高二物理粤教版选修3-4课后集训：第二章第二节机械波的图象描述 Word版含解析

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2019-2020年物理选修3-4第二章机械波第02节机械波的图象描述粤教版复习巩固三十九

2019-2020年物理选修3-4第二章机械波第02节机械波的图象描述粤教版复习巩固三十九第1题【单选题】一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则( )A、质点P的运动方向向右B、波的周期可能为0.27sC、波的频率可能为1.25HzD、波的传播速度可能为20m/s【答案】：【解析】：第2题【单选题】一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=有误时刻的波形曲线为( )A、B、C、D、【答案】：【解析】：第3题【单选题】一列简谐横波沿x轴方向传播，实线表示t=0s时刻的波形图，虚线表示t=0.2s时刻的波形图，已知波速为80m/s．则下列说法正确的是( )A、该波沿x轴负方向传播，其周期为0.15sB、在t=0s时刻，波上质点a沿y轴负方向运动C、从t=0s时刻起，在0.075s内a质点通过的路程为40cmD、若观察者沿x轴正方向运动，则观察者单位时间内接收到波的个数大于波源的实际频率【答案】：【解析】：第4题【单选题】如图1所示为一列简谐横波在t＝10s时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，则该波传播速度和传播方向是( )A、v＝4m/s，向x负方向传播B、v＝8m/s，向x负方向传播C、v＝4m/s，向x正方向传播D、v＝8m/s，向x正方向传播【答案】：【解析】：第5题【多选题】如图所示，一个波源在绳的左端发出半个波a，频率为f1 ，振幅为A1 ，另一个波源在绳的右端发出半个波b，频率为f2 ，振幅为A2 ，P为两波前锋间的中点，则下列说法中错误的是( )A、两列波相遇时，P点的振幅可达A1+A2B、两列波同时到达P点C、两列波相遇时，各自保持原来的波形独自传播D、两列波相遇后，绳上波峰位移可达A1+A2的点只有1个，此点在P点的左侧【答案】：【解析】：第6题【多选题】下列说法中正确的有( )A、2008年5月12日14时28分，四川汶川县发生8.0级强烈地震，造成重大人员财产损失，地震波是机械波，地震波中既有横波也有纵波B、太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的衍射原理C、相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的D、医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速．这一技术应用了多普勒效应【答案】：【解析】：第7题【多选题】一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知周期T=0.2s，t=0时刻的波形如图所示，波上有P、Q两质点，其纵坐标分别为yP=2cm，yQ=﹣2cm，下列说法中正确的是( )）A、该波波速为10m/sB、在0.25s内，P点通过的路程为20cmC、P点振动比Q点超前半个周期D、P、Q在振动的过程中，位移的大小总相等E、在相等的时间内，P、Q两质点通过的路程不相等【答案】：【解析】：第8题【多选题】如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=2 cm的质点，Q是平衡位置在x=4 cm的质点，此时平衡位置在x=6 cm的质点刚刚要开始振动。

高中物理第二章机械波第二节机械波的图象描述学案(含解析)粤教版选修3_4

第二节机械波的图象描述图．一、波的图象1．波的图象的作法（1）建立坐标系：用横坐标x 表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y 表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移．（2）选取正方向：选取质点振动的某一个方向为位移的正方向，x 轴一般以向右为正．（3）描点：把某一时刻所有质点的位置画在坐标系里．（4）连线：用一条平滑的线把诸点连接起来就是这时的波的图象．2．波的图象的特点（1）简谐波：波源做简谐运动时，介质中各个质点随之做简谐运动，所形成的波就是简谐波．（2）简谐波的图象的特点：简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线．二、描述波的特征的物理量1．波长在波动中，相对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，用λ表示．横波的相邻波峰或相邻波谷的距离等于波长；纵波的两个相邻最密部或相邻最疏部的距离等于波长．2．周期和频率在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个频率也叫做波的周期或频率，f ＝1T． 3．波速波动中振动在介质中的传播速度叫做波速，用v 表示v ＝λT或v ＝λf ．预习交流学生讨论：某同学认为：既然机械波是机械振动在介质中传播时产生的，所以波的图象与振动图象没有区别，实质上是一样的．你认为他的观点是否正确？答案：不正确．波的图象表示的是同一时刻，不同质点离开平衡位置的位移，振动图象表示的是同一质点，不同时刻离开平衡位置的位移，两者的物理意义不同；波动图象中，横坐标表示各质点的平衡位置，振动图象中横坐标表示振动的时间，所以两种图象的作法也有区别．一、波的图象1．有同学认为，本节课所研究的波的图象，既可以是横波的图象，也可以是纵波的图象。

