機械波專題-機械波、疊加(學生版)

機械波專題----機械波、疊加一、機械波1、定義：機械振動在介質中傳播就形成機械波2、機械波產生的必要條件是：〔1〕有作機械振動的物體作為波源；〔2〕有能傳播機械振動的介質。3、分類橫波：質點的振動方向與波的傳播方向垂直．凸起局部叫波峰，凹下局部叫波谷縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在一直線上。質點分布密的叫密部，疏的局部叫疏部，液體和氣體不能傳播橫波4、機械波的特點：①每個質點都在自己平衡位置附近作振動，并不隨波遷移②后一質點重復前一質點的運動，各質點的周期、頻率及起振方向都與波源相同。5、描述機械波的物理量關系：注意：波的頻率由振源決定，在任何介質中傳播波的頻率不變。波從一種介質進入另一種介質時，唯一不變的是頻率(或周期)，波速與波長都發(fā)生變化，波速取決于介質，一般與頻率無關。6、波的圖象〔1〕坐標軸：規(guī)定用橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各個質點偏離平衡位置的位移，連結各質點位移量末端得到的曲線叫做該時刻波的圖象〔2〕波圖象的重復性：相隔時間為周期的整數倍的兩個時刻的波的圖象是相同的；波傳播方向雙向性：不指定波的傳播方向時，圖象中波可能向x軸正向或x軸負向傳播；〔3〕橫波圖象的應用：①可知波動中質點的振幅和波長②假設波的傳播方向，可知介質質點的振動方向，反之亦然。③相鄰的波峰波谷點間的質點振動方向相同④相鄰平衡位置間以波峰〔或波谷〕對稱的質點振動方向相反．⑤假設知波速v，可求此時刻以后的波形圖，方法是把波形圖平移Δx=vΔt的距離?！?〕波的傳播方向與質點的振動方向關系確定方法。①微平移法：所謂微移波形，即將波形沿波的傳播方向平衡微小的一段距離得到經過微小一段時間后的波形圖，據質點在新波形圖中的對應位置，便可判斷該質點的運動方向。如下圖，原波形圖〔實線〕沿傳播方向經微移后得到微小一段時間的波形圖〔虛線〕，M點的對應位置在M′處，便知原時刻M向下運動。②上下坡法沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質點向下振動。"下坡"處的質點向上振動。如下圖，簡稱“上坡下，下坡上”型題1：判定波的傳播方向與質點的振動方向【例題1】一簡諧橫波在x軸上傳播，在某時刻的波形如下圖。此時質點F的運動方向向下，那么〔〕A．此波朝x軸負方向傳播B．質點D此時向下運動C．質點B將比質點C先回到平衡位置D．質點E的振幅為零【例題2】簡諧橫波某時刻的波形圖如圖10所示。由此圖可知〔〕A．假設質點a向下運動，那么波是從左向右傳播的B．假設質點b向上運動，那么波是從左向右傳播的C．假設波從右向左傳播，那么質點c向下運動D．假設波從右向左傳播，那么質點d向上運動型題2：波動圖象與振動圖象的關系【例題1】如下圖，甲為某一簡諧橫波在t=1.0s時刻的圖象，乙為參與波動的某一質點的振動圖象?！?〕兩圖中的AA’、OC各表示什么物理量？量值各是多少？〔2〕說明兩圖中OA’B段圖線的意義？〔3〕該波的波速為多大？〔4〕畫出再經過0.25s后的波動圖象和振動圖象?！?〕甲圖中P點此刻的振動方向?！纠}2】一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，圖1是t=1s時的波形圖，圖2是波中某振動質元位移隨時間變的振動圖線〔兩圖用同一時間起點〕，那么圖2可能是圖1中哪個質元的振動圖線？A．x=0處的質元B．x=1m處的質元C．x=2m處的質元D．x=3m處的質元【例題3】一列簡諧機械橫波某時刻的波形如下圖，波源的平衡位置坐標為。當波源質點處于其平衡位置上方且向下運動時，介質中平衡位置坐標的質點所處位置及運動情況是〔〕A．在其平衡位置下方且向上運動B．在其平衡位置上方且向下運動C．在其平衡位置上方且向上運動D．在其平衡位置上方且向下運動型題3：波長、波速和周期〔頻率〕的關系【例題1】一簡諧橫波在某一時刻的波形圖如下圖，圖中位于a、b兩處的質元經過四分之一周期后分別運動到、處。某人據此做出如下判斷：①可知波的周期，②可知波的傳播速度，③可知的波的傳播方向，④可知波的波長。其中正確的選項是〔〕A．①和④ B．②和④ C．③和④ D．②和③【例題2】一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖中的虛線所示，那么Ａ．質點P的運動方向向右Ｂ．波的周期可能為0.27sＣ．波的頻率可能為1.25HzＤ．