機(jī)械波習(xí)題及答案.doc

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考波的形式 傳播 波的圖象考綱要求認(rèn)識(shí)機(jī)械波及其形成條件，理解機(jī)械波的概念，實(shí)質(zhì)及特點(diǎn)，以及與機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系；理解波的圖像的含義，知道波的圖像的橫、縱坐標(biāo)各表示的物理量.能在簡(jiǎn)諧波的圖像中指出波長(zhǎng)和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅，會(huì)畫出某時(shí)刻波的圖像考點(diǎn)透視一、機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.機(jī)械波產(chǎn)生的條件：波源，介質(zhì).二、機(jī)械波的分類)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.橫波有波峰和波谷.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.縱波有疏部和密部.三、機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)所有質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向與波源開始振動(dòng)的方向相同。四、波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系波長(zhǎng)：兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng).振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，對(duì)于橫波：相鄰的兩個(gè)波峰或相鄰的兩個(gè)波谷之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng).對(duì)于縱波：相鄰的兩個(gè)密部中央或相鄰的兩個(gè)疏部中央之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng).波速：波的傳播速率叫波速.機(jī)械波的傳播速率只與介質(zhì)有關(guān)，在同一種均勻介質(zhì)中，波速是一個(gè)定值，與波源無關(guān).頻率：波的頻率始終等于波源的振動(dòng)頻率.波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系：v=f=/T五、波動(dòng)圖像波動(dòng)圖象是表示在波的傳播方向上，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移，當(dāng)波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)諧波，其波動(dòng)圖象為正弦或余弦曲線.六、由波的圖象可獲取的信息該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅A波長(zhǎng).圖7-32-1若知道波的傳播方向，可判斷各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向.如圖7-32-1所示，設(shè)波向右傳播，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).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.如圖7-32-1中若質(zhì)點(diǎn)4向上運(yùn)動(dòng)，則可判定該波向左傳播.若知波速v的大小?？汕箢l率f或周期T，即f=1/T=v/.若知f或T，可求波速v，即v=f=/T若知波速v的大小和方向，可畫出后一時(shí)刻的波形圖，波在均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)，t時(shí)間后各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式，沿波的傳播方向平移 x=vt命題趨勢(shì)有關(guān)機(jī)械波的內(nèi)容近年經(jīng)常在選擇題中出現(xiàn)，尤其是波的圖象以及波的多值解問題常常被考生忽略。典型例析【例1】關(guān)于機(jī)械波，下列說法中正確的是( )A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向B簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播時(shí)，繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移總是相同C任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)D在相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻，同一介質(zhì)點(diǎn)的位移、速度和加速度總相同【解析】波有縱波和橫波兩種，由于橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是與波的傳播方向垂直，而縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向平行，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。由于相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移大小相等，方向相反，所以選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。機(jī)械振動(dòng)，并不沿著傳播方向移動(dòng)，所以選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的。相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻，同一介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)總是相同的，所以選項(xiàng)D正確. 【例2】一列橫波水平方向傳播，某一時(shí)刻的波形如下圖7-32-2所示，則圖中a、b、c、d四點(diǎn)在此時(shí)刻具有相同運(yùn)動(dòng)方向的是( )圖7-32-2Aa和c Ba和d Cb和c Db和d 圖7-32-5【解析】若波向右傳播，則各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是：a向上，b向下，c向下，d向上，e向上；若波向左傳播，則各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是：a向下，b向上，c向上，d向下，e向下.