这种认识对不对？为什么？答案：不对．因为我们在正交的x轴、y轴中所能表示的只能是互相垂直的两个方向的状态，故我们所学的知识还不能表示纵波的图象．2．确定横波的传播方向与质点的振动方向间的关系有多种方法，试查询并研究这些方法．并且根据你的个人体会，这些方法的实质是什么？答案：实质必须是波形成的原理，即先振动的质点带动后振动的质点振动；后振动的质点重复先振动质点的振动．3．一列简谐波的图象如图所示，已知波沿x轴正方向传播．根据波的产生和传播规律，讨论图中A，B两质点此时的运动方向．答案：A点向y轴正方向运动，B点向y轴负方向运动．一简谐横波某时刻的波形图如图所示，由此图可知（）．A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C．若波从右向左传播，则质点c向下运动D．若波从右向左传播，则质点d向上运动答案：BD解析：若质点a向下运动，由“上下坡”法则，a点必位于上坡段，只有从右向左看，a才处于上坡段，故波应向左传播，选项A错误．同理分析选项B正确．若波从右向左传播，由“上下坡”法则，知d、c两点均位于下坡段，都应向上运动，故选项C错误，D正确．1．根据图象判断质点的运动方向应首先分清是振动图象还是波动图象．2．波动图象根据波的传播方向判断质点的运动方向．常用方法有：方法一：上下坡法，沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”（如图甲所示）．方法二：同侧法，在波的图象上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿水平方向画个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧（如图乙所示）．方法三：头头（尾尾）相对法，在波形图的波峰（或波谷）上画出一个箭头表示波的传播方向，并在波峰（或波谷）两边的波形上分别画出两个箭头表示质点的振动方向，那么这三个箭头总是头头相对，尾尾相对（如图丙所示）．方法四：微平移法，将原波形（实线）沿波的传播方向平移λ4后（虚线），则从原波形中实线上质点沿y 轴指向虚线的方向，表示原波形中质点的运动方向（如图丁所示）．方法五：特殊点法，先振动的质点带动邻近的振动质点，在质点P 靠近波源一方附近的图象上另找一点P ′，若P ′在P 点上方，则P 向上运动，若P ′在P 点下方，则P 向下运动（如图戊所示）．戊3．运用类似的方法，可以根据质点的运动方向判断波的传播方向．二、波的图象的画法一列简谐波在t ＝0时刻的波形如图所示，已知波沿x 轴正向传播，能否画出该波T 4时刻的波的图象．若不能，请说明理由；若能，请把该波T 4时的波形图在原坐标系中画出．答案：能．方法一：在T 4内波沿x 轴正方向传播的距离为Δx ＝v ×T 4＝λ4，所以把t ＝0时的波形向x 轴正方向平移λ4即可得到T 4时的新波形．方法二：经T 4的时间A 质点返回平衡位置，B 质点运动到正最大位移处，C 质点返回平衡位置，D 质点运动到负最大位移处，E 质点返回平衡位置，利用这五个特殊点，将其位置用平滑的曲线连起来，可得到该波在T 4时的波形，其波形图如图中虚线所示．一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图所示，已知波的传播速度是16 m/s ．（1）指出这列波中质点振动的振幅是多少．（2）画出再经过0.125 s 时的波形图象．答案：见解析解析：（1）由图象可以看出，最大位移是10 cm ，因此振幅是10 cm ．（2）经0.125 s 波形沿x 轴正方向移动的距离为Δx ＝v Δt ＝16×0.125 m＝2 m ，则波形图象如图中虚线所示．根据某时刻的波形图画另一时刻波形图的方法：1．特殊点法：取正弦波上的五个特殊点（三个平衡位置点，一个波峰点，一个波谷点），先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断Δt 后各点运动到什么位置，最后连成曲线，即为另一时刻的波形图，适用于Δt ＝n T 4的情形． 2．平移法：将原图象沿x 轴方向即波传播的方向平移，根据波速和给定的时间，利用Δx ＝v Δt ，求出沿波的传播方向上移动的位移，将波进行平移．3．将原图象逆着波的传播方向平移Δx ＝v ·Δt ，可得到该时刻之前Δt 时的波形．4．将坐标轴逆着波的传播方向平移等效为将图象沿波的传播方向平移；将坐标轴顺着波的传播方向平移，等效为将波形图逆着波的传播方向平移．1．关于波的周期下列说法不正确的是（）．A ．质点的振动周期就是波源的周期B ．波的周期是由波源驱动力的频率决定的C ．波的周期与形成波的介质的密度有关D ．经历整数个周期，波形图重复出现，就像整个波形向前平移答案：C解析：波的周期性是由质点振动的周期性决定的，故A 选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B 选项正确，C 选项错误；D 选项正是波的周期性的体现，故D 正确．2．下图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图象，下列说法中正确的是（）．A ．质点A 、C 、E 、G 、I 在振动过程中位移总是相同B ．质点B 、F 在振动过程中位移总是相等C ．质点D 、H 的平衡位置间的距离是一个波长D ．质点A 、I 在振动过程中位移总是相同的，它们的平衡位置间的距离是一个波长答案：BC解析：对于选项A ：A 、E 、I 、C 、G 在振动过程中位移大小总是相同的，但（A 、E 、I ）与（G 、C ）在振动过程中位移的大小相等，方向相反；对于选项B ：由于B 、F 是两个相邻的波峰，它们的间距正好是一个波长，所以它们在振动过程中位移总是相等的；对于选项C ：质点D 、H 间是相邻的波峰，所以它们之间的距离是一个波长；对于选项D ：质点A 、I 之间距离是两个波长，所以它们在振动过程中位移总是相同的；所以本题选B 、C ．3．当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是（）．A ．波长B ．波速C ．频率D ．周期答案：CD解析：波的频率和周期由波源决定，在传播的过程中是不变的，在不同的介质中波速不同，则波长也不同，因此选项C 、D 正确．4．关于公式v ＝λf ，正确的说法是（）．A ．v ＝λf 适用于一切波B ．由v ＝λf 可知，f 增大，则波速v 也增大C ．由v 、λ、f 三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有fD ．由v ＝λf 知，波长是2 m 的声波是波长是4 m 的声波传播速度的12答案：AC解析：v ＝λf 不仅适用于机械波，对一切波都成立，A 正确；波速和波长由介质决定，与波源的振动频率无关，B 、D 错误；波从一种介质进入另一种介质，波速、波长均改变，f 由波源决定，与介质无关，C 正确．5．如图所示中的实线是一列简谐横波在某一时刻的波形图线，经0.3 s 后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T 大于0.3 s ．求：（1）波长和振幅；（2）若波向右传播，求波的周期和波速；（3）若波向左传播，求波的周期和波速．答案：（1）2 m 10 cm （2）0.4 s 5 m/s （3）1.2 s 53m/s 解析：（1）从波形图线上直接得出波长和振幅分别为λ＝2 m 和A ＝10 cm ．（2）若波向右传播，且T 大于0.3 s ，知在0.3 s 时间内传播的距离小于波长．从图知向右传播了34λ，所用时间应为0.3 s ＝34T ，T ＝0.4 s ，故v ＝λT＝5 m/s ．（3）若波向左传播，且T 大于0.3 s ，知在0.3 s 时间内波传播的距离小于波长，从图知向左传播了14λ，所用时间应为0.3 s ＝14T ，T ＝1.2 s ，故v ＝λT ＝53m/s ．。