波的傳播速度可能為20m/s【例題3】A、B兩列波在某時刻的波形如下圖，經過t＝TA時間(TA為波A的周期)，兩波再次出現(xiàn)如圖波形，那么兩波的波速之比VA：VB可能是(A)1：3(B)1：2(C)2：1 (D)3：1【例題4】一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形圖如下圖，a、b、c為三個質元，a正向上運動。由此可〔〕A．該波沿x軸正方向傳播B．c正向上運動C．該時刻以后，b比c先到達平衡位置D．該時刻以后，b比c先到達離平衡位置最遠處【例題5】如圖6－11所示，一列在x軸上傳播的橫波t0時刻的圖線用實線表示，經Δt＝0.2s時，其圖線用虛線表示。此波的波長為2m，那么以下說法正確的選項是：〔〕A．假設波向右傳播，那么最大周期為2sB．假設波向左傳播，那么最大周期為2sC．假設波向左傳播，那么最小波速是9m/sD．假設波速是19m/s，那么波的傳播方向向左型題4：“前鋒波”問題【例題1】一質點從t＝0時刻開始以坐標原點O為中心在y軸上做簡諧運動，其振動圖象如圖1所示，0.3s后，此質點停止運動。振動在介質中產生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1.0m/s，此質點停止振動后，再經過0【例題2】一列簡諧橫波，在t＝0時的波形圖如圖2所示，P、Q兩點的x坐標分別為－1m、－7m，波的傳播方向由右向左〔即沿x軸負方向〕，t＝0.7s時，P質點第二次出現(xiàn)波峰，那么以下表達正確的選項是〔〕A．t＝1.2s時，Q質點第一次出現(xiàn)波峰B．t＝0.9s時，Q質點第一次出現(xiàn)波峰C．波源的起振方向一定沿y軸正方向D．質點Q位于波峰時，質點P正好位于波谷型題5：作出兩列波疊加后的波形圖【例1】如圖23甲所示，兩列相同的波相向傳播，當它們相遇時，圖23乙中可能的波形是：abcabcdB．圖〔b〕和圖(c);C．圖〔c〕和圖(d);D．圖〔a〕和圖(d)?！纠?】如圖28所示，一波源在繩的左端發(fā)生半個波1，頻率為f1，振幅為A1；同時另一波源在繩的右端發(fā)生半個波2，頻率為f2，振幅為A2。圖中AP=PB，由圖可知〔〕ABABP12B、兩列波相遇時，P點的波峰可達〔A1+A2〕；C、兩列波相遇后各自保持原來波形獨立傳播；D、兩列波相遇時，繩上振幅可達〔A1+A2〕的質點只有一點?！纠?】在一條弦線的兩端，各發(fā)生一個如圖3所示的橫脈沖，它們均沿弦線傳播，速度相等，傳播方向相反。在它們傳播的過程中，可能出現(xiàn)的脈沖圖是〔〕abab甲乙1212【例4】兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波，如圖29〔甲〕所示，在相遇的某一時刻兩列波“消失”，如圖29〔乙〕，此時圖中a、b質點的振動方向是：A．a向上，b向下；B．a向下，b向上；C．a、b都靜止；D．a、b都向上。練習：OxyA1.一列橫波沿直線傳播，某時刻的波形如下圖，質點A距坐標原點0.2m，此時A點向yOxyAA.這列波頻率是10HzB.這列波向左傳播C.這列波波長為0.8mD.這列波的波速為2m/sy/cm0P1359Qx/m??y/cm0P1359Qx/m??A.這列波的波長是5mB.這列波的波速是10m/sC.質點Q要經過0.7s才能第一次到達波峰處D.質點Q到達波峰處時質點P也恰好到達波峰處3.如圖為一列在均勻介質中傳播的簡諧橫波在t=4s時刻的波形圖，假設振源在坐標原點O處，波速為2m/s，那么〔〕x/my/cm5O2x/my/cm5O2314-55768P1QB.P點振幅比Q點振幅小C.再經過△t=4s，質點P將向右移動8mD.再經過△t=4s，質點Q通過的路程是0.4mx/my/cmO12345-1-24.一簡諧橫波在圖中x軸上傳播，實線和虛線分別是t1時刻和x/my/cmO12345-1-2A.1m/sB.3m/sC.5m/sD.10m/s0y/cmx/mab0y/cmx/mab20－20135A.圖示時刻質點b的加速度正在減小B.從圖示時刻開始，經過0.01s，質點a通過的路程為0.4mC.假設此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干預現(xiàn)象，那么該波所遇到的波的頻率為50HzD.假設發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，那么該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定小于4m6.