2019屆江蘇專(zhuān)用高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十二章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介第2講機(jī)械波講義選修

第2講機(jī)械波第十二章

機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論內(nèi)容索引基礎(chǔ)知識(shí)梳理命題點(diǎn)一波的傳播與波速公式的應(yīng)用命題點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的理解和應(yīng)用命題點(diǎn)三波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)梳理1一、機(jī)械波橫波和縱波1.機(jī)械波的形成條件(1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的

.(2)有

，如空氣、水等.2.機(jī)械波的傳播特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的

和

，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波

.(2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與

振動(dòng)周期和頻率相同.(3)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，通過(guò)的路程為

，位移為

.波源傳播介質(zhì)形式能量發(fā)生遷移波源4A零3.機(jī)械波的分類(lèi)(1)橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互

的波，有

(凸部)和

(凹部).(2)縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在

上的波，有____和

.垂直波峰同一直線波谷密部疏部當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，機(jī)械波是否停止傳播了呢？答案深度思考不是，機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量.二、橫波的圖象波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系1.橫波的圖象(1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的

，縱軸表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的

.(2)意義：表示在波的傳播方向上,某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)

的位移.(3)圖象(如圖)：平衡位置位移平衡位置2.波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長(zhǎng)λ在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是

的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離.(2)波速v波在介質(zhì)中的傳播速度，由

本身的性質(zhì)決定.(3)頻率f由波源決定，等于波源的

.(4)波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系：①v＝

；②v＝.相同介質(zhì)振動(dòng)頻率λf不是，波的圖象是某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移.波的圖象是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？答案深度思考

波的干涉波的衍射條件兩列波的頻率必須_______明顯條件：障礙物或孔的_____比波長(zhǎng)小或相差不多現(xiàn)象形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開(kāi)的穩(wěn)定的___________波能夠

或孔繼續(xù)向前傳播三、波的干涉和衍射多普勒效應(yīng)1.波的干涉和衍射尺寸相同干涉圖樣繞過(guò)障礙物2.多普勒效應(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有

.(2)現(xiàn)象：觀察者感到

發(fā)生變化.(3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率

，觀察者接收到的頻率

.相對(duì)運(yùn)動(dòng)頻率不變變化1.(多選)下列說(shuō)法正確的是A.在機(jī)械波傳播過(guò)程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移B.周期或頻率只取決于波源，而與v、λ無(wú)直接關(guān)系C.波速v取決于介質(zhì)的性質(zhì)，它與T、λ無(wú)直接關(guān)系.只要介質(zhì)不變，v就不

變；如果介質(zhì)變了，v也一定變D.一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象基礎(chǔ)題組自測(cè)答案√√√2.(人教版選修3－4P28第1題)(多選)簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示.P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，波沿x軸的正方向傳播.以下說(shuō)法正確的是A.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿x軸的正方向B.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的加速度沿y軸的正方向C.再過(guò)半個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)值D.經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為4a答案√√3.(人教版選修3－4P35第1題)(多選)以下關(guān)于波的衍射的說(shuō)法，正確的是A.波遇到障礙物時(shí)，一定會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.當(dāng)障礙物的尺寸比波長(zhǎng)大得多時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.當(dāng)孔的大小比波長(zhǎng)小時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.通常講話產(chǎn)生的聲波，經(jīng)過(guò)尺寸為1m左右的障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生明顯

的衍射現(xiàn)象4.(粵教版選修3－4P29第3題)(多選)關(guān)于橫波，下列說(shuō)法中正確的是A.波的傳播過(guò)程就是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的移動(dòng)過(guò)程B.波的傳播過(guò)程就是波源提供的能量由近及遠(yuǎn)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向D.波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)所做的振動(dòng)屬于自由振動(dòng)答案√√命題點(diǎn)一波的傳播與波速公式的應(yīng)用21.波的圖象特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí)，波形不變.(2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n＝1,2,3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反.(3)波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同.2.波速公式振源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng)，波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，所以有v＝

＝λf.3.由t時(shí)刻的波形確定t＋Δt時(shí)刻的波形(如圖)(1)波向右傳播Δt＝

T的時(shí)間和向左傳播Δt＝

T的時(shí)間波形相同.(2)若Δt＞T，可以采取“去整留零頭”的辦法.4.判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見(jiàn)方法(1)上下坡法：沿波的傳播方向，上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，如圖甲所示.(2)同側(cè)法：波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)，如圖乙所示.甲