2018年春粤教版选修3-4物理教师用书：第2章第2节机械波的图象描述 Word版含答案

第二节机械波的图象描述1．(3分)关于振动和波的关系，下列说法正确的是()A．有机械波必有振动B．有机械振动必有波C．离波源远的质点振动周期长D．波源停振时，介质中的波动立即停止【解析】一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A 对B错．波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，C错．大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停振而消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D错．【答案】 A2．(3分)一列波由波源处向周围扩展开去，由此可知，下列说法正确的是() A．介质中各质点由近及远地传播开去B．介质中质点的振动形式由近及远地传播开去C．介质中质点振动的能量由近及远地传播开去D．介质中质点只是振动而没有迁移【解析】波的传播过程是振动形式和振动能量的传播过程，介质中质点并不随波迁移．【答案】BCD3．(4分)如图2－2－1所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中0为波源，设波源的振动周期为T，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经T4质点1开始振动，则下列关于质点的振动和介质中的波的说法中不正确的是()图2－2－1A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C．图中8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后T 4D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动【解析】波在形成和传播过程中，总是离波源近的质点先振动，但各质点起振的方向都和波源的起振方向相同，故A正确、B错误；质点7和质点8相比，7是8前的质点，它们之间的振动步调相差T4，故C正确；质点9比质点1晚2T开始起振，所以它们的振动步调完全一致，D正确．【答案】 B学生P 20一、波的图象1．图象的建立用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置，纵坐标y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移向某一个方向时为正值，位移向相反的方向时为负值．在xOy 平面上，画出各个质点平衡位置x 与各质点偏离平衡位置的位移y 组成的各点(x ，y )，用平滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图象(如下图2－2－2所示)．图2－2－22．图象的特点(1)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向的最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置．(2)波形图线是正弦或余弦曲线的波称为简谐波．简谐波是最简单的波．3．图象的物理意义波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点离开平衡位置的位移．4．由波的图象可以获得的信息(1)从图象上可直接读出波长和振幅．(2)可确定任一质点在该时刻的位移．(3)因加速度方向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的加速度方向．(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化．二、波的图象与振动图象的区别1．波的图象表示介质中的各个质点在某一时刻的位移．2．振动图象表示介质中一个质点在各个时刻的位移．三、描述波的特征的物理量1．波长(λ)(1)定义：在波动中，位移总是相同的两个相邻质点间的距离．通常用λ表示．(2)特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．2．周期(T)和频率(f)(1)定义：波上各质点的振动周期(或频率)．(2)规律：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或频率)．(3)关系：周期T和频率f互为倒数，即f＝1 T.(4)时空关系：在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长．3．波速(v)(1)定义：机械波在介质中传播的速度．波速等于波长和周期的比值．(2)定义式：v＝λT，它又等于波长和频率的乘积，公式为v＝λf，这两个公式虽然是从机械波得到的，但也适用于我们以后学到的电磁波．(3)决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，在不同的介质中，波速一般不同；另外，波速还与温度有关．学生P21一、波的图象特点1．周期性在波的传播过程中，由于介质中的各质点都在各自的平衡位置附近做周期性振动，所以波的图象也具有周期性，每经过一个周期，波的图象就重复一次．2．传播的双向性若不指定波的传播方向时，图象中的波可能向x轴的正向或x轴的负向传播．质点振动方向与波的传播方向间存在着必然的联系，若已知波的传播方向，便知波源的方位，任意给一质点，我们均可判定它跟随哪些质点振动，便知道它的振动方向，反之亦然．1．若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化．常用方法：(1)上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”．如图2－2－3：图2－2－3(2)带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点．方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动．如图2－2－4：图2－2－4(3)微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移．方法：作出经微小时间Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了．如图2－2－5(1)：图2－2－5(4)同侧法：质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧．如图2－2－5(2)所示．若波向右传播，则P向下运动．2．由质点振动方向确定波的传播方向仍是上述几种方法，只需将判定的程序倒过来，“反其道行之”即可．一、对波的图象的理解如图2－2－6所示，画出了一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知()图2－2－6A．质点b此时位移为零B．质点b此时向－y方向运动C．质点d的振幅是2 cmD．质点a再经过T2通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm【导析】由波的图象及其传播方向可直接读出各质点的振幅、位移及振动方向；根据振动的周期性和对称性判断某段时间内质点的路程．【解析】由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此刻为0，选项A正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波传播过程中，介质中的各质点振幅相同，所以质点d的振幅是2 cm，选项C正确；再过T的时2间，质点a将运动到负向最大位移处，它偏离平衡位置的位移为－2 cm，故选项D错误．故选AC.【答案】AC在简谐波的图象中，1．简谐横波某时刻的波形图线如图2－2－7所示．由此图可知()图2－2－7A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C．若波从右向左传播，则质点c向下运动D．若波从右向左传播，则质点d向上运动【解析】法一：“带动法”．若a向下运动，则a是由其右侧邻近质点带动的，波源位于右侧，波向左传播，故A错．同理，B正确．若波从右向左传播，则c，d质点均应由其右侧邻近质点带动，其右侧质点位于c、d上方，所以c，d均向上运动，故C项错误，D项正确．法二：“微平移法”．若质点a向下运动，下一时刻a的位移比此刻位移略小，则下一时刻波形如图中虚线．可见波向左传播，选项A错误．同理可判定选项B正确；若波从右向左传，虚线波就可看成下一时刻的波形，由图可见c、d均向上运动，选项C错误，D正确．故选BD.【答案】BD二、波的图象与振动图象的关系一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图2－2－8(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则()图2－2－8A．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象B．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象C．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象D．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象【导析】根据(b)图首先判定出此质点在0时刻的位置和振动方向，然后在波形图中寻找符合条件的点．【解析】在(b)的振动图象中，t＝0时质点在平衡位置且向y轴正方向运动，在平衡位置的点只有b、d，故选项A、C错误；波沿x轴正方向传播，波源在左侧，b、d两点都是在其左侧点的带动下振动的，b左侧的点在其上方，因此b质点正向上运动，符合要求，选项B正确；d左侧的点在其下方，d质点正向下运动，不合要求，选项D错误．故选B.【答案】 B解决这类问题，首先确定或判断出2．一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图2－2－9所示，其中图甲是t＝1 s 时的波形图，图乙是该波中某振动质点的位移随时间变化的图线(两图用同一时间起点)．(1)图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线A．x＝0处的质点B．x＝1 m处的质点C．x＝2 m处的质点D．x＝3 m处的质点图2－2－9(2)若波沿x轴正方向传播，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线．(3)设波沿x轴负方向传播，画出x＝3 m处的质点的振动图线．【解析】(1)当t＝1 s时，由图乙可知，此时质点在平衡位置，正要沿y轴负方向运动，由于该波沿x轴负方向传播，由图甲知此时0点在平衡位置，且正沿y轴负方向运动．(2)若波沿x轴正方向传播，由图甲可知，t＝1 s时x＝2 m处的质点在平衡位置，且正沿y轴负方向运动，故选C.(3)在t＝1 s时，x＝3 m处的质点正在正向最大位移处，且正沿y轴负方向运动，可得振动图象如图所示．【答案】(1)A(2)C(3)如图所示三、波长、波速和周期关系的应用在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图2－2－10(a)所示，一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图2－2－10(b)所示的波形．则该波：图2－2－10(1)波长为多少？(2)质点振动的周期为多少？(3)波速为多少？【导析】根据波长的定义；波在传播过程中，各点起振时的方向都与波源起振方向相同；利用波长、波速、周期的关系v＝λT求解．【解析】(1)由图象可知：质点1、9是两个相邻的且振动情况总是相同的两个质点，它们的平衡位置之间的距离即为一个波长，即λ＝8L.(2)t＝0时，波刚传到质点1，且质点1起振方向向下，说明波中各质点的起振方向均向下，在Δt后由图象可知质点9的振动方向为向上，说明它已经振动了T 2，因此Δt＝T＋T2，即T＝23Δt.(3)波速v＝λT＝8L23Δt＝12LΔt.【答案】(1)8L(2)23Δt(3)12LΔt解决此类问题关键是能够在波的图象中读出波长1．如图2－2－11所示是一列波t时刻的图象，图2－2－11图象上有a、b、c三个质点，下列说法中正确的是()A．a、b两质点此时刻速度方向相同B．a、c两质点此时刻加速度方向相同C．c质点此时速度方向沿y轴负方向D．a质点此时速度方向沿y轴正方向【解析】a、b两质点在相邻的波峰与波谷之间，振动方向相同；a、c两质点都位于x轴下方，加速度方向均指向y轴正方向．由于波的传播方向不定，故C、D选项不确定．故选AB.【答案】AB2．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图2－2－12所示，此后，若经过34周期开始计时，则图2－2－13描述的是()图2－2－12图2－2－13 A．a处质点的振动图象B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象D．d处质点的振动图象【解析】因横波沿x轴正向传播，经34周期振动到平衡位置的质点为b、d两质点，该时刻b点的振动方向沿y轴负方向，d点的振动方向沿y轴正方向，题图2－2－12为b处质点的振动图象，B对，ACD错．故选B.【答案】 B3．一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t＝0时的波形如图2－2－14所示，则()图2－2－14A．波的周期为1 sB．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0D．x＝0处的质点在t＝14s时速度值最大【解析】由波的图象知波长λ＝4 m，所以周期T＝λv＝1 s，A项正确；由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知，此时x＝0处的质点向y轴负向运动，B项正确；质点运动时越接近平衡位置速度越大，t＝14s＝T4时，x＝0处的质点已运动到x轴下方，其振动速度既不为零也不是最大值，C、D均错．故选AB.【答案】AB4．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率【解析】由振动和波的关系可知：质点的振动速度是质点运动的速度，而波的传播速度是指“振动”这种运动形式的传播速度，故A错；波可分为横波和纵波，在纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，故B错；在一个周期内波传播的距离等于波长，而质点运动的路程等于4个振幅，故C错；介质中所有质点的振动都是由波源的振动引起的，它们的振动频率与波源的振动频率都相同，故D正确．【答案】 D。

