫波． 2．產(chǎn)生縱波時(shí)，物體的各部分經(jīng)常在壓縮和拉長(zhǎng)，也就是說經(jīng)常在改變自己的體積，在體積改變時(shí)，固體內(nèi)固然要產(chǎn)生彈力，液體和氣體也要產(chǎn)生彈力，所以縱波在這三種狀態(tài)

5、的介質(zhì)中都能傳播． 3．縱波和橫波可同時(shí)存在于同一種介質(zhì)中，如地震波，既有橫波，又有縱波，橫波和縱波同時(shí)在地殼中傳播． 特別提醒 1．繩波和聲波分別是典型的橫波和縱波，水波是比較復(fù)雜的機(jī)械波，不是橫波． 2．在縱波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上，而不是方向相同．　 三、振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系 振　動(dòng) 波　動(dòng) 運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 波動(dòng)是質(zhì)點(diǎn)群聯(lián)合起來表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 運(yùn)動(dòng)成因 質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力的作用 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng)，并將振動(dòng)形式

6、由近及遠(yuǎn)傳播出去，各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力 振　動(dòng) 波　動(dòng) 能量變化 振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能最大時(shí)勢(shì)能最小，勢(shì)能最大時(shí)動(dòng)能為零，總的機(jī)械能守恒 振源將機(jī)械能傳遞給它相鄰的質(zhì)點(diǎn)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)再將能量傳遞給下一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)也會(huì)相繼停下來 聯(lián)系 (1)振動(dòng)是波的起因，波是振動(dòng)的傳播(2)有波動(dòng)一定有振動(dòng)，有振動(dòng)不一定有波動(dòng)(3)波動(dòng)的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期 類型一 波的形成和傳播 例1關(guān)于機(jī)械波的形成，下列說法中正確的是(　　) A．物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波 B

7、．后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng)，只是時(shí)間落后一步 C．參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都有相同的頻率 D．機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移，也是振動(dòng)能量的傳遞 變式1 1．(2010年西安高二檢測(cè))關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波下列敘述不正確的是(　　) A．有機(jī)械振動(dòng)必有機(jī)械波 B．有機(jī)械波必有機(jī)械振動(dòng) C．在波的傳播中，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波的傳播發(fā)生遷移 D．在波的傳播中，如果振源停止振動(dòng)，波的傳播并不會(huì)立即停止 類型二 橫波和縱波的區(qū)別 例題2關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波 B．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線

8、上的波叫縱波 C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部 D．地震波是橫波，聲波是縱波 變式2 2．下列有關(guān)橫波和縱波的說法，正確的是(　　) A．振源上下振動(dòng)所形成的波是橫波 B．振源水平振動(dòng)所形成的波是縱波 C．波沿水平方向傳播，質(zhì)點(diǎn)沿豎直方向振動(dòng)，這類波是橫波 D．橫波的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，但縱波的質(zhì)點(diǎn)將隨波遷移 類型三 振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系 例題3 (2009年高考全國卷Ⅱ)下列關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的說法，正確的是(　　) A．介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等 B．介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等 C．波的傳播方向一定和介質(zhì)中質(zhì)

9、點(diǎn)振動(dòng)的方向一致 D．橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍 變式3 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　) A．振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播 B．振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 C．波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度 D．波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播 第二節(jié) 橫波的圖像 一、波的圖象 1.用橫坐標(biāo)表示在波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置 2.用縱坐標(biāo)表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移 波的圖象有時(shí)也稱波形圖．簡(jiǎn)稱波形 （1）如果波的圖象是正弦曲線，這樣的波叫做正弦波，也叫簡(jiǎn)諧波 （2）介質(zhì)中有

