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第十二章 机械波预习案(田8)

第十二章 机械波预习案(田8)
第十二章 机械波预习案(田8)

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.能够区分横波和纵波,知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。

2.知道什么是机械波和机械波形成的条件。

3.理解机械波的形成过程及传波规律。

4.知道波是传播振动形式、能量和信息的一种方式。

【学习任务】

一、阅读课本23页到24页回答下面的问题:

1.绳子的一端振动后,为什么后面的质点能被带动着运动起来?如果将丝带剪断,后面的质点还能运动吗?

2.绳子上凹凸相间的波形是怎样产生的?相邻质点间振动的先后顺序怎样?各质点相继开始振动的方向怎样?

3.在绳波形成的过程中,绳子上的质点是否随波向远处迁移?

4.如果波源停止了振动,那么由它所引起的波是否也会立即停止?

5.分析绳波中各质点的振动方向和波的传播方向,从而说明什么叫做横波?

二、阅读课本25页“横波和纵波”部分,回答下面的问题:

1.水平放置的弹簧上疏密相间的波是怎样产生的?

2.分析水平弹簧波中各质点的振动方向和波的传播方向,从而说明什么叫做纵波?

3.弹簧波传播的过程中,质点是否沿波的传播方向迁移?

4.什么叫做波峰、波谷?什么叫做疏部、密部?

三、阅读课本25页“机械波”部分,回答下面的问题:

1.什么叫做机械波?机械波的形成条件是什么?

2.小结机械波的特点。

3.谈谈机械波的传播与质点振动的区别。

【自主检测】

1.机械波在传播过程中,下列说法正确的是【】

A.各质点都在各自的平衡位置附近振动

B.各质点在振动的同时,还要随波一起向前传播

C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点的振动

D.介质中每一个振动质点都是重复波源的振动,做受迫振动

2.下列说法中正确的是【】

A.机械波的传播方向就是波中各质点的振动方向

B.机械波的传播方向就是振动能量传递的方向

C .振动是波的成因,波是振动的传播

D .波不但能传递能量也能传递信息

3.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是【 】 A .振动是波的成因,波是振动的传播

B .振动是单个质点呈现的运动现象,波是许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 .波源停止振动时,波立即停止传播

【课堂例题】

1.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形

状,对此时绳上a 、b 、c 、d 四个质点【 】

A .它们的振幅相同

B .a 、b 两个质点的速度方向相同

C .b 、c 两个质点的速度方向相同

D .从此时算起,质点c 比d 先回到平衡位置

2.图为水波传播的先后两个时刻的情景,试比较两图中水波的传播情况与水面上树叶的位置,可以得出的结论是 。

【学后反思】

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.能够通过描点的方法作出波的图象,理解波的图象的物理意义,并能从中获取波的信息。

2.知道什么是简谐波?知道简谐波的图象是一条正弦曲线。

3.能够区分振动图象与波动图象不同的物理意义。

4.能从某一时刻的波的图象和波的传播方向正确得出各振子的运动特征。

5.能从某一时刻的波的图象和波的传播方向,正确画出下一时刻和前一时刻的波的图象。

【学习任务】

一、阅读教材27页第一、二、三自然段,回答下面的问题:

1.在平面直角坐标系中,要画出波的图象,横、纵坐标应分别表示什么物理量?怎样得到波的图象?

2.横波的图象与波的形状有何区别?

3.波的图象表示了怎样的物理意义?

二、阅读教材27页其余部分,回答下面的问题:

1.什么样的波叫简谐波?

2.简谐波的图象是正弦曲线,简谐运动的图象也为正弦曲线,谈谈波动图象与振动图象主要有什么异同?

3.思考与讨论:从波的图象可获取哪些信息?