如下圖，在xOy平面內有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為1m/s，振幅為4cm，頻率為2.5HZ．在t=0時刻〔P、Q兩點均已振動〕P點位于其平衡位置上方最大位移處，那么距P點為0.2m的Q點〔〕A.在0.1s時的位移是4cmB.在0.1s時的速度最大C.在0.1s時的速度方向向上D.在0到0.1s時間內的路程是8cm7.一簡諧橫波正沿x軸的正方向在彈性繩上傳播，振源的周期為0.4s，波的振幅為0.4m．在t0時刻波形如下圖，那么在t0+0.3s時〔〕A.質點P正處于波谷B.質點Q正經過平衡位置向上運動C.質點Q通過的總路程為1.2mD.質點M正處于波谷Oy/mQx/mPN8Oy/mQx/mPNA.質元Q和質元N均處于加速運動過程中B.質元Q和質元N均處于減速運動過程中C.質元Q處于加速運動過程中，質元N處于減速運動過程中D.質元Q處于減速運動過程中，質元N處于加速運動過程中36511y/cmx/cm2-2O9.如下圖，是一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t36511y/cmx/cm2-2OA.波速一定是0.4m/sB.在Δt內波的傳播距離位14cmC.波長為15cmD.在t/時刻P點的振動方向為y軸正方向y/cmx/m442-2-4O612y/cmx/m442-2-4O612y/cmt/s442-2-4O61211tx=1.0mA.v=1.0m/s，t=0B.v=1.0m/s，t=6sC.t=0，波向x正方向傳播D.t=5s，波向x正方向傳播11.圖1是t=1.0s時沿x軸負方向傳播的平面簡諧波的圖象，波速v=1.0m/s.對于x=1.0m處的質元的振動圖象可能是下面圖2、圖3中①②③④中的〔〕y/cmt=1.0sx/mO42y/cmt=1.0sx/mO42-2-4612圖1圖2y/cmt=1.0st/sO42-2-4612①②y/cmt=1.0st/sO42-2-4612圖3③④1y/cmx/mO10-10PM甲y/cmx/mO10-10PM甲y/cmx/mO10-10Q乙A.如果這兩列波相遇可能發(fā)生穩(wěn)定的干預圖樣B.甲波的周期大于乙波的周期C.甲波中P處質點比M處質點先回到平衡位置D.從圖示時刻開始，經過1.0s，P、Q質點通過的路程均為1.2mPQv13.一列簡諧橫波向右傳播，波速為v，沿波傳播方向有相距為L的P、Q兩質點，如以下圖所示，某時刻P、Q兩質點都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個波峰，經過時間t，Q質點第一次運動成為這個波峰點，那么PQvA．1個B．2個C．3個D．4個y/mOx/m246810PQv0.2-0.2y/mOx/m246810PQv0.2-0.2A.這列波的周期為0.5sB.再經過0.4s，質點P第一次回到平衡位置C.再經過0.7s，x=9m處的質點Q到達波峰處D.質點Q到達波峰時，質點P恰好到達波谷處15.一列沿x軸正向傳播的簡諧波，在x1=2.0m和x2=12m處的兩質點的振動圖象分別如圖中的實線和虛線所示.根據圖對簡諧波的波長和波速有如下一些判斷：Oy/cmt/sOy/cmt/s5-524③最大波速等于1.0m/s④最大波速等于5.0m/s以上判斷正確的選項是〔〕A．①和③B．②和③C．②和④D．①和④x/my/m-1O231-2-316.一列橫波在x/my/m-1O231-2-3①該波最大速度為10m/s②質點振動周期的最大值為0.4s③在t+o.2s時，x=3m的質點位移為零④假設波沿x軸正方向傳播，各質點剛開始振動時的方向向上上述說法中正確的選項是〔〕A.①②B.②③C.③④D.①④y/cmx/mP0.22-20.6-0.20.80.4MQv1.01.2v17.如下圖，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，兩列波的速度均為v=0.4m/s，兩列波的振幅均為Ay/cmx/mP0.22-20.6-0.20.80.4MQv1.01.2vA.t=1s時刻，質點M的位移為-4cmB.t=1s時刻，質點M的位移為4cmC.t=0.75s時刻，質點P、Q都運動到M點D.質點P、Q的起振方向都沿y軸方向x/my/cm5O2314-55x/my/cm5O2314-55768P1QA.振源O開始振動時的方向沿y軸正方向B.P點振幅比Q點振幅小C.再經過△t=4s，質點P將向右移動8mD.再經過△t=4s，質點Q通過的路程是0.4m19.