10、正弦波傳播時(shí)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在做簡(jiǎn)諧振動(dòng) （3）簡(jiǎn)諧波是一種最基本、最簡(jiǎn)單的波. 二、波的圖象的物理意義 1、波的圖象的物理意義： 反映介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻偏離平衡位置的位移 由波的圖象的畫法可以知道： 對(duì)橫波而言圖象反映了某時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的實(shí)際分布情況。 2、振動(dòng)圖象的物理意義： 反映某個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移 由振動(dòng)圖象的畫法可以知道： 圖象上的點(diǎn)并不表示做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在空間的實(shí)際位置。 三、波的圖象的應(yīng)用(一) 題型之一： 波的傳播方向、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向以及波形圖三者知其二，而求其一。 題型之二： 求波在任意時(shí)刻的波

11、形圖 練習(xí)一： 如圖所示為一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖 試求出波形圖上A、B、C、D四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 練習(xí)二： 如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖，已知圖形上某點(diǎn)的振動(dòng)方向如圖所示。試求這列波的傳播方向 如果這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，則波的傳播方向又如何？ 如果已知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向又如何？ 練習(xí)三： 如圖所示為一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖,試畫出再經(jīng)過T/4、3T/4和5T/4時(shí)的波形圖 練習(xí)四 如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖，已知圖形上某點(diǎn)的振動(dòng)方向如圖所示。試畫出再經(jīng)過T/4、3T/4和5

12、T/4時(shí)的波形圖 第三節(jié) 波長(zhǎng) 頻率 波速 定義：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長(zhǎng) 說明： 1.振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移總相等（大小、方向） 2.每經(jīng)過一個(gè)波長(zhǎng)的距離，出現(xiàn)一個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)，因此波長(zhǎng)描述了波傳播過程中的空間上的周期性（重復(fù)性）。 3.相距λ的整數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是一致 4.相距λ/2的奇數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反 5.在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰（或波谷）之間的距離等于波長(zhǎng)；在縱波中，兩個(gè)相鄰的密部（或疏部）之間的距離等于波長(zhǎng)． 例題1 抖動(dòng)繩子的一端，產(chǎn)生如圖所示的橫波，則繩上的橫波的波長(zhǎng)為

13、(　　) A．120cm　　　 B．80cm　　　 C．40cm　　　 D．20cm 二、周期和頻率 (1)波的頻率(或周期)就是波源的頻率(或周期)，也就是各質(zhì)點(diǎn)的頻率(或周期)． (2)波的頻率(或周期)由波源所決定，與介質(zhì)無關(guān)． (3)波的頻率(或周期)是描述波的“時(shí)間周期性”的物理量． 機(jī)械波在介質(zhì)中傳播具有空間和時(shí)間上的周期性．當(dāng)波源完成一次全振動(dòng)時(shí)，波就完成一次周期性變化，所以波源振動(dòng)周期與波傳播的周期相同，也即是波的頻率與波源振動(dòng)頻率相等．故波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān). 三、波速 波速是表示振動(dòng)在介質(zhì)中傳播快慢的物理量，它等于單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)向外傳播的距離，

14、即v＝. (2)波速的典型表示：由于在一個(gè)周期內(nèi)波傳播的距離等于波長(zhǎng)，所以波在均勻介質(zhì)中勻速傳播，那么v＝＝λf，此公式不但適合機(jī)械波，其他的波仍適用． (3)波速的決定因素：對(duì)于波長(zhǎng)λ、頻率f、波速v這三個(gè)物理量，當(dāng)波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，只有頻率不變，因?yàn)樗刹ㄔ礇Q定；波速由介質(zhì)決定；波長(zhǎng)就由波源、介質(zhì)共同決定． 例題2 男女生二重唱中，女高音和男中音的頻率、波長(zhǎng)和波速分別為f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它們之間的關(guān)系是(　　) A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2　　 B．f1f2，λ1<λ2，v1＝v2 D．

15、以上說法都不正確 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Δt與波長(zhǎng)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 由于波動(dòng)問題的多解性，在解題時(shí)一定要考慮其所有的可能性： ①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． ②質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，則有起振方向向上、向下(或向左、向右)的兩種可能． ③只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能． ④只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可