【自主检测】

1.振源A带动细绳振动,某时刻形成的横波波形如图甲所示,则在波传播到细绳上一点P时,开始计时,下列四个图形中能表示P点振动图象的是【】

2.课本第28页问题与练习第2题

3.课本第28页问题与练习第4题

1.图为一列沿x 轴正方向传播的简谐波在某个时刻的波形图,下列关于该列波的说法中正确的是【 】

A .该简谐波的振幅是4cm

B .质点P 此时受到的回复力的方向向上

C .质点P 此时向y 轴的负方向运动

D .质点P 此时的加速度方向沿y 轴的负方向

2.如图甲表示一列简谐波在介质中传播时,某一质点M 的振动图象,请你在乙图中作出这列简谐波在t =0时刻向+x 方向传播的波形图,要求质点M 画在坐标原点上。

【学后反思】

-

甲 o

y /cm

x /cm 乙

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.知道什么是波的波长,能在波的图象中求出波长。

2.知道什么是波传播的周期(频率),理解各质点振动周期与波源振动周期的关系。

3.知道波速的物理意义,理解波长、周期(频率)和波速之间的关系,能用它解决实际问题。

4.理解周期(频率)、波速的决定因素,知道波由一种介质进入另一种介质时,哪个物理量变化了,哪个物理量没变化。

5.利用v=λf分析和解答波的传播问题。

【学习任务】

一、阅读教材29页第一、二、三自然段,结合课本24页图12.1-3

1.理解课本中是怎样定义波长的?还可以怎样定义?

2.在纵波中一般如何找波长?

二、阅读教材其余部分,完成以下问题:

1.什么是波的周期与频率,它与波源的周期、频率是什么关系?

2.什么叫波速?波形向前平移的速度等于波速吗?能否利用教材图12.1-3说明为什

么v=λT。

3.波速、频率的决定因素分别是什么?一列波从一种介质传入另一种介质时,波速、频率、波长如何变化?

4.如果说周期显示出波动过程时间的周期性,那么波长显示出波动过程什么的周期性?

5.如何计算波速的大小?

【自主检测】

1.下列关于波长的各种叙述中正确的是【】

A.一个周期内,传播波的介质中的质点通过的路程

B.一个周期内,沿的传播波方向上振动在介质中传播的距离等于波长

C.在波的传播波方向上,两个相邻的振动方向总是相同的质点间的距离等于波长D.纵波中,两个密部(或疏部)间的距离一定为波长的正整数倍

2.一列简谐波在第一种介质中的波长为λ1,进入第二种介质中的波长为λ2,且λ2=4λ1,,那么这列波在这两介质中的频率f1: f2比和波速比v1 : v2分别为【】A.4 :1,1 :1 B.1 :1,4 :1

C.1 :1,1 :4 D.1 :4,1 :1

3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,0时刻的

波形如图中实线所示,t时刻的波形如图中的虚线所

示,已知波速为30m/s,则t可能为多少?

【课堂例题】

1.如图所示,沿波的传播方向上有两个相距为1m的质点P和

P Q Q,当P达到负最大位移处时,Q正好处于平衡位置且向上运动。那

么这列波的波长可能为多少?

2.课本30页例题2

【学后反思】

编写人 田素云 审核人 田素云

【学习任务】

一、复习以下问题:

1.波长的确定方法有哪些?

2.波长、波速、频率的关系怎样?它们各由哪些因素决定? 3.怎样画下一时刻的波形图? 二、思考与讨论:

1.造成波的多解问题的主要因素有哪些?

【自主检测】

1.一列简谐波上两质点P 、Q 的振动图象如图所示,P 、Q 相距30m 。 求:(1)若P 质点距振源近,求波速? (2)若Q 质点距振源近,求波速?

2.在xOy 平面内有一列沿x 轴正方向传播的横波,波

速为1m/s ,振幅为4cm ,频率为2.5Hz 。在t =0时刻,P 点

位于其平衡位置上方最大位移处(如图所示),则距P 为0.2m 的Q 点【 】 A .在0.1s 时的位移是4cm B .在0.1s 时的速度最大 C .在0.1s 时的速度向下

D .在0~0.1s 时间内的路程是4cm

3.如图所示,波源S 从平衡位置开始上下(y 轴方向)振动,产生的简谐波向右传播,经过0.1s 后,P 点开始振动,已知SP=2m ,若以P 点开始振动时刻作为计时的起点,下图为P 点的振动图象,则下列说法正确的是【 】

A .波源S 最初是向上振动

B .该简谐波的波速为20m/s

C .该波的周期为0.4s

D .该波的波长为4m

t /s y /cm

y

/cm

1.如图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6m/s ,P 质点的横坐标x =0.96m ,从图中状态开始计时,求: (1)经过多长时间,P 点第一次达到波谷? (2)经过多少时间,P 点第二次出现波峰?