2020版物理粤教版3-4课件：第2章第2节机械波的图象描述

三、波的波速、周期和频率 1.波速:波动中振动(以波峰或波谷作为标志)在介质中的传播速度。 2.波的周期等于波上各质点的振动周期。 3.在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率)。
5.在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个波长。 6.公式:v=λf。它还等于波长除以周期的商,公式为 ,这两个公式虽然是从机械波得到的,但也适用于我们以后将会学到的电磁波。 7.波速的决定因素:同种机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,在不同的介质中,波速一般不同,另外,波速还与温度有关。
一二三四五
知识精要
自主预习合作探究
思考探究典题例解迁移应用
波中各质点做简谐运动,是一种变加速运动,是否说明波的传播也是变加速运动?
答案:波在同种均匀介质中是匀速传播的。
一二三四五
知识精要
自主预习合作探究
思考探究典题例解迁移应用
【例1】 (多选)下图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时
典题例解迁移应用
3.波的空间周期性 (1)相隔距离为一个波长的整数倍的两质点,振动情况完全相同, 即离开平衡位置的位移“总是”相等,振动速度大小和方向也“总是” 相同,因而波长显示了波的空间周期性。 (2)相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反,即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反,速度也是大小相等、方向相反,会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。
刻的波形,由图象可知( )
A.质点b此时的位移为零 B.质点b此时向y轴负方向运动 C.质点d的振幅是2 cm D.质点a再经过通过的路程是4 cm, 偏离平衡位置的位移是4 cm 思路分析解答本题要理解以下三点: (1)理解波的图象的物理意义: (2)掌握已知某一时刻波的图象,确定质点运动方向的方法; (3)理解波的传播可看成波形的传播,不能误认为是质点的平移。

2019年精选粤教版物理选修3-4第02节机械波的图象描述知识点练习-含答案解析第九篇

2019年精选粤教版物理选修3-4第02节机械波的图象描述知识点练习-含答案解析第九篇第1题【单选题】一列向x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时的波形如图所示，质点A和C处于平衡位置，质点B处于波峰位置．已知该波周期为4s，则( )A、质点A此时振动速度为零B、质点B此时振动速度不为零且方向向下C、t=2s时，质点C向下振动D、t=2s时，质点A运动到x=2m处的C点【答案】：【解析】：第2题【单选题】如图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，则( )A、质点P此时刻的振动方向沿y轴正方向B、P点振幅比Q点振幅小C、经过△t=3 s，质点Q通过的路程是0.6 mD、经过△t=3 s，质点P将向右移动12 m【答案】：【解析】：第3题【单选题】如图是一列简谐横波在某时刻的波形图．若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时( )A、质元Q和质元N均处于加速运动过程中B、质元Q和质元N均处于减速运动过程中C、质元Q处于加速运动过程中，质元N处于减速运动过程中D、质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中【答案】：【解析】：第4题【单选题】在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中同时沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是( )A、波1速度比波2速度大B、相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象C、这两列波传播的方向上，能产生稳定的干涉现象D、这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同【答案】：【解析】：第5题【单选题】当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )A、170 mB、340 mC、425 mD、680 m【答案】：【解析】：第6题【单选题】海豚有完善的声纳系统，它能在黑暗的海水中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，其效果远优于现代的无线电定位系统，这是利用海豚自身发出的超声波来完成的，海豚的声纳系统远远优于无线电定位系统，如雷达，这是因为( )A、海豚发出的波比无线电源传播的速度快，方向性好B、海豚发出的波比无线电源的频率高，抗干扰能力强C、海豚发出的波比无线电波的能量大，传播距离远D、海豚发出的波在水中能量衰减比无线电波少【答案】：【解析】：第7题【多选题】一列简谐横波沿x轴传播．t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距lm，A点速度沿y轴正方向；t=0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处．由此可知( )A、此波沿x轴正方向传播B、此波的传播速度为25m/sC、从t=0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移了1mD、在t=0.04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向E、此列波不能和频率为50 Hz的横波发生干涉现象【答案】：【解析】：第8题【多选题】如图甲所示为一列简谐横波在t＝0.2s时的波形图，P为平衡位置在x＝2m处的质点，图乙所示为质点P的振动图象，则下列关于该波的说法中正确的是( )A、该波的周期是0.4sB、该波沿x轴正方向传播C、该波的传播速度为10m/sD、t＝0.3s时，质点P的速度为零，加速度最大E、从t＝0.2s到t＝0.5s，质点P通过的路程为40cm【答案】：【解析】：第9题【填空题】一种简易地震仪由竖直放置的弹簧振子A和水平放置的弹簧振子B组成，如图所示，可以粗略测定震源的深度.某次地震中，震源在地震仪的正下方，地震波中的横波和纵波传播速度分别为v1和v2(v1＜v2)，观察到两振子开始振动的时间差为Δt，则______(选填“A”或“B”)弹簧振子先开始振动，震源与地震仪距离约为______.【答案】：【解析】：第10题【填空题】教室中未搬入桌凳前说话常有嗡嗡的尾声，摆了桌凳坐满了学生后这种现象减轻到似乎听不到了，这是因为______．【答案】：【解析】：第11题【解答题】x=0的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t1=0.14s时刻波的图象如图所示，质点A刚好开始振动．①求波在介质中的传播速度；②求x=4m的质点在0.14s内运动的路程．【答案】：【解析】：第12题【综合题】如图所示是一列横波在某一时刻的波形图,图像中x轴的正方向表示波的传播方向,y轴表示质点相对平衡位置的位移。