乙

丙(3)微平移法：將波形圖沿傳播方向平移Δx(Δx≤)，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判定，如圖丙所示.(多選)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近.該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過(guò)身下的時(shí)間間隔為15s.下列說(shuō)法正確的是A.水面波是一種機(jī)械波B.該水面波的頻率為6HzC.該水面波的波長(zhǎng)為3mD.水面波沒(méi)有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去【例1】答案解析√√水面波是機(jī)械振動(dòng)在水面上傳播，是一種典型機(jī)械波，A對(duì)；波中的質(zhì)點(diǎn)都上下振動(dòng)，不隨波遷移，但是能量隨著波的向前傳播而傳遞出去，D錯(cuò).(多選)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為y＝5sin(t)，它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖象如圖5所示，則A.此后再經(jīng)6s該波傳播到x＝24m處B.M點(diǎn)在此后第3s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C.波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m處所需時(shí)間是2s【例2】答案解析√√M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則此后第3s末，即經(jīng)過(guò)了

T，該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確；因波傳到x＝12m處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動(dòng)，故波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3m位置時(shí)，所需的時(shí)間小于

＝2s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.題組階梯突破1.(多選)由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播.波源振動(dòng)的頻率為20Hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8m、14.6m.P、Q開(kāi)始振動(dòng)后，下列判斷正確的是A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同B.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反C.當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過(guò)平衡位置D.當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰答案解析√√P點(diǎn)距離S點(diǎn)x＝19λ，當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)在波峰，同理Q點(diǎn)距離S點(diǎn)x′＝18λ，當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q點(diǎn)在波谷，D正確，C錯(cuò)誤.2.平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)波峰.這列水面波A.頻率是30Hz B.波長(zhǎng)是3mC.波速是1m/s D.周期是0.1s√答案解析命題點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的理解和應(yīng)用3兩種圖象的比較圖象類(lèi)型振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對(duì)象一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示同一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖象信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)某一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移(4)各時(shí)刻速度、加速度的方向(1)波長(zhǎng)、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的加速度方向(4)傳播方向、振動(dòng)方向的互判圖象變化隨著時(shí)間推移，圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨著時(shí)間推移，波形沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標(biāo)的距離表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長(zhǎng)

圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa＝2m和xb＝6m，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象.下列說(shuō)法正確的是【例3】答案解析A.該波沿＋x方向傳播，波速為1m/sB.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4mC.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿＋y方向D.質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時(shí)速度為零√由題圖可知，該簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為λ＝8m，周期T＝8s，所以波速為v＝

＝1m/s，該時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，所以該波沿－x方向傳播，A錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)4s(半個(gè)周期)質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)的路程為2A＝1m，B錯(cuò)誤；此刻質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)方向與質(zhì)點(diǎn)b相反，沿－y方向，C錯(cuò)誤；在t＝2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a在波谷處，速度為0，D正確.波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的轉(zhuǎn)化1.由波的圖象畫(huà)某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象的步驟(1)由波的圖象求出波的周期，亦即質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期；(2)從波的圖象中找出該質(zhì)點(diǎn)在計(jì)時(shí)時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移；(3)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向間的關(guān)系，確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；(4)建立y－t坐標(biāo)系，根據(jù)正弦或余弦規(guī)律畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象.方法感悟2.由波的圖象和某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象判斷波的傳播規(guī)律的方法(1)首先根據(jù)橫軸是長(zhǎng)度還是時(shí)間分清哪一個(gè)是波的圖象，哪一個(gè)是振動(dòng)圖象，注意各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和振幅相同.(2)從確定的振動(dòng)圖象中可以找出某質(zhì)點(diǎn)在波的圖象中某一時(shí)刻的振動(dòng)方向，根據(jù)該點(diǎn)振動(dòng)方向確定波的傳播方向.3.(多選)圖a為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.10s時(shí)刻的波形圖，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖b為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是題組階梯突破A.該波的周期是0.10s B.該波的傳播速度為40m/sC.該波沿x軸的負(fù)方向傳播

D.t＝0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向下答案解析√√√由振動(dòng)圖象可知，該波的周期是0.20s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該波的傳播速度為

＝40m/s，選項(xiàng)B正確；由振動(dòng)圖象可知，t＝0.10s時(shí)刻，Q點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，可知該波沿x軸的負(fù)方向傳播，選項(xiàng)C、D正確；故選B、C、D.4.一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)波形如圖所示，已知在0.6s末，A點(diǎn)恰第四次(圖中為第一次)出現(xiàn)波峰，求：(1)該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)、波速分別為多少？

答案解析2m

10m/s波長(zhǎng)λ＝2m(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間x＝5m處的質(zhì)點(diǎn)P第一次出現(xiàn)波峰？

答案解析0.45s(3)如果以該機(jī)械波到質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)畫(huà)出P點(diǎn)的振動(dòng)圖象，并標(biāo)明必要的橫、縱坐標(biāo)值，至少畫(huà)出一個(gè)周期的圖象.

