上海高中物理机械波训练

(1)由图中时刻经 T/4,质点 M 相对平衡位置的位移是 (2)在图中标出的 M、N、O、P、Q 几点中,振动增强的点是 弱的点是 . 典例研析 类型四：波的衍射
； ；振动减
基础整合
2.波的衍射 (1)产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长 ,或者比波长 . (2)现象:波绕过障碍物继续传播. 典例研析 类型五：多普勒效应 【例 5】如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同 学的感受的说法正确的是( )
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2015 三物理一轮复习教学案： 机械波
【考试说明】 知识点 要求 考 向 解 读 1.波动图象的理解和应用 2.波长、 频率和波速的关系式 v＝λf 在波的 传播问题中的分析和应用 3.波的干涉、衍射现象的分析和应用 4.多普勒效应分析和应用 机械波、横波和纵波、横波的图象 Ⅰ 波长、波速和频率(周期)的关系（单 Ⅰ 一方向传播） 波的干涉和衍射 多普勒效应 Ⅰ Ⅰ
在纵波中,两个相邻的 (或疏部)间的距离等于波长. 在一个周期内机械波传播的距离等于 . (2)频率 f:波的频率由 决定,在传播过程中,只要波源的振动频率一定,则无论在什么 介质中传播,波的频率都 . x (3)波速 v：单位时间内振动向外传播的距离,即 v= t .波速与波长和频率的关系： ,波 速的大小由 决定. 二、波的图象 1.图象 在平面直角坐标中,用横坐标表示介质中各质点的 ；用纵坐标表示某一时刻,各质点 偏离平衡位置的 ,连接各位移矢量的末端,得出的曲线即为波的图象,简谐波的图象是 (或余弦)曲线. 2.物理意义：某一时刻介质中 相对平衡位置的位移. 针对训练： 1-1 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(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(b)所示的波形.则该波: (1)波长为多少？ (2)质点振动的周期为多少？
___________________． 12、 （2010 镇江考前模拟）如图所示为一列简谐波在 t1=0 时 刻的图象，此时波中质点 M 的运动方向沿 y 轴负方向，且 到 t2=0.55s 质点 M 恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处， 该波的传播方向为__▲ ___，波速为___▲ ____m／s． 13、 （2010 镇江四模）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，已知波的传播速度 v = 2m/s．试回答下列问题： ①写出 x = 0.5 m 处的质点做简谐运动的表达式： cm； ②x = 0.5m 处质点在 0～0.5s 内通过的路程为 cm． 14、 （2010 扬州第四次调研）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的 9 个质点，相邻两质点间的距离均为 0.1m，如图(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，振幅为 0.2m，经过时间 0.3s 第一次出现如图（b）所 示的波形．试写出质点 1 的振动方程．
因为显示屏的局部故障，造成从水平位置 A 到 B 之间（不包括 A、B 两处）的波形无法被 观察到（故障不影响波在发生器内传播） 。此后的时间内，观察者看到波形相继传经 B、C 处，在 t＝5 秒时，观察者看到 C 处恰好第三次（从 C 开始振动后算起）出现平衡位置， 则该波的波速可能是 （A）3.6cm/s （C）6cm/s （B）4.8cm/s （D）7.2cm/s
6、 （2011 苏北四市第二次调研）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，波的传播速度 v = 2m/s，试回答下列问题：
① x = 4 m 处质点的振动函数表达式 y = ② x = 5 m 处质点在 0～4.5s 内通过的路程 s=
cm； cm。
7、 （2011 苏北四市第一次调研）一根长绳左端位于平面直角坐标系的 O 点，t=0 时某同学使绳子的左端开始做简谐运动，t=1s 时形成如图所 示波形。则该波的周期 T= s，传播速度 v= m/s。 8、 （2010 盐城第三次调研）如图为频率 f=1Hz 的波源产生的横波，图 中虚线左侧为 A 介质，右侧为 B 介质。其中 x=14m 处的质点振动方向 向上。 则该波在 A、 B 两种介质中传播的速度之比 vA： vB= 。 若图示时刻为 0 时刻，则经 0．75 s 处于 x=6m 的质点位移为 cm 9、 （2011 致远中学第一次调研） 如图所示为一个向右传播的 t =0 时刻的横波波形图,已知波从 O 点传到 D 点用 0.2 s,该波的 波速为 m/s,频率为 Hz;t =0 时,图中“A、B、C、 D、 E、F、G、H、I、J”各质点中，向 y 轴正方向运动的速率最大的 质 点是 . 答案： 10、 （2010 苏北二模）图示实线是简谐横波在 t1=0 时刻的波形图象， 虚线 是 t2=0.2s 时刻的波形图象，试回答：若波沿 x 轴正方向传播，则它的最大 周期为 ▲ s；若波的传播速度为 55m/s，则波的传播方向是沿 x 轴 ▲ 方 向(填“正”或“负”)。 11、 （2010 如皋第一中学考前模拟）如图，实线是一列简谐横波在 t1 = 0 时的波形图，虚线 为 t2=0.5s 时的波形图，已知 0＜t2－t1＜T，t1 = 0 时，x=2m 处的质点 A 正向 y 轴正方向振动． ①波的传播方向是 ； ②波速大小为 ； ③ 从 t2 时 刻 计 时 ， x=1m 处 的 质 点 的 振 动 方 程 是
针对训练： 2-1 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象. 从该时刻起 ( )
A.经过 0.35 s 时,质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离 B.经过 0.25 s 时,质点 Q 的加速度大于质点 P 的加速度 C.经过 0.15 s,波沿 x 轴的正方向传播了 3 m D.经过 0.1 s 时,质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向 典例研析 类型三：波的多解性问题 【例 2】 一列简谐横波沿 x 轴传播,如图甲、 乙所示分别为传播方向上相距 3 m 的两质点的振动 图象,则波的传播速度大小可能为 ( ) A.30 m/s B.20 m/s C.15 m/s D.5 m/s
基础整合：
1.微平移法:沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移,然后由两条波形曲线来判断. 2.“上、下坡”法 沿着波的传播方向看,上坡的点向下振动,下坡的点向上振动.即“上坡下、下坡上”. 3.逆向描迹法 逆着波的传播方向用铅笔描波形曲线,笔头向上动,质点的振动方向向上,笔头向下动,质 点的振动方向就向下. 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. 当用质点振动方向来判断波的传播方向时,仍应用上述方法,只不过是上述方法的逆向思 维.