新课标粤教版3-4选修三2.2《机械波的图象描述》WORD教案1

波动图象专题导学波动图象是高考命题频率最多的知识点，题型主要以选择和填空题居多，偶尔也有计算题型•波的图象是高考的重点也是高考的难点.波的图象要与振动图象区别开•简谐运动的图象，反映的是质点相对平衡位置的位移随时间变化的规律，图线随着时间的继续要延伸，但原有图形不变•波动图象，反映的是同一时刻介质中各个质点相对各自平衡位置的位移，波形在不同时刻呈现不同，但波形具有周期性和重复性.波的周期性分空间周期性（在同一波线上，相距为波长整数倍的各个质点的振动情况完全相同）和时间周期性（波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波形图线相同）•波的图象问题要注意以下五种情况可能引起的多解： ⑴波的空间周期性引起； ⑵波的时向周期性引起； ⑶波的双向性引起；⑷介质两质点间距离与波长关系未定引起； ⑸介质质点振动方向未定引起. 解波的图象问题的方法：⑴波形平移法（△ t 后的波形，由原波形沿波传播方向平移. ： ^v ：t 而得）；⑵波图象定义法（寻找某时刻各介质质点的位移矢量，连各矢量末端而成）；⑶振动落后法（离振源越远的质点振动越落后）；⑷“上下坡”法（波形上坡段质点向下运动，波形下坡段质点向上运动）•【典型例题透析】㈠识图类〖例1〗一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在t= 1s 时刻的波形如图中虚线所示. 由此可以判定此波的:A.波长一定是 4cmB. 周期一定是4sC.振幅一定是2cmD.传播速度一定是1 cm/s〖命题意图〗［“网］考查波长、周期、振幅和传播速度概念，考查公式扎v =〒和波的双向性，考查从图中搜取信息的能力.〖解题思路〗由图象可直接得出该波的波长'=4cm ，振幅为2cm 故A 、C 正确.但本题中未说明波的传播方向，如波沿x 轴正向传播，传播时间 t= n 十丄T ，又I 4丿如波沿x 轴负向传播，传播时间t= n + 3,< 4丿4T=1S，T G ng=4n 1 n =0,1,2,3[来源：学+科网Z+X+X+K]y/ca4 >又T =1s, T ,n =0123 波速v 4n 3n =0,1,2,34n +3 T由以上分析可看出，波速和周期都不是定值•故B、D不对•本题正确答案为AC〖探讨评价〗在给定两时刻波形时，若不告之波的传播方向，要注意波的双向性可能引起的多解.㈡绘图类试题绘图类试题分画波形类题和应用波形类题.1.画波形图〖例2〗图a中有一条均匀的绳，1、2、3、4、，是绳上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳传播•某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图b所示（其他点的运动情况未画图），其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值•试3在图c中画出再经过周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画.4横、纵坐标与图a、b完全相同）（图c的［来源:学科网］〖命题意图〗考查对波形成过程的理解，考查画波形图的能力.〖解题思路〗1 已知在绳上传播的是简谐横波，因此第9、10、11、12四点的连线形成 -波形，从04点到第12点可以画出一个完整的波形. 从图上各点的位置和运动方向可以看出，第11点的位置和速度方向，恰是下一时刻第12点的位置和速度方向，由此判断波动向右传播•于是3不难得到经过周期时，点3、4、5、6的位置和速度方向•见图c.41例3〗已知平面简谐波在x轴上传播，原点O的振动图线如图a所示，t时刻的波形图线如图示，则t+0.5s时刻的波形图线可能是：〖命题意图〗考查由某一时刻波形画另一时刻波形的能力，考查挖掘图中隐含条件的能力.〖解题思路〗A t 1 由振动图象a可知振动周期T=0.4s,经凤=：t'_t =0.5s，即经过n 1个周期T 41 1 后，波动图象与经-T后的波动图象相同，若波沿x正向传播，则波形b向右平移丄个波4 41长如图D所示；若波沿x负方向传播，则波形b向左平移-个波长如图C所示•选项CD正4确.〖探讨评价〗由某一时刻波形画另一时刻波形有两种方法：一是平移法；二是波的定义法.一般前一种方法比后一种方法简便.2.应用波形图〖例4〗简谐横波某时刻的波形图线如图所示•由此图可知：A.若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B.若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C.若波从右向左传播，则质点c向下运动D.若波从右向左传播，则质点d向上运动〖解题思路〗利用“上下坡法则”判断上下坡法则：把波动图线类比凸凹的路面，凸凹路面就有上坡段和下坡段，沿着波的传播方向看去，位于上坡段上的质点就向下运动，下坡段上的质点就向上运动；向上运动的质点位于下坡段，向下运动的质点位于上坡段.若质点a向下运动，由上下坡法则，a点必位于上坡段，只有由右向左看，a才处于上坡段，故波应向左传，选项A错•同理分析B选项对.若波从右向左传，由上下坡法则，知d、c点位于下坡段，都应向上运动，故选项C错, D对.正确选项为BD.〖例5〗一根张紧的水平弹性绳上a 、b 两点相距14.0 m b 点在a 点右方，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 点位移恰好为零且向下运动•经过1.00s 后，a 点位移为零向下运动，而 b 点位移恰好达到负极大，则这列简谐波的波速可能等于：我们可以换一种方法：为判断答案 B 是否正确，可以令 v=6m/s ，看k 、n 有无自然数的解:空色=6,,,,①(3 +4k )由①式可得14n -6k =1 .由于n 、k 皆为整数，此等式左侧为偶数，不能等于 1,所以①式不能成立，可以否定答案B.同理若141 4n=14，则得出2n-k =1,由于2( n - k )为偶数，不能等于 1,从而 (3+4k )否定了答案D.正确答案只有选项 A C.〖探讨评价〗⑴本题未给波的图象，但在解题中设定了一波形，然后就根据这一波形，寻找符合要求的a 、b 两点，进而找到隐含条件：a 、b 间距离与波长的关系；时间与周期的关系.如果不借助这一波形，凭想象就很难找到这两个隐含条件，因此，要善于借助图象分析和解决问题.⑵本题用到了空间周期性和波的时间周期性，A.4.67 m/sB.6 m/sC.10 m/sD.14 m/s 〖命题意图〗根据波中两质点运动情况求波速.〖解题思路〗根据题意可以画出下图，图中实线表示开始时刻的波动图波动图线.由图可知：3 k14m ，即：4[来源:学科网ZXXK][来源:学科网ZXXK]566m；n1T 4=1s ，即：T =4s .1 +4n1414 n , m/s 。