16、能等． 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. 例題3 對(duì)機(jī)械波關(guān)于公式v＝λf的下列說法中正確的是(　　) A．v＝λf適用于一切波 B．由v＝λf知，f增大，則波速v也增大 C．v、λ、f三個(gè)量中，對(duì)同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)保持不變的只有f D．由v＝λf知，波長(zhǎng)是4 m的聲音為波長(zhǎng)是2 m的聲音傳播速度的2倍 例題4 如圖所示，一列沿水平繩傳播的簡(jiǎn)諧橫波，頻率為8Hz.振動(dòng)方向沿豎直方向，當(dāng)繩上的質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)其平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由此可知波速和傳播方向可

17、能是 ? (　　) A．8m/s，向右傳播 B．12.5m/s，向左傳播 C．12.5m/s，向右傳播 D．8m/s，向左傳播 例題5 一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形如下圖所示，經(jīng)過一段時(shí)間，波形變成如圖中虛線所示，已知波速大小為1 cm/s.則這段時(shí)間可能是(　　) A．1 s　　　B．2 s　　　C．3 s　　　D．4 s 例題6 一列橫波在x軸上傳播，a、b是x軸上相距sab＝6 m的兩質(zhì)點(diǎn)．t＝0時(shí)，b點(diǎn)正好到達(dá)最高點(diǎn)，且b點(diǎn)到x軸的距離為4 cm，而此時(shí)a點(diǎn)恰好經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，已知這列波的頻率為25 Hz. (1)求經(jīng)過時(shí)間1 s，a質(zhì)點(diǎn)

18、運(yùn)動(dòng)的路程； (2)設(shè)a、b在x軸上的距離大于一個(gè)波長(zhǎng)，求該波的波速． 例題7 ? 如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖，若每隔0.2 s，波沿＋x方向推進(jìn)0.8 m，試畫出此后17 s時(shí)的波形圖． 補(bǔ)充小練習(xí) 練習(xí)1．關(guān)于簡(jiǎn)諧波說法中正確的是（ ） A．兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng) B．任意兩個(gè)波峰或波谷之間的距離叫波長(zhǎng) C．波動(dòng)在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長(zhǎng) D．在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于一個(gè)波長(zhǎng) 練習(xí)2．關(guān)于波速說法錯(cuò)誤的有（ ） A.波速由介質(zhì)和波源共同決定 B.提

19、高振源頻率，波的傳播速度將增大 C.同時(shí)在空氣中傳播兩列聲波，波長(zhǎng)較大的聲波傳播較快 D.頻率大的聲波在空氣中傳播的波長(zhǎng)越短 E.波速反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的快慢 F.波速反映了振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢 練習(xí)3.關(guān)于v=fλ和v=λ/T說法正確的（ ） A.它們適用于一切波（包括電磁波、光波） B.同一列波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另 一種介質(zhì)時(shí)保持不變的只有f C.由v=fλ可以看出，波速與頻率成正比 D.由兩式得出聲波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波長(zhǎng)和頻率成反比，與周期成正比

20、 答案 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 質(zhì)點(diǎn) 彈力 帶動(dòng) 形式 垂直 在同一直線上 質(zhì)點(diǎn)分布最密的位置 質(zhì)點(diǎn)分布最疏的位置 機(jī)械振動(dòng) 波源 介質(zhì) 能量 信息 例題1 【解析】　機(jī)械波的形成必須具備的兩個(gè)條件：波源和介質(zhì)．只有物體做機(jī)械振動(dòng)，而其周圍沒有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì)，遠(yuǎn)處介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)不可能振動(dòng)起來而形成機(jī)械波，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤．任何一個(gè)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都是一個(gè)波源，帶動(dòng)它周圍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，將振動(dòng)傳播開來，所以后一質(zhì)點(diǎn)總是落后，但振動(dòng)頻率相同，故B、C選項(xiàng)正確．形成機(jī)械波的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并沒有隨波遷移，離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是通過各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得，故D選項(xiàng)不正確