答案如圖所示命題點(diǎn)三波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)41.波的干涉現(xiàn)象的判斷(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.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)刻波的干涉的波形圖上，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?xún)刹ㄔ礊橹行南蛲廨椛涞倪B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.2.多普勒效應(yīng)的成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù).(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率變小.(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是__________.振動(dòng)減弱的點(diǎn)是__________.

如圖表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇.圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點(diǎn)，則：【例4】答案解析a、c、e

b、d、fa、e兩點(diǎn)分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點(diǎn)，故此兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；c點(diǎn)處在a、e連線上，且從運(yùn)動(dòng)的角度分析a點(diǎn)的振動(dòng)形式恰沿該線傳播，故c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，同理b、d是振動(dòng)減弱點(diǎn)，f也是振動(dòng)減弱點(diǎn).(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時(shí)刻位移為零的點(diǎn)是__________.答案解析b、d、f因?yàn)镾1、S2振幅相同，振動(dòng)最強(qiáng)區(qū)的振幅為2A，最弱區(qū)的振幅為零，位移為零的點(diǎn)是b、d、f.(3)畫(huà)出此時(shí)刻a、c、e連線上，以a為起點(diǎn)的一列完整波形，標(biāo)出e點(diǎn).答案解析見(jiàn)解析圖題圖中對(duì)應(yīng)時(shí)刻a處在兩波谷的交點(diǎn)上，即此時(shí)刻a在波谷，同理e在波峰，所以對(duì)應(yīng)的波形如圖所示.題組階梯突破5.判斷下列說(shuō)法是否正確.(1)加強(qiáng)點(diǎn)只是振幅增大，并非任一時(shí)刻位移都大.(

)(2)衍射不需要條件，只有明顯衍射才有條件.(

)(3)兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.(

)(4)多普勒效應(yīng)說(shuō)明波源的頻率發(fā)生變化.(

)√√××使狹縫滿(mǎn)足明顯衍射的條件即可，或?qū)ⅹM縫間距變小，或?qū)⒉ㄩL(zhǎng)變大，B、D正確.6.(多選)圖中S為在水面上振動(dòng)的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以上下移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)測(cè)得A處水面沒(méi)有振動(dòng)，為使A處水面也能發(fā)生振動(dòng)，可采用的方法是A.使波源的頻率增大B.使波源的頻率減小C.移動(dòng)N使狹縫的間距增大D.移動(dòng)N使狹縫的間距減小答案解析√√課時(shí)作業(yè)51.(多選)下列四幅圖中關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說(shuō)法中正確的有√12345678910√答案解析A.粗糙斜面上的金屬球M在彈簧的作用下運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B.單擺的擺長(zhǎng)為l，擺球的質(zhì)量為m、位移為x，此時(shí)回復(fù)力約為C.質(zhì)點(diǎn)A、C之間的距離等于簡(jiǎn)諧波的一個(gè)波長(zhǎng)D.實(shí)線為某時(shí)刻的波形圖，若此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M向下運(yùn)動(dòng)，則經(jīng)一時(shí)間段后波

動(dòng)圖如虛線所示=在粗糙斜面上，金屬球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要不斷克服摩擦力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能減小，金屬球最終靜止，所以該運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤.單擺模型中擺球的回復(fù)力等于重力沿運(yùn)動(dòng)方向上的分力，即F＝mgsin

θ，因?yàn)棣容^小，sinθ≈，考慮到回復(fù)力的方向與位移x的方向相反，所以F＝

，故B正確.相鄰波峰或波谷之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，而選項(xiàng)中質(zhì)點(diǎn)A、C的平衡位置之間的距離只是簡(jiǎn)諧波的半個(gè)波長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤.根據(jù)質(zhì)點(diǎn)M向下運(yùn)動(dòng)可知，波正向x軸正方向傳播，經(jīng)一段時(shí)間，波形圖如題圖虛線所示，故D正確.123456789102.(多選)關(guān)于機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是A.機(jī)械波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率B.機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度相等C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向D.在一個(gè)周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離答案解析√12345678910√機(jī)械波的頻率就是振源的振動(dòng)頻率，故A正確；機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；波分橫波和縱波，縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一條直線上，故C錯(cuò)誤；由v＝