物理粤教版选修3-4素材：课前预习第2章第2课时机械波的图象描述 Word版含解析

第二课时机械波的图象描述课前预习情景素材物理学上广泛运用图象来研究物体的运动规律，我们观察到绳子上传播的横波，在传播过程中波的形状在不断地变化，那么，怎样用图象来直观地反映介质中各质点的振动情况与介质整体的波动情况呢？简答：用横坐标x 表示介质中各个质点的平衡位置，用纵坐标y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，图象描述在波的传播方向上介质中各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移，是该时刻各质点运动情况的“定格”，是一张“集体照”.而振动图象则相当于用摄像机跟踪拍摄记录某一质点在一段时间内的运动情况.知识预览1.机械波的图象用横坐标x 表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y 表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，并规定在横波中，位移向上时y 取正值，向下时y 取负值.把各个质点在某一时刻所在位置连成曲线，就得到该时刻的波的图象.2.波的图象的意义波的图象表示了一列波在某一时刻沿波的传播方向上，介质中的各个质点离开各自平衡位置的位移情况，这就是波的图象所表示的物理意义.3.简谐波(1)波源做简谐运动时，介质的各个质点随着做简谐运动，所形成的波叫做简谐波.(2)简谐波的图象是正弦曲线.4.波速、波长、频率，在波动中，对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长.波的振动形式在介质中推进的速度叫做波速.波动中各质点的振动频率叫做波的频率.5.波速、波长、频率这三个物理量之间的关系：v=λf(或v=T)第一课时狭义相对论的基本原理课前预习情景素材19世纪末，经典物理学形成了完整的科学体系，自然界的各种物理现象几乎无一不能用它们来解释.1900年著名物理学家汤姆孙充满自信地宣称：科学的大厦已经基本完成，未来的物理学只要做一些修修补补的工作就可以了.不过他也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的，令人不安的乌云”.那么这两朵乌云分别是什么？它们又引发了什么新的理论？简答：分别是黑体辐射和光的速度问题.对它们的研究分别催生了量子理论和相对论. 知识预览1.伽利略的相对性原理是：力学规律在任何惯性系中都是相同的.2.狭义相对论的两个基本假设分别是狭义相对性原理；光速不变原理.3.狭义相对性原理是指：在不同惯性参考系中，一切物理定律都是相同的.4.光速不变原理是指：真空中的光速在不同惯性系考系中都是相同的.5.如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系.。

高中物理选修3-4(粤教版)练习：2.2机械波的图象描述含解析

第二节机械波的图象描述课时训练7 机械波的图象描述基础夯实1.(多选)关于机械波的概念,下列说法中正确的是( )A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B.简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等C.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D.相隔一个周期的两时刻,简谐波的图象相同,质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故A 错误;间距为半个波长的两个点的位移必是大小相等,方向相反,故B正确;振动质点不会随波一起传播,C错误;每隔一个周期,波形图重合一次,D正确。

2.一列波在介质中向某一方向传播,如图是此波在某一时刻的波形图,且此时振动还只发生在M、N之间,并知此波的周期为T,Q质点速度方向在波形中是向下的。

则:波源是;P质点的起振方向为;从波源起振开始计时时,P点已经振动的时间为。

向上Q点的振动方向可知波向左传播,N是波源。

由M点的起振方向(向上)得P质点的起振方向向上。

振动从N点传播到M 点需要1T,传播到P点需要,所以质点P已经振动的时间为。

3.(多选)根据如图所示的两图象,分别判断它们属于何种图象,并判定A、B两质点的运动方向( )A.甲是振动图象,乙是波的图象B.甲是波的图象,乙是振动图象C.A、B两质点均向上D.A、B两质点均向下:横坐标为x,则表示波的图象,横坐标为时间t,则为振动图象,故A错,B对。

在甲图中因为波向左传播,据“同侧法”将两方向箭头画在A点得A质点向下振动,乙图为振动图象,据下一时刻质点位置在横轴下方知B质点应向下运动,故C错,D对。

4.(多选)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为三个质点,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,因为a点向上运动,重复左边一点的振动形式,所以波沿x轴正方向传播,b、c质点分别向上和向下振动,所以b比c先到达平衡位置,所以A、C两项正确。