可見a、d、e、具有相同的運(yùn)動(dòng)方向，b、c具有相同的運(yùn)動(dòng)方向，故答案BC是正確的。圖7-32-3【例3】一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖7-32-3所示為此波在某一時(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，下列說法中正確的是( ) 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3 T /4C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T /4D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T /4【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、N間水平距離為3/4，故P質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)T /4，選項(xiàng)C正確.【例4】一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，其波形圖如圖7-32-4所示，其中實(shí)線，虛線分別表示t1=0，t2=0.05s時(shí)的波形，圖7-32-4求這列波的波速若波速為280m/s,其傳播方向如何?此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P從圖中位置運(yùn)動(dòng)至波谷位置的最短時(shí)間是多少? 【解析】題目沒有指明波傳播方向，因此有左、右傳播方向兩種可能性。若波向右傳播，則在t =t2+t1=0.05s內(nèi)傳播的距離s =(n+1/4)，n=0，1，2，。此時(shí)波速的通式為v右=s /t= (n+1/4)8/0.05=(160n+40)m/s，n=0，1，2，。若波向左傳播，則t=0.05s內(nèi)傳播的距離s=(n+3/4)，n=0、1、2。此時(shí)波速通式為：v左=s /t= (160n+120)m/s，n=0，1，2。若波速v=280m/s，在t =0.05s內(nèi)傳播的距離為s =vt=2800.05=14(m)=7/4.由波形知，波再向左傳s =7m，則P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷位置t=7/280=2.510-2s【例5】如圖7-32-5所示，甲為某一波在t=1.0s時(shí)的圖象，乙為對(duì)應(yīng)該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。說出兩圖中AA的意義？說出甲圖中OAB圖線的意義？求該波速v=?在甲圖中畫出再經(jīng)3.5s時(shí)的波形圖。求再經(jīng)過3.5s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移?！窘馕觥考讏D中AA表示A質(zhì)點(diǎn)的振幅或1.0s時(shí)A質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0.2m，方向?yàn)樨?fù)，乙圖中AA表示P質(zhì)點(diǎn)的振幅，也是P質(zhì)點(diǎn)在0.25s的位移大小為0.2m，方向?yàn)樨?fù)。圖7-32-6甲圖中OAB段圖線表示O到B之間所有質(zhì)點(diǎn)在1.0s時(shí)的位移、方向均為負(fù)，由乙圖看出P質(zhì)點(diǎn)在1.0s時(shí)向-y方向振動(dòng)，所以甲圖中波向左傳播，則OA間各質(zhì)點(diǎn)正向遠(yuǎn)離平衡位置方向振動(dòng)，AB間各質(zhì)點(diǎn)正向靠近平衡位置方向振動(dòng)。甲圖得波長(zhǎng)，乙圖得周期T=1s所以波速傳播距離所以只需將波形向x軸負(fù)向平移即可，如圖7-32-6所示：求路程：因?yàn)樗月烦糖笪灰疲河捎诓▌?dòng)的重復(fù)性，經(jīng)歷時(shí)間為周期的整數(shù)倍時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)又回到圖示位置，其位移為0。過關(guān)檢測(cè)1.在波的傳播過程中，下列有關(guān)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)說法正確的是( )A質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中做自由振動(dòng)B質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中做受迫振動(dòng)C各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律都相同D各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度都相同2.下列關(guān)于橫波與縱波的說法中，正確的是( )A振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B振源左右振動(dòng)形成的波是縱波C振源振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直，形成的是橫波D在固體中傳播的波一定是橫波3.傳播一列簡(jiǎn)諧波的介質(zhì)中各點(diǎn)具有相同的( )A步調(diào) B振動(dòng)周期C動(dòng)能 D振幅4.一個(gè)小石子扔向平靜的湖水中，圓形波紋一圈圈向外傳播，如果此時(shí)湖畔的樹上有一片樹葉落在水面上，則樹葉( )A漸漸漂向湖心B漸漸漂向湖岸C在落下處上下振動(dòng)D沿波紋做圓周運(yùn)動(dòng)5.關(guān)于機(jī)械波的概念下列說法正確的是( )A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向B波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是受迫振動(dòng)C如果振源停止振動(dòng)，在媒質(zhì)中傳播的波動(dòng)也立即停止D物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波圖7-32-76.如圖7-32-7所示為沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn)，每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離相等，其中O為波源.