(完整版)机械波习题及答案

图 7-32-2
振动方向是：a 向下，b 向上，c 向上，d 向下，e 向下.可见 a、 d、e、具有相同的运动方向，b、c 具有相同的运动方向，故答 案 BC 是正确的。
【例 3】一列波在介质中向某一方向传播，如图 7-32-3 所 示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在 M、N 之间，已知此波的周
⑵若波速为 280m/s, 其传播方向如何?此时
质点 P 从图中位置运动 至波谷位置的最短时间
是多少?
图 7-32-4
【解析】⑴题目没有指明波传播方向，因此有左、右传播
方向两种可能性。
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若波向右传播，则在△ t =t2+t1=0.05s 内传播的距离△ s =(n+1/4)λ，n=0，1，2，…。此时波速的通式为 v 右=△s /△t= (n+1/4) ×8/0.05=(160n+40)m/s，n=0，1，2，…。
中形成简谐波，其波动图象为正弦或余弦曲线.
六、由波的图象可获取的信息
⑴该时刻各质点的位移.
⑵质点振动的振幅 A．
⑶波长.
⑷若知道波的传播方向，可判断各质点的运动方向.如图
7-32-1 所示，设波向
右传播，则 1、4 质
点沿-y 方向运动；2、
3 质点沿+y 方向运
动.
⑸若知道该时
刻某质点的运动方
图 7-32-1
波的形式 传播 波的图象
△考纲要求△
认识机械波及其形成条件，理解机械波的概念，实质及特 点，以及与机械振动的关系；
理解波的图像的含义，知道波的图像的横、纵坐标各表示 的物理量.能在简谐波的图像中指出波长和质点振动的振幅，会 画出某时刻波的图像
☆考点透视☆
一、机械波 ⑴机械振动在介质中的传播形成机械波. ⑵机械波产生的条件：①波源，②介质. 二、机械波的分类 ⑴)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波. 横波有波峰和波谷. ⑵纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 叫纵波.纵波有疏部和密部. 三、机械波的特点 (1)机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自的平衡 位置附近振动，并不随波迁移. ⑵介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和 频率相同 ⑶离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动 ⑷所有质点开始振动的方向与波源开始振动的方向相同。 四、波长、波速和频率的关系 ⑴波长：两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总 是相等的质点间的距离叫波长. 振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长，对 于横波：相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一 个波长.对于纵波：相邻的两个密部中央或相邻的两个疏部中央 之间的距离等于一个波长. ⑵波速：波的传播速率叫波速.机械波的传播速率只与介质 有关，在同一种均匀介质中，波速是一个定值，与波源无关. ⑶频率：波的频率始终等于波源的振动频率. ⑷波长、波速和频率的关系：v=λf=λ/T 五、波动图像 波动图象是表示在波的传播方向上，介质中各个质点在同 一时刻相对平衡位置的位移，当波源做简谐运动时，它在介质
【例 2】一列横波水平方向传播，某一时刻的波形如下图 7-32-2 所示，则图中 a、b、c、d 四点在此时刻具有相同运动方
向的是( ) A．a 和 c B．a 和 d C．b 和 c D．b 和 d 【解析】若波向
右传播，则各质点的
振动方向是：a 向上， b 向下，c 向下，d 向 上，e 向上；若波向 左传播，则各质点的
若波向左传播，则△t=0.05s 内传播的距离△s=(n+3/4)λ， n=0、1、2…。此时波速通式为：v 左=△s /△t= (160n+120)m/s， n=0，1，2…。
⑵若波速 v=280m/s，在△t =0.05s 内传播的距离为△s =v·△ t=280×0.05=14(m)=7λ/4.由波形知，波再向左传△s =7m，则 P 点第一次到达波谷位置△t’=7/280=2.5×10-2s
/4 【解析】因为此时 Q 质点向下振动，且此时 Q 质点右方邻
近质点在 Q 点下方，说明波向左传播，所以 N 是波源，振动从
N 点传播到 M 点，经过一个周期，又 P、N 间水平距离为 3λ/4， 故 P 质点已振动 T /4，选项 C 正确.
【例 4】一列简谐波在 x 轴上传播，其波形图如图 7-32-4 所示，其中实线，虚线分别表示 t1=0，t2=0.05s 时的波形， 求⑴这列波的波速
波的传播方向平移 Δx=vΔt
◎命题趋势◎
有关机械波的内容近年经常在选择题中出现，尤其是波的 图象以及波的多值解问题常常被考生忽略。
※典型例析※
【例 1】关于机械波，下列说法中正确的是( ) A．质点振动方向总是垂直于波的传播方向 B．简谐波沿长绳传播时，绳上相距半个波长的两质点的振 动位移总是相同 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．在相隔一个周期的两个时刻，同一介质点的位移、速度 和加速度总相同 【解析】波有纵波和横波两种，由于横波的质点振动方向 总是与波的传播方向垂直，而纵波的质点振动方向与波的传播 方向平行，所以选项 A 是错误的。 由于相距半个波长的两质点振动的位移大小相等，方向相 反，所以选项 B 是错误的。 机械振动，并不沿着传播方向移动，所以选项 C 是错误的。 相隔一个周期的两个时刻，同一介质质点的振动状态总是 相同的，所以选项 D 正确.
向，可判断波的传播
方向.如图 7-32-1 中若质点 4 向上运动，则可判定该波向左传播.
⑹若知波速 v 的大小。可求频率 f 或周期 T，即 f=1/T=v/
λ.
⑺若知 f 或 T，可求波速 v，即 v=λf=λ/T
⑻若知波速 v 的大小和方向，可画出后一时刻的波形图，
波在均匀介质中做匀速运动，Δt 时间后各质点的运动形式，沿
期为 T，Q 质点速度 方向在波形图中是
向下的，下列说法中
正确的是( ) A．波源是 M，
图 7-32-3
由波源起振开始计时，P 点已经振动时间 T
B．波源是 N，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间 3 T
/4 C．波源是 N，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间 T /4 D．波源是 M，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间 T