广东省2019年高二物理粤教版选修3-4课后集训：第二章第二节机械波的图象描述 Word版

课后集训基础过关1.图2-2-4所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F 的振动方向如图所示.则( )图2-2-4A.该波向左传播B.质点B 和D 的运动方向相同C.质点C 比质点B 先回到平衡位置D.此时质点F 和H 的加速度相同E.此时刻E 点的位移为零解析：由平移法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点F 的运动方向向下.同理，质点D 、E 的运动方向也向下，而质点A 、B 、H 的运动方向向上.质点F 、H 相对各自平衡位置的位移相同，由简谐振动的运动学特征a=m kx可知，两质点的加速度相同.因质点C 直接从最大位移处回到平衡位置，即t C =4T ；而质点B 要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故t B ＞4T =t C . 答案：ACDE2.声波在钢中的波速比空气中的大，当声波从空气传到钢中时( )A.频率变小，波长变小B.频率变大，波长不变C.频率不变，波长变大D.频率不变，波长变小解析：机械波的频率由波源决定，与介质无关，声波在钢中波速大，则波长大.答案：C3.图2-2-5所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T ，下列说法中正确的是( )图2-2-5A.若M 点为波源，则M 点开始振动时方向向下B.若M 点为波源，则P 点已经振动了T 43 C.若N 点为波源，则P 点已经振动了T 43 D.若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大解析：若M 点为波源，相当于M 点追随它左边的点，又因为是经过一个周期的波形，此时M 点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N 点，此时N 点振动方向向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P 点要经过T 43，因而P 点已振动T 41.若N 点为波源，N 开始振动方向向下，传到P 点经4T ，故P 点已振动了T 43，而此时P 点在最大位移处，速度为零，动能最小.答案：C4.图2-2-6所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是( )图2-2-6A.质点A 、C 、E 、G 、I 在振动过程中位移总是相同B.质点B 、F 在振动过程中位移总是相等C.质点D 、H 的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长解析：从图象中可以看出质点A 、C 、E 、G 、I 在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点A 、E 、I 的速度方向是向下的，而质点C 、G 的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同，A 错误；质点B 、F 是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相等，B 正确；质点D 、H 是处在相邻的两个波谷的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C 正确；虽然质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，D 错误.答案：BC5.一列简谐波在t 时刻的波形如图2-2-7所示，此时刻介质质点M 的运动方向向上，经过时间Δt 后的波形如图中虚线所示，若振源周期为T ，则( )图2-2-7A.Δt 一定为T 41 B.Δt 可能为T 41 C.Δt 一定为T 43 D.Δt 可能为T 43 解析：由M 点的运动方向向上可判定波沿x 轴负向传播，可认为图中的虚线是由实线向左平移43个波形得到的，故Δt 可能是43T ，当然，也可能是nT+43T,故D 对. 答案：D6.一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图2-2-8所示，自右向左传播，已知在t 1=0.7 s 时P 点出现第二次波峰(0.7 s 内P 点出现两次波峰)，Q 点的坐标是(-5，0)，则以下判断中正确的是( )图2-2-8A.质点A 和质点B 在t=0时刻的位移是相等的B.在t=0时刻，质点C 向上运动C.在t 1=0.7 s 末，Q 点第一次出现波峰D.在t 2=0.9 s 末，Q 点第一次出现波峰解析：t=0时刻，A 、B 位移等大反向，故A 错；因波向左传播，故质点C 向上运动，B 项正确；波动中各质点的振动周期为T ，则T 431=0.7 s ，故T=0.4 s.波源振动一个周期的时间内，波向前移动一个波长，由图知，该长度为4 m ，而Q 点到与其最近的波峰间的距离为7 m ，故在0.7 s 末Q 点第一次出现波峰，选项C 正确，D 错误.答案：BC综合运用7.某质点在坐标原点O 处做简谐运动，其振幅为5 cm ，振动周期为0.4 s ，振动在介质中沿x 轴正向传播，波速为1 m/s ，当质点由平衡位置O 开始向上振动0.2 s 时立即停止振动，则振源停止振动后经过0.2 s 时刻的波形是( )解析：因振源只振动了0.2 s ，故波形沿波的传播方向向前平移λ2.答案：C8.如图2-2-9所示，为一列简谐横波某一时刻的图象，若已知P 点的振动方向向上，则这列波正在向____________传播.图2-2-9解析：(1)特殊点法：由于P 点振动方向向上，说明它比它相邻的波峰振动得晚，由图知该波在向右传播.(2)上、下“坡”法：由于P 点振动方向向上，故其所在坡路为下坡，由图可以看出该波正向右传播.答案：右9.在如图2-2-10所示的两个图象中，图甲是一列简谐波在t=0.05 s 时刻的波形曲线，图乙是该波所在介质中平衡位置为x=1 m 的质点的振动图象.由这两个图象可知，波速的大小为____________；波的传播方向是____________.图2-2-10解析：根据振动图象可知周期T=0.20 s ，在t=0.05 s 时，x=1 m 质点正通过平衡位置向下运动，由波的图象可知，波沿x 轴负方向传播.从波的图象中还可知波长为4 m ，由公式v=λT 即可求得波速大小为20 m/s.答案：20 m/s 沿x 轴向负方向传播10.从甲地向乙地发出频率为50 Hz 的声波，若当波速为330 m/s 时，在甲、乙两地间有若干个完整波形的波，当波速为340 m/s 时，甲、乙两地间完整波形的波数减少了一个，则甲、乙两地相距多少米？解析：本题主要考查了波长、频率、波速三者之间的关系及学生的空间想像能力，此题创新之处在于虽在同一介质中波速却发生了变化，有人认为这题有问题，其实不然，虽是同一介质，当温度发生变化时，波速也随之变化，由题意得两次波长分别为：λ1=503401=f v m λ2=m f v 503302= 设波速为330 m/s 时，甲、乙两地间有n 个完整波形.据题意有：(n-1)λ1=nλ2所以n=330340340211-=-λλλ=34 所以甲、乙两地间距离为s=nλ2=34×50330m=224.4 m 答案：224.4 m。

广东省2019年高二物理粤教版选修3-4课后集训：第二章第一节机械波的产生和传播 Word版

课后集训基础过关1.以下对机械波的认识正确的是( )A.形成机械波一定要有振源和介质B.振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动解析：振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确，简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D都错.答案：A2.关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )A.有机械波必有振动B.有机械振动必有波C.离波源远的质点振动周期长D.波源停振时，介质中的波动立即停止解析：要分清振动与波动的关系，必须明确其产生机理及产生条件.一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A对B错.波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，C错. 大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停振而消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D错.答案：A3.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是( )A.质点上下振动形成的波是横波B.质点水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波是横波D.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波解析：本题主要考查横波、纵波的概念及其区别.根据横波与纵波的概念，质点振动方向与波传播方向垂直者是横波，同一直线者是纵波，并不是上下振动与水平振动的问题，故A、B错.水平传播、上下振动属于相互垂直关系，故C 正确.水平传播、水平振动不能说明两者的关系一定是同一直线的上，故D错.答案：C4.下列几种关于机械振动和机械波的说法中，不正确的是( )A.振动是形成波的原因，波动是振动在介质中的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象，波动是介质中的众多质点联合起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.对于均匀介质中传播的机械波，各质点在做变速运动，而波的传播速度是不变的解析：选C.机械波的产生条件是同时有波源和介质，要有波动必须先有振动，A选项正确.介质中的质点间依靠相互作用的弹力，波源的振动依次带动其他质点振动.由近及远的传播而形成波，B选项正确.波的传播速度是指波的形式、能量由波源向外传播的速度，在均匀介质中大小是不变的，而质点的振动速度大小和方向都随时间周期性变化，两者有本质的区别，C选项不正确，D选项正确，故选C.答案：C5.关于机械波说法正确的是( )A.相邻的质点要相互做功B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C.振源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D.波中各质点振动频率是相同的解析：机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的.前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，因此B错；每个质点都是由振源依次带动下面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都“仿照”振源振动，故C、D正确.答案：ACD6.一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是( )A.波中各个质点都在由西向东运动B.波中的各个质点一定沿水平方向振动C.波中的各个质点一定沿竖直方向振动D.以上说法都错误解析：机械波传播的是振动的形式和能量，而介质中各质点仅在平衡位置附近振动，质点不会随波迁移，而且横波中各质点的振动方向与其传播方向垂直，波在水平方向由西向东传播，质点振动方向与其垂直，不一定沿水平方向，也不一定沿竖直方向.故A、B、C都错.D正确. 答案：D7.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时( )A.绳上各质点同时停止振动，横波立即消失B.绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失C.离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动D.离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动解析：波动把能量从波源由近及远地传播出去，振动的各质点先后获得能量，因此只有C 正确.答案：C综合运用8.下列关于波的应用正确的是( )A.要将放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波B.两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用C.光缆是利用机械波传递信息D.宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波解析：机械波在介质中传播的过程中，质点只是在各自的平衡位置附近振动，介质本身并不迁移，故A错误；光缆是利用光波传递信息，故C错误；固体也能传播机械波，故D错误，B正确.答案：B9.图2-1-3是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d…h等质点在这一时刻的速度方向.图2-1-3解答：在波动中，两相邻的质点，距波源较远的质点总是重复距波源较近的质点的振动行为.因为该波向右传播，故可知a、b两质点速度方向向上，d、e、f等质点速度方向向下，质点h速度方向向上.而c、g两质点速度为零.10.日常生活中，若发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边呢？说明理由.答案：不会.向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去，这是波动现象，实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动，而不会向岸边运动.。