可知，在一個(gè)周期內(nèi)，沿波的傳播方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，故D正確.123456789103.如圖所示，a、b、c、d…為傳播簡(jiǎn)諧橫波的介質(zhì)中一系列等間隔的質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m.若某時(shí)刻向右傳播的波到達(dá)a質(zhì)點(diǎn)，a開(kāi)始時(shí)先向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.2sd質(zhì)點(diǎn)第一次達(dá)到最大位移，此時(shí)a正好在平衡位置(已知質(zhì)點(diǎn)振幅為2cm，a、d沿傳播方向上的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)).則該簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中的波速可能值為_(kāi)_______m/s，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)j的位移為_(kāi)___cm.123456789103或20答案解析由題可知介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，所以d質(zhì)點(diǎn)第一次達(dá)到最大位移時(shí)處于波峰位置，又a、d沿傳播方向上的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)，則可知a、d間的波形有兩種情況，如圖所示：12345678910甲12345678910乙t＝T乙解得v乙＝2m/s結(jié)合甲、乙兩圖可知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)j還沒(méi)有起振，所以位移為零.4.一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長(zhǎng)不小于10cm.O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x＝0和x＝5cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).t＝0時(shí)開(kāi)始觀測(cè)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y＝4cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t＝s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t＝1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置.求：(1)簡(jiǎn)諧波的周期、波速和波長(zhǎng)；答案解析123456789104s

7.5cm/s

30cm設(shè)振動(dòng)周期為T(mén).由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是

個(gè)周期，由此可知T＝4s ①由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離Δx＝5cm小于半個(gè)波長(zhǎng)，且波沿x軸正向傳播，O在t＝s時(shí)回到平衡位置，而A在t＝1s時(shí)回到平衡位置，時(shí)間相差Δt＝s，可得波的速度v＝

＝7.5cm/s ②由λ＝vT得，簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)λ＝30cm ③12345678910(2)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式.答案解析12345678910設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為12345678910設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為12345678910質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為5.(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T(mén).在t＝0時(shí)的波形如圖所示，波上有P、Q兩點(diǎn)，其縱坐標(biāo)分別為yP＝2cm，yQ＝－2cm，下列說(shuō)法中正確的是A.P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要B.P、Q在振動(dòng)過(guò)程中，位移的大小總相等C.在

內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為20cmD.經(jīng)過(guò)

，Q點(diǎn)回到平衡位置答案解析√√12345678910由圖看出，P、Q兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的平衡位置間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)，因簡(jiǎn)諧橫波傳播過(guò)程中，在一個(gè)周期內(nèi)傳播一個(gè)波長(zhǎng)，則P點(diǎn)的振動(dòng)形式傳到Q點(diǎn)需要

，P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)情況總是相反，所以在振動(dòng)過(guò)程中，它們的位移大小總是相等，故A、B正確.12345678910若圖示時(shí)刻P點(diǎn)在平衡位置或最大位移處，在

T內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程為s＝5A＝5×4cm＝20cm，而實(shí)際上圖示時(shí)刻，P點(diǎn)不在平衡位置或最大位移處，所以在

T內(nèi)，P點(diǎn)通過(guò)的路程不是20cm，故C錯(cuò)誤.123456789106.如圖所示，圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置位于x＝3.5m處.下列說(shuō)法正確的是A.在0.3s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P向右移動(dòng)了3mB.這列波的傳播速度是20m/sC.這列波沿x軸負(fù)方向傳播D.t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的加速度√12345678910答案解析據(jù)波的傳播特點(diǎn)可知，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；由圖知：λ＝4m，T＝0.4s，則波速

＝10m/s.故B錯(cuò)誤.由乙圖讀出，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度向上，則由波形的平移法可知，這列波沿x軸正方向傳播.故C錯(cuò)誤.當(dāng)t＝0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P處于最大位移處，據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，此時(shí)加速度最大，而質(zhì)點(diǎn)Q此時(shí)不在最大位移處，所以質(zhì)點(diǎn)P的加速度大于質(zhì)點(diǎn)Q的加速度，故D正確.123456789107.圖甲為某一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t＝1s時(shí)刻的波形圖，圖乙為參與波動(dòng)的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為4m/sB.從此時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)2s，P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了8m的路程C.從此時(shí)刻起，P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D.圖乙可能是圖甲x＝2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象√12345678910答案解析由題圖甲可得λ＝4m，由題圖乙可得T＝1s，所以該簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為v＝

＝4m/s，故A正確.t＝2s＝2T，則從此時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)2s，P質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為s＝8A＝8×0.2m＝1.6m，故B錯(cuò)誤.簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，此時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，而P質(zhì)點(diǎn)直接向下運(yùn)動(dòng)，所以P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，故C正確.由題圖乙知t＝1s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移為0，振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，與題圖甲x＝2m處t＝1s時(shí)刻的狀態(tài)相同，所以題圖乙可能是題