21、．【答案】　BC 【點(diǎn)評(píng)】　(1)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)從波源開始依次振動(dòng)；(2)任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同． 變式1 解析：選A.機(jī)械振動(dòng)是形成機(jī)械波的條件之一，有機(jī)械波一定有機(jī)械振動(dòng)，但有機(jī)械振動(dòng)不一定有機(jī)械波，A錯(cuò)，B對(duì)．波在傳播時(shí)，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它們不隨波的傳播而發(fā)生遷移，C對(duì)．振源停止振動(dòng)后，已形成的波仍繼續(xù)向前傳播，直到波的能量消耗盡為止，D對(duì)．故符合題意的選項(xiàng)為A. 例題2 【解析】　根據(jù)橫波和縱波的定義知A、B、C正確；聲波是縱波，但地震波中既有橫波又有縱波，D錯(cuò)誤． 【答案】　ABC 【點(diǎn)評(píng)】　解決這類問題要真正理解質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)

22、方向與波的傳播方向的關(guān)系．在橫波中二者“相互垂直”，在縱波中二者“在同一直線上”． 變式 2 答案 C 例題3 【解析】　波傳播過程中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在前面質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，A正確．波速是波在介質(zhì)中傳播的速度，在同種均勻介質(zhì)中波速是個(gè)常量；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度隨質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)所處位置不斷變化，B、C錯(cuò)誤．波峰、波谷分別是平衡位置上方、下方最大位移處，而振幅是振動(dòng)中偏離平衡位置的最大距離，D正確． 【答案】　AD 【點(diǎn)評(píng)】　解此類題目一定要弄清楚波的產(chǎn)生與傳播的原理，結(jié)合受迫振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行分析，則問題將迎刃而解． 變式3 解析：選AB.機(jī)械波的產(chǎn)生條件是波源和介質(zhì)．由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)

23、由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項(xiàng)A、B正確．波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變；而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，所以選項(xiàng)C錯(cuò)．波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì)，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，即使波源停止振動(dòng)，波也繼續(xù)向前傳播，所以選項(xiàng)D錯(cuò)． 第三節(jié) 1 C 2答案：C 解析：由于兩聲音是同一種機(jī)械波，因而波速相同，A、B均排除，而音高即是頻率高，即f1>f2，再由v＝λf知，v相同，f1>f2，所以λ1<λ2，因而C正確，D錯(cuò). 3 解析：公式v＝λf適用于一切波，無論是機(jī)械波還是電磁波，A正確；機(jī)械波的波速僅由介質(zhì)決定，與頻率f無關(guān)，所以B、D錯(cuò)誤；

24、對(duì)同一列波，其頻率由振源決定，與介質(zhì)無關(guān)，故C正確，應(yīng)選A、C. 答案：AC 點(diǎn)評(píng)：波速由介質(zhì)決定，頻率由波源決定 4解析：由y－x圖象知，此簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)λ＝1m.所以波速v＝λf＝8m/s.又知P點(diǎn)此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)“上坡下”可以判斷，波向右傳播，故A正確. 5解析：如果這列波向右傳播，則傳播的距離為nλ＋λ，λ＝4 cm，則時(shí)間可能是1 s、5 s、9 s…A正確；如果這列波向左傳播，則傳播的距離為nλ＋λ，則這段時(shí)間可能為3 s、7 s、11 s…C正確． ? 答案：AC 點(diǎn)評(píng)：解此題的技巧是平移波形法，此法既可用來判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，又可用來描出下一時(shí)刻的波形圖． 6

25、答案：(1)4 m　(2)波由a傳向b時(shí)，v＝600/(4n＋3) m/s(n＝1,2，…)波由b傳向a時(shí)，v＝600/(4n＋1) m/s(n＝1,2，…) 解析：(1)質(zhì)點(diǎn)a一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的路程是S0＝0.16 m 1 s內(nèi)的周期數(shù)是n＝ft＝25 1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程s＝ns0＝4 m (2)波由a傳向b，sab＝(n＋3/4)λ v＝λf＝600/(4n＋3) m/s(n＝1,2，…) 波由b傳向a，sab＝(n＋1/4)λ v＝λf＝600/(4n＋1) m/s(n＝1,2，…) 7解析：由題干條件可求出波速，由圖象可看出波長(zhǎng)，那么17 s內(nèi)波傳播的距離Δx可求，把