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课后集训
基础过关
1.图2-2-4所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F 的振动方向如图所示.则( )
图2-2-4
A.该波向左传播
B.质点B 和D 的运动方向相同
C.质点C 比质点B 先回到平衡位置
D.此时质点F 和H 的加速度相同
E.此时刻E 点的位移为零
解析：由平移法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点F 的运动方向向下.同理，质点
D 、
E 的运动方向也向下，而质点A 、B 、H 的运动方向向上.
质点F 、H 相对各自平衡位置的位移相同，由简谐振动的运动学特征a=可知，两质点m kx
的加速度相同.
因质点C 直接从最大位移处回到平衡位置，即t C =
；而质点B 要先运动到最大位移处，4T 再回到平衡位置，故t B ＞=t C .4
T 答案：ACDE
2.声波在钢中的波速比空气中的大，当声波从空气传到钢中时( )
A.频率变小，波长变小
B.频率变大，波长不变
C.频率不变，波长变大
D.频率不变，波长变小
解析：机械波的频率由波源决定，与介质无关，声波在钢中波速大，则波长大.
答案：C
3.图2-2-5所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T ，下列说法中正确的是( )
图2-2-5
A.若M 点为波源，则M 点开始振动时方向向下
B.若M 点为波源，则P 点已经振动了
T 4
3C.若N 点为波源，则P 点已经振动了T 43D.若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大
解析：若M 点为波源，相当于M 点追随它左边的点，又因为是经过一个周期的波形，此时M 点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N 点，此时N 点振动方向向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P 点要经过，因而P 点已振动.T 43T 4
1
若N 点为波源，N 开始振动方向向下，传到P 点经，故P 点已振动了，而此时P 4T T 4
3点在最大位移处，速度为零，动能最小.
答案：C
4.图2-2-6所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是( )
图2-2-6
A.质点A 、C 、E 、G 、I 在振动过程中位移总是相同
B.质点B 、F 在振动过程中位移总是相等
C.质点D 、H 的平衡位置间的距离是一个波长
D.质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长
解析：从图象中可以看出质点A 、C 、E 、G 、I 在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点A 、E 、I 的速度方向是向下的，而质点C 、G 的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同，A 错误；质点B 、F 是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相等，B 正确；质点D 、H 是处在相邻的两个波谷的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C 正确；虽然质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，D 错误.
答案：BC
5.一列简谐波在t 时刻的波形如图2-2-7所示，此时刻介质质点M 的运动方向向上，经过时间Δt 后的波形如图中虚线所示，若振源周期为T ，则( )
图2-2-7
A.Δt 一定为
B.Δt 可能为T 4
1T 41C.Δt 一定为 D.Δt 可能为T 43T 43解析：由M 点的运动方向向上可判定波沿x 轴负向传播，可认为图中的虚线是由实线向左平移个波形得到的，故Δt 可能是T ，当然，也可能是nT+T,故D 对.43434
3答案：D
6.一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图2-2-8所示，自右向左传播，已知在t 1=0.7 s 时P 点出现第二次波峰(0.7 s 内P 点出现两次波峰)，Q 点的坐标是(-5，0)，则以下判断中正确的是( )
图2-2-8
A.质点A 和质点B 在t=0时刻的位移是相等的
B.在t=0时刻，质点C 向上运动
C.在t 1=0.7 s 末，Q 点第一次出现波峰
D.在t 2=0.9 s 末，Q 点第一次出现波峰解析：t=0时刻，A 、B 位移等大反向，故A 错；因波向左传播，故质点C 向上运动，B 项正确；波动中各质点的振动周期为T ，则=0.7 s ，故T=0.4 s.波源振动一个周期的时间T 4
31内，波向前移动一个波长，由图知，该长度为4 m ，而Q 点到与其最近的波峰间的距离为7 m ，故在0.7 s 末Q 点第一次出现波峰，选项C 正确，D 错误.
答案：BC
综合运用
7.某质点在坐标原点O 处做简谐运动，其振幅为5 cm ，振动周期为0.4 s ，振动在介质中沿x 轴正向传播，波速为1 m/s ，当质点由平衡位置O 开始向上振动0.2 s 时立即停止振动，则振源停止振动后经过0.2 s 时刻的波形是( )
解析：因振源只振动了0.2 s ，故波形沿波的传播方向向前平移λ2.
答案：C
8.如图2-2-9所示，为一列简谐横波某一时刻的图象，若已知P 点的振动方向向上，则这列波正在向____________传播.
图2-2-9
解析：(1)特殊点法：由于P 点振动方向向上，说明它比它相邻的波峰振动得晚，由图知该波在向右传播.
(2)上、下“坡”法：由于P 点振动方向向上，故其所在坡路为下坡，由图可以看出该波正向右传播.
答案：右
9.在如图2-2-10所示的两个图象中，图甲是一列简谐波在t=0.05 s 时刻的波形曲线，图乙是该波所在介质中平衡位置为x=1 m 的质点的振动图象.由这两个图象可知，波速的大小为____________；波的传播方向是____________.
图2-2-10
解析：根据振动图象可知周期T=0.20 s ，在t=0.05 s 时，x=1 m 质点正通过平衡位置向下运动，由波的图象可知，波沿x 轴负方向传播.从波的图象中还可知波长为4 m ，由公式v=λT 即可求得波速大小为20 m/s.
答案：20 m/s 沿x 轴向负方向传播
10.从甲地向乙地发出频率为50 Hz 的声波，若当波速为330 m/s 时，在甲、乙两地间有若干个完整波形的波，当波速为340 m/s 时，甲、乙两地间完整波形的波数减少了一个，则甲、乙两地相距多少米？
解析：本题主要考查了波长、频率、波速三者之间的关系及学生的空间想像能力，此题创新之处在于虽在同一介质中波速却发生了变化，有人认为这题有问题，其实不然，虽是同一介质，当温度发生变化时，波速也随之变化，
由题意得两次波长分别为：λ1=m λ2=503401=f v m f v 50
3302=设波速为330 m/s 时，甲、乙两地间有n 个完整波形.
据题意有：(n-1)λ1=nλ2所以n==34330
340340211
-=-λλλ所以甲、乙两地间距离为s=nλ2=34×
m=224.4 m 50
330答案：224.4 m。

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