【自主学习】
典例研析 类型一：波的传播过程及特点 【例 1】图 1 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 出)， 其中点 12 的位移为零,向上运动, 点 9 的位移达到最大值. 图1 (1)试在图 c 中画出再经过 3/4 周期时 点 3、4、5、6 的位置和速度方向,其 他点不必画.(图 c 的横、纵坐标与图 a、b 中完全相同) (2)试画出从图 1 某时刻开始经 T/2 时 的绳波形状,在绳波上标出质点 3、 9、 15 的位置. (3)由图 1 某时刻开始一段时间后再 出现图 2 所示的绳波形状， 你能推测 这段时间与质点振动周期的关系吗？
基础整合
只考单一方向 传播
针对训练 3-1 在图所示的图象中,实线是一列简谐横波在某一时刻沿+x 的图象，经过 t=0.2 s 后这列波的 图象如图中虚线所示.求这列波的波速.
Hale Waihona Puke 典例研析 类型四：干涉图象的应用问题
【例 4】如图表示两个相干波源 S1、S2 产生的波在同一种均匀介质中相遇.图中实线表示波峰, 虚线表示波谷,c 和 f 分别为 ae 和 bd 的中点,则： (1)在 a、b、c、d、e、f 六点中，振动加强的点 是 .振动减弱的点是 . (2)若两振源 S1 和 S2 振幅相同,此时刻位移为零的 点是 . (3)画出此时刻 ace 连线上,以 a 为原点的一列完整 波形,标出 ce 两点. 基础整合 波特有的现象 1.波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件: . (2)现象:两列波相遇时,某些区域振动总是 ,某些区域振动总是 ,且加强区和 减弱区互相间隔. (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说,凡到两波源的路程差为一个波长 时, 振动加强;凡到两波源的路程差为半个波长的 时,振动减弱. 针对训练 4-1 两列相干波在同一水平面上传 播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示.图中 M 是波峰 与波峰相遇点,是凸起最高的位置之一.回答下列问题：
A．女同学从 A 向 B 运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从 E 向 D 运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在 C 点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在 C 点向左运动时，她感觉哨声音调变低 基础整合 3.多普勒效应 (1)由于 的现象叫多普勒效应. (2)注意:波源的频率不变,只是观察者接收到的波的频率发生变化. 如果二者相互接近,观察者接收到的频率 ; 如果二者相互远离,观察者接收到的频率 针对训练： 1、 （2011 苏北四市第一次调研）关于声波和光波，以下叙述正确的是（ ） A．声波和光波均为横波 B．声波和光波都能发生干涉、衍射现象 C．波速、波长和频率的关系式 v f ，既适用于声波也适用于光波 D．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同 2、 （2010 泰州第三次调研）下列说法中正确的是 A．同一弹簧振子在空间站和在地面上的振动周期相同 B．单摆的摆长增大后，简谐运动的频率会变小 C．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动 D．纵波在传播过程中，质点能随波的传播而迁移 3、 （2010 启东考前辅导）如图为—列在均匀介质中传播的简谐横波在 t=4s 时刻的波形图，若 已知振源在坐标原点 O 处，波速为 2m／s，则( ) A．振源 O 开始振动时的方向沿 y 轴正方向 B．P 点振幅比 Q 点振幅小 C．再经过∆t=4s，质点 P 将向右移动 8m D．再经过∆t=4s，质点 Q 通过的路程是 0．4m 4、 （2010 苏北三模）如图所示,Sl、S2 是两个水波波源,某时刻它们 形成的波峰和波谷分别用图中实线和虚线表示.下列说法中正确的 是（ ） A.两列波的波长一定不同 B.两列波的频率可能相同 C.两列波叠加不能产生干涉现象 D.B 点的振动始终是加强的 5、 （2010 镇江考前模拟）如图为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由 0 点从左向右传播 的图像，屏上每一小格长度为 1cm。在 t＝0 时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。