26、圖示波形沿x正向平移Δx即可． 方法一：平移法 (1)比較周期與時(shí)間 由題知波速v＝ m/s＝4 m/s，由圖知波長(zhǎng)λ＝8 m. 可知周期T＝＝ s＝2 s,17秒內(nèi)的周期n＝＝＝8，將8舍棄，取，根據(jù)波動(dòng)的時(shí)間與空間的周期性，將波向＋x方向平移λ即可，如圖(1)中虛線所示； (2)比較距離與波長(zhǎng) 17 s內(nèi)波前進(jìn)的距離Δx＝vt＝68 m，由于空間的限制，如果畫波傳68 m處的波形在圖(1)中很不現(xiàn)實(shí)．通常采取的做法是：17 s內(nèi)波傳播的波長(zhǎng)數(shù)n＝＝＝8，根據(jù)波呈現(xiàn)的空間周期性，將(1)波形向右移動(dòng)λ即可．如圖(1)中虛線所示． 方法二：特殊質(zhì)點(diǎn)法 如圖(2)，在圖中

27、原圖形上取兩特殊質(zhì)點(diǎn)a、b，因Δt＝8T，舍棄8，取T，找出a、b兩質(zhì)點(diǎn)再振動(dòng)后的位置a′、b′，過a′、b′畫一條正弦曲線即可． 補(bǔ)充小練習(xí) 1c 2abce機(jī)械波的周期和頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān) 波速由介質(zhì)決定，與波源無關(guān) 波長(zhǎng)由波源和介質(zhì)共同決定。 3 abd 機(jī)械波 （共100分 90分鐘） 一、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，每小題4分，共40分） 圖1 1．如圖1所示，S點(diǎn)為振源，其頻率為100Hz，所產(chǎn)生的橫波向右傳播，波速為80m/s，P、Q是波傳播途中的兩點(diǎn)，已知SP=4.2m，SQ=5.4m．當(dāng)S通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí) [　　　

28、] A．P在波谷，Q在波峰 B．P在波峰，Q在波谷 C．P、Q都在波峰 D．P通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，Q通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)． 2．如圖2所示，一列機(jī)械波沿x軸傳播，波速為16m/s，某時(shí)刻的圖象如圖，由圖象可知　　 [　　　 ] 圖2 A．這列波波長(zhǎng)為16m B．這列波傳播8m需2s時(shí)間 C．x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振幅為0 D．x=6m處質(zhì)點(diǎn)將向y軸正向運(yùn)動(dòng) 3．a(chǎn)、b是一條水平繩上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)，一列簡(jiǎn)諧橫波沿繩傳播，其波長(zhǎng)等于2L/3，當(dāng)a點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn) [　　　 ] A．經(jīng)過平衡位置，向上運(yùn)動(dòng) B．處于平衡位置上方位移最大處 C．經(jīng)過平衡位置，向下運(yùn)

29、動(dòng) D．處于平衡位置下方位移最大處 4．一列沿x軸正方向傳播的波，波速為6m/s，振幅為2cm，在某一時(shí)刻距波源5cm的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到負(fù)最大位移時(shí)，距波源8cm的B點(diǎn)恰在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)．可知該波的波長(zhǎng)λ，頻率f分別為　 [　　　 ] 圖3 A．λ=12cm，f=50Hz B．λ=4cm，f=150Hz C．λ=12cm，f=150Hz D．λ=4cm，f=50Hz 5．一列沿x方向傳播的橫波，其振幅為A，波長(zhǎng)為λ，某一時(shí)刻波的圖象如圖3所示。在該時(shí)刻，某一質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為(λ，0)，經(jīng)過四分之一周期后，該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為 A．(5/4)λ，0 　 　B．λ ，－A　　 C．λ，