設(shè)波源的振動(dòng)周期為T，自波源通過平衡位置豎直向下振動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過T/4質(zhì)點(diǎn)1開始起振，則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和介質(zhì)中的波的說法中正確的是( ) A介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚B圖中所畫出的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動(dòng)完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)8振動(dòng)時(shí)，通過平衡位置或最大位移的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過相同位置時(shí)落后T/4D只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動(dòng)了，質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)步調(diào)就完全一致，但如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動(dòng).7.如圖7-32-9所示，為一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖像，已知圖中質(zhì)點(diǎn)F此時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向豎直向下，則應(yīng)有( )A此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)H和F運(yùn)動(dòng)方向相反B質(zhì)點(diǎn)C將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置C此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零D此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B和D的加速度方向相同圖7-32-98.如下圖7-32-10所示為波源開始振動(dòng)后經(jīng)過一個(gè)周期的波形圖，設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T，則下列說法中正確的是( ) 圖7-32-10A若點(diǎn)M為振源，則點(diǎn)M開始振動(dòng)時(shí)的方向向下B若點(diǎn)N為振源，則點(diǎn)P已振動(dòng)了3T/4C若點(diǎn)M為振源，則點(diǎn)P已振動(dòng)了3T/4D若點(diǎn)N為振源，到該時(shí)刻點(diǎn)Q向下振動(dòng)圖7-32-119.一列沿x軸方向傳播的橫波，振幅為A，波長(zhǎng)為，某一時(shí)刻波的圖象如圖7-32-11所示，在該時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為（，0）經(jīng)過四分之一周期后，該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為( ) A(5/4，0) B( ，-A)C（，A ）D(5/4，A)10.如圖7-32-12所示，S點(diǎn)為波源，其頻率100Hz，所產(chǎn)生的橫波向右傳播，波速為80m/s，P、Q是波傳播途徑中的兩點(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)，則( ) AP在波谷，Q在波峰BP在波峰，Q在波谷CP、Q都在波峰DP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)圖7-32-1211.如圖7-32-13甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=20s時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是( ) 圖7-32-13Av=25m/s，向左傳播 Bv=50m/s，向左傳播Cv=25m/s，向右傳播 Dv=50m/s，向右傳播12.繩中有一列正弦橫波，沿x軸傳播.如圖7-32-14中a、b是繩上兩點(diǎn)，它們?cè)趚軸方向上的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)，當(dāng)a點(diǎn)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，b點(diǎn)恰經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，在a、b之間畫出兩個(gè)波形分別表示： 圖7-32-14沿x軸正方向傳播的波；沿x軸負(fù)方向傳播的波，并注明和.13.一平面機(jī)械簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形曲線如圖7-32-15所示，圖中給出了P點(diǎn)的振動(dòng)方向.請(qǐng)畫出Q點(diǎn)的振動(dòng)方向及經(jīng)1/4周期時(shí)的波形圖。和風(fēng)細(xì)雨 萬紫千紅 鳥語花香 山清水秀 蒙蒙細(xì)雨 古往今來圖7-32-15火 火字旁 （炒 燒 ） 口 方框（國 園 圓）春天已經(jīng)到了。 我已經(jīng)寫完作業(yè)了。美麗的鮮花 美麗的春天 美麗的孔雀情（親情）（友情）（愛情）（熱情）（情意） 波的形式、傳播 波的圖象1B 2C 3B 4C 5B 6ACD解析：首先根據(jù)題給條件：繩上點(diǎn)12均做周期相同的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，由于點(diǎn)9達(dá)到最大位移時(shí)點(diǎn)12正從平衡們向最大位移處運(yùn)動(dòng)，可知這兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)先后相差1/4周期，且點(diǎn)9超前于點(diǎn)12，可見波源的振動(dòng)是沿繩向右傳播的，序號(hào)小的點(diǎn)帶動(dòng)相鄰的序號(hào)在的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并依次超前，這樣，我們可在題圖上確定平衡位置與點(diǎn)9相距3個(gè)單位長(zhǎng)度，因而振動(dòng)比點(diǎn)9超前1/4周期的點(diǎn)6此正通過平衡位置向下振動(dòng)，點(diǎn)4點(diǎn)、5位移大小與點(diǎn)10.11相等但方向相反，且步點(diǎn)3