(3)P 点刚开始振动时,运动方向如何?

2.如图所示,S 为上下振动的波源,频率为100Hz ,所产生的简谐波分别沿水平方向左右传播,波速为80m/s ,在波的传播方向上有P 、Q 两点,已知SP =17.4m ,SQ =16.2m 。则当S 通过平衡位置上下振动时【 】

A .P 在波峰,Q 在波谷

B .P 、Q 都在波峰

C .P 在波谷,Q 在波峰

D .P 、Q 都在平衡位置

【学后反思】

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.知道波面和波线,以及波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射

2.知道波发生反射现象时,反射角等于入射角,知道反射波的频率,波速和波长与入射波相同

3.知道折射波与入射波的频率相同,波速与波长不同,理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同,掌握入射角与折射角的关系

4.了解惠更斯原理的含义,理解惠更原理对反射和折射的解释过程。

【学习任务】

一、阅读教材32页第一、二自然段,举例说明机械波也具有反射现象。

二、阅读教材“波面和波线”部分,回答以下问题:

1.什么是波面和波线?

2.什么叫平面波?什么叫球面波?

3.以平面波和球面波为例说明波线和波面有什么关系?

三、阅读教材“惠更斯原理”部分,完成以下问题:

1.惠更斯原理的内容是什么?谈谈你对惠更斯原理的理解。

2.请用惠更斯原理解释波的传播。

四、阅读教材“波的反射”部分,回答以下问题:

1.什么叫做波的反射?波的反射遵从什么规律?

2.请用惠更斯原理解释波的反射现象。

五、阅读教材“波的折射”部分,回答以下问题:

1.什么叫做波的折射?波的折射遵从什么规律?

2.请用惠更斯原理解释波的折射现象。

3.什么叫做折射率?

【自主检测】

1.下列哪些现象不属于反射现象【】

A.回声

B.夏日雷声轰鸣不绝

C.水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变

D.在空房中讲话感到声音更响

2.课本36问题与练习第2题

3.某列波以60的入射角从甲媒质射到乙媒质的界面上同时发生反射和折射,若反射线与折射线成900角,波在乙媒质中的波速为1.2x105km/s,求波在甲媒质中的速度是多少?

【课堂例题】

1.一条笔直的高速公路与一山崖平行,一辆小汽车以40m/s的速度沿高速路行驶,小汽车鸣笛后继续行驶5s时间,司机刚好听到从山崖反射回来的回声,则高速公路距山崖多远?(声速取340m/s)

2.课本36问题与练习第3题

【学后反思】

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.通过观察实验,感知什么是波的衍射?知道发生明显的衍射现象的条件。

2.知道衍射是波特有的现象。

3.理解惠更斯原理对衍射现象的解释。

4.能够用衍射规律解释有关物理现象。

【学习任务】

一、阅读教材37页第一、二自然段,完成以下问题:

1.什么叫做波的衍射?

2.想一想,你见过的哪些现象是波的衍射现象?

二、阅读教材37、38页观察演示实验回答下列问题:

1.保持水波波长不变,改变狭缝宽度。通过实验可以看到什么现象?

2.保持狭缝宽度不变,改变水波波长。通过实验又可以看到什么现象?

3.通过以上实验可得出怎样的结论?

三、阅读教材其余部分,完成以下问题:

1.发生明显的衍射现象的条件是什么?“绕过障碍物”的含义是什么?

2.谈谈你对产生明显的衍射现象的条件的理解。能说是产生衍射现象的条件吗?