30、A 　　 D．(5/4)λ，A 6．以下對(duì)波的說法中正確的是　　 [　　　 ] A．頻率相同的波疊加，一定可以發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 B．橫波可以在固體、液體和氣體中傳播 C．縱波不能用波的圖象描述 D．波長(zhǎng)和障礙物尺寸相近時(shí)，衍射現(xiàn)象明顯 圖4 7．圖4所示為一列簡(jiǎn)諧波在t=7/4s時(shí)的波動(dòng)圖象。已知波速為v=20m/s．在t=0時(shí)刻，x=10m的質(zhì)點(diǎn)的位置和速度可能是 [　　　 ] A．y=4cm，速度方向向下 B．y=0cm，速度方向向下 C．y=0cm，速度方向向上 D．y=-4cm，速度方向向上 8．圖5中有一為上下振動(dòng)的波源S，頻率為100Hz．

31、所激起的波向左右傳播，波速為8.0m/s．其振動(dòng)先后傳到A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)S通過平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，A、B質(zhì)點(diǎn)的位置是　 [　　　 ] 圖5 A．A在波谷，B在波峰 B．A、B都在波峰 C．A在波峰，B在波谷 D．A、B都在波谷． 9．如圖6所示，已知一列橫波沿x軸傳播，實(shí)線和虛線分別是 圖6 方向與傳播距離是　　 [　　　 ] A．沿x軸正方向，6m B．沿x軸負(fù)方向，6m C．沿x軸正方向，2m D．沿x軸負(fù)方向，2m 10．圖7為一列橫波的某時(shí)刻的圖象a、b、c、d為介質(zhì)的幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則 圖7 A.a、c兩質(zhì)點(diǎn)有相同的振幅 B.a質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度為正方向最大

32、 C.b質(zhì)點(diǎn)此時(shí)向正方向運(yùn)動(dòng) D.b質(zhì)點(diǎn)此時(shí)速度為零，b、d的距離為波長(zhǎng) 圖8 二、填空題（每小題6分，共24分） 圖9 11．圖8所示是一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖線，則這列波的波長(zhǎng)是______米，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是______米。如果波的傳播速度是4米／秒，這列波的周期是_____秒。 12．如圖9所示，一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播著，在t1=0和t2=0.05s的時(shí)刻，波的圖像分別如圖中的實(shí)線和虛線所示。這列波的波速可能是______。 圖10 13．如圖10所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播著，各質(zhì)點(diǎn)的振幅都是2cm。某時(shí)刻P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移都是1cm，質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y

33、軸負(fù)方向，質(zhì)點(diǎn)Q與之相反。已知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)相距60m，則這列波的波長(zhǎng)最長(zhǎng)可能是______m。 圖11 14．圖11是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的圖像。質(zhì)點(diǎn)P在此時(shí)刻的速度為v。若已知經(jīng)過0.2s質(zhì)點(diǎn)P的速度仍為v(大小和方向)，再經(jīng)過0.2s，質(zhì)點(diǎn)P的速度大小為v，但方向反向。由此可知這列波是沿x軸______方向傳播的，波速大小為______m/s(已知周期大于0.2s)。 三、計(jì)算題（每題12分，共36分） 圖12 15．橫波如圖12所示，t1時(shí)刻波形為圖中實(shí)線所示；t2時(shí)刻波形如圖中虛線所示．已知Δt=t2-t1=0.5s，且3T＜t2-t1＜4T，問： （1）如果波向右傳播，波

34、速多大？ （2）如果波向左傳播，波速多大？ 圖13 16．一橫波在某一時(shí)刻的波形如圖13所示，P點(diǎn)經(jīng)Δt=0.2s第一次到達(dá)波峰，波速多大？ 圖14 17．在一列橫波的傳播方向上有兩點(diǎn)P和Q，兩點(diǎn)間距離30m，它們的振動(dòng)圖象如圖14所示．問： （1）若P點(diǎn)距波源近，波速多大？ （2）若Q點(diǎn)距波源近，波速多大？ 答案 一、選擇題 1．A．　　 2．D．　　 3．C．　 4．B． 5．B．　 6．D．　　 7．C．　 8．C．　 9．C．　 10．A． 二、填空題 11．2 0.1 0.5 12．v右=80(4n+1)m／s或v左=