一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻其波形如下圖.以下說法正確的選項是〔〕yOx/cmyOx/cm123456PQRB.由波形圖可知該波的周期C.經1/2周期后質元P運動到QD.經1/4周期后質元P的速度變?yōu)榱鉧bcx20.abcxA.該波沿x軸正方向傳播B.C正向上運動C.該時刻以后，b比c先到達平衡位置D.該時刻以后，b比c先到達離平衡位置最遠處21.一列簡諧機械橫波某時刻的波形圖如下圖，波源的平衡位置坐標為x=0.當波源質點處于其平衡位置上方且向下運動時，介質中平衡位置坐標x=2m的質點所處位置及運動情況是y/cmx/my/cmx/mO10123456B.在其平衡位置下方且向下運動C.在其平衡位置上方且向上運動D.在其平衡位置上方且向下運動y/cmx/mO5-522．圖中實線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡諧橫波在t=0和y/cmx/mO5-5A.該波的頻率可能是125HZB.該波的波速可能是10m/sC.t=0時x=1.4m處質點的加速度方向沿y軸正方向D.各質點在0.03s內隨波遷移0.9m23.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖1中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖1中的虛線所示，那么〔〕y/mx/m圖1OPy/mx/m圖1OPC.波的頻率可能為1.25HzD.波的傳播速度可能為20m/s24.關于兩列波的穩(wěn)定干預現(xiàn)象，以下說法正確的選項是〔〕A.任意兩列波都能產生穩(wěn)定干預現(xiàn)象B.發(fā)生穩(wěn)定干預現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同C.在振動減弱的區(qū)域，各質點都處于波谷D.在振動加強的區(qū)域，有時質點的位移等于零cS1S2abd25.如下圖，ScS1S2abdA.該時刻a質點振動最弱，b、c質點振動最強，d質點振動既不是最強也不是最弱B.該時刻a質點振動最弱，b、c、d質點振動都最強C.a質點的振動始終是最弱的，b、c、d質點的振動始終是最強的D.再過T/4后的時刻a、b、c三個質點都將處于各自的平衡位置，因此振動最弱02-224681012x/my/02-224681012x/my/cm圖3A．x＝4m處質點具有正向最大加速度B．x＝2m處質點具有負向最大速度C．x＝0處質點一定有負向最大加速度D．x＝6m處質點通過的路程為20cm04-4x/my/cmPQ圖427．如圖4所示，在xoy平面內，有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為104-4x/my/cmPQ圖4A．在0.1s時的位移為4cmB．在0.1s時的速度最大C．在0.1s時速度方向向下D．在0～0.1s內的路程為4cm00yx0txabcd甲乙圖528．一列沿x軸傳播的簡諧橫波某時刻的波形圖象如圖5甲所示．假設從此時刻開始計時，那么圖5乙表示a、b、c、d中哪個質點的振動圖象()A．假設波沿x軸正方向傳播，那么乙圖為a點振動的圖象B．假設波沿x軸正方向傳播，那么乙圖為b點振動的圖象C．假設波沿x軸負方向傳播，那么乙圖為c點振動的圖象D．假設波沿x軸負方向傳播，那么乙圖為d點振動的圖象29．關于多普勒效應，以下說法正確的選項是〔〕A．多普勒效應是由波的干預引起的B．多普勒效應說明波源的頻率發(fā)生了變化C．多普勒效應是由于波源和觀察者之間有相對運動而產生的D．只有聲波才可以有多普勒效應30．當波出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象時，可能是A．波長比障礙物尺寸小得多B．波長比障礙物尺寸大得多C．波長與障礙物尺寸相差不多D．波長與障礙物尺寸相差較多yxvOab31．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其波速為8m/s，頻率為20Hz，在x軸上有兩點a和b，如圖，相距0.5myxvOabA．具有正向最大位移B．具有正向最大速度C．具有正向最大加速度D．具有負向最大位移32一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t=0時刻的波形如下圖.此時平衡位置位于x=3m處的質點正在向上運動，假設a、b兩質點平衡位置的坐標分別為xa=2.5m,