35、80(4n+3)m／s 13．180m 14．負(fù) 5 三、計(jì)算題 15．（1）52m/s （2）60m/s 16．波向右傳播：10m/s；波向左傳播：30m/s 17解　 （1）P點(diǎn)距波源近，表明P點(diǎn)先于Q點(diǎn)振動(dòng)．由圖可知，P點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到Q點(diǎn)需要時(shí)間： Δt=（0.4n+0.3） （2）若Q點(diǎn)距波源近，表明Q先于波源振動(dòng)，如圖可知，Q點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)需要時(shí)間： Δt=（0.4n+0.1） 2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度及對(duì)稱性 （1）位移：方向?yàn)閺钠胶馕恢弥赶蛘褡游恢?，大小為平衡位置到該位置的距離。 位移的表示方法：以平衡

36、位置為原點(diǎn)，以振動(dòng)所在的直線為坐標(biāo)軸，規(guī)定正方向，則某一時(shí)刻振子（偏離平衡位置）的位移用該時(shí)刻振子所在位置的坐標(biāo)來表示。振子通過平衡位置時(shí)，位移改變方向。 （2）速度：描述振子在振動(dòng)過程中經(jīng)過某一位置或在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢。在所建立的坐標(biāo)軸上，速度的正負(fù)號(hào)表示振子運(yùn)動(dòng)方向與坐標(biāo)軸的正方向相同或相反。 振子在最大位移處速度為零，在平衡位置時(shí)速度最大，振子在最大位移處速度方向發(fā)生改變。 （3）加速度：根據(jù)牛頓第二定律，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體的加速度。由此可知，加速度的大小跟位移大小成正比，其方向與位移方向總是相反。 振子在位移最大處加速度最大，通過平衡位置時(shí)加速度為零，此時(shí)加速度改

37、變方向。 （4）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性 ①瞬時(shí)量的對(duì)稱性：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)，回復(fù)力、位移、加速度具有等大反向的關(guān)系。另外速度、動(dòng)量的大小具有對(duì)稱性，方向可能相同或相反。 ②過程量的對(duì)稱性：振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)來回通過相同的兩點(diǎn)間的時(shí)間相等，如；質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過關(guān)于平衡位置對(duì)稱的等長(zhǎng)的兩線段時(shí)時(shí)間相等，如，如圖所示： 特別提醒： ①利用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，可以解決物體的受力問題，如放在豎直彈簧上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，若已知物體在最高點(diǎn)的合力或加速度，可求物體在最低點(diǎn)的合力或加速度。但要注意最高點(diǎn)和最低點(diǎn)合力或加速度的方向相反。 ②由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有周期性，因此涉及簡(jiǎn)

38、諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往出現(xiàn)多解，分析時(shí)應(yīng)特別注意：物體在某一位置時(shí)，位移是確定的，而速度不確定；時(shí)間也存在周期性關(guān)系。 1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中路程和時(shí)間的關(guān)系 （1）若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t與周期T的關(guān)系滿足t=nT（n＝1，2，3……），則成立 特別提醒：不論計(jì)時(shí)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在哪個(gè)位置向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷一個(gè)周期就完成一次全振動(dòng)，完成任何一次全振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過的路程都等于4A。 （2）若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t與周期T的關(guān)系滿足（n＝1，2，3…），則成立 （3）若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t與周期T的關(guān)系滿足，此種情況最復(fù)雜，分三種情形 ①計(jì)時(shí)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)特殊位置（兩個(gè)最大位移處，一個(gè)平衡位置），由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性知，成立。 ②計(jì)時(shí)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在最大位移和平衡位置之間，向平衡位置運(yùn)動(dòng)，則s＞A。 ③計(jì)時(shí)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)在最大位移處和平衡位置之間，向最大位移處運(yùn)動(dòng)，則s＜A。