3.请用惠更斯原理解释波的衍射现象。

【自主检测】

1.下列说法正确的是【】

A.波的衍射现象是所有波共有的现象

B.频率相同的声波在空气中和水中相比,在水中更容易发生明显的衍射现象

C.只有横波才能发生明显的衍射现象,而纵波不能

发生Array D.波长越大的波越容易发生明显的衍射现象

2.如图所示是观察水面波衍射的实验装置,AC和

BD是两块挡板,BC是一个孔,O是波源,图中已画出波

源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)

之间距离表示一个波长。则波经过孔之后的情况,下述描

述正确的是【】

A.此时能观察到明显的波的衍射现象

B.挡板前后波纹间距离相等

C.如果将孔BC扩大,有可能观察不到明显的衍射现象衍射现象

D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察衍射现象

3.关于惠更斯原理对波通过狭缝时的衍射现象的解释,下列叙述中正确的是

【】

A.波遇到的缝的尺寸较波长大得多时,狭缝处子波源的波面的包络面的形状仍与原波源的波面相近

B.波遇到的缝的尺寸较波长相近时,狭缝处子波源的波面的包络面以缝为中心,与原波源的波面形状差别较大

C.狭缝处子波源的波面的包络面与原波源的波面形状相近,衍射现象明显

D.狭缝处子波源的波面的包络面偏离原波源的波面越明显,即衍射现象越明显4.我们站在大柱子后面能听到前面人说话的声音,而太阳光照到大柱子上却在后面形成了影,为什么?设想光波的波长与声波一样长,还有影子和黑暗吗?我们的生活将会怎样?

【课堂例题】

1.课本38页问题与练习第2题

2.如图所示,A、B、C是水波通过一个

相同的孔传播的照片,则由照片可知,______

情况中水波的频率最大;______情况中水波的

频率最小。

【学后反思】

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.知道什么叫做波的叠加和叠加规律。

2.通过实验,认识波的干涉现象和干涉图样。

3.理解波的干涉原理及产生稳定的干涉现象的条件。

4.知道干涉也是波特有的现象。

【学习任务】

一、阅读教材39页“波的叠加”部分,回答以下问题:

1.两个运动的小球相遇后会发生碰撞而各自改变运动状态,那么空间传播的两列波相遇后又会发生什么现象呢?是否也会像两小球那样各自改变其运动状态呢?

2.两列波相遇前,各自的传播情况怎样?

3.两列波相遇时,发生了什么现象?

4.两列波相遇后,波的传播情况又怎样?

5.简述波的独立传播性原理和波的叠加原理。

二、阅读课本39页“波的干涉”部分,回答以下问题:

1.产生干涉的条件是什么?稳定的干涉图样及其特点怎样?

2.你对稳定的干涉图样中的“稳定”如何理解?“振动加强点”是指位移始终最大吗?“振动减弱点”又指什么?加强区域和减弱区域的位移是否变化?怎样变化?

3.干涉区域内振动加强点还是振动减弱点的条件是什么?

【自主检测】

1.两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的绳波如图所示,在相遇的某一时刻,两列波“消失”,此时图中a、b质点的振动方向是【】

A.a向上,b向下

B.a向下,b向上

C.a、b都静止

D.a、b都向上

2.关于波的干涉现象,下列说法中正确的是【】

A.两列波在相遇的区域内,一定能发生干涉现象

B.两列波相互干涉是波叠加的结果

C.频率不同的两列波叠加时,不可能发生干涉现象

D.只有频率相同的两列波相遇时,才可能形成干涉图样

3.两列相干波在空间相遇,以下说法正确的是【】

A.振动加强区域内质点的位移始终最大

B.振动加强区域内的介质质点,在任何时刻一定比振动减弱区域内的介质质点位移大

C .振动加强区域内的介质质点有时在平衡位置

D .振动减弱区域内的介质质点的振幅随时间变化

4.如图所示,在同一均匀媒质中有S 1、S 2两个波源,这个波源的频率、振动方向均相同,且振动的步调完全一致,S 1、S 2之间相距两个波长,D 点为S 1、S 2连线中点,今以D 点为圆心,以R=DS 1为半径画圆,问在该圆周上(S 1、S 2两波源除外)共有几个加强点?

【课堂例题】

1.一个波源在绳的左端发出半个波①,频率为f 1,振幅为A 1;同时另一波源在绳的右端发出半个波②,频率为f 2,振幅为A 2;P 为两波源的中点,如图所示,则下列说法中正确的是【 】 A .两列波同时到达P 点

B .两列波相遇时,P 点振幅可达A 1+A 2

C .两列波相遇后,各自仍保持原来的波形独立传播

D .两列波相遇后,绳上的波峰可达A 1+A 2的点只有一点,此点在P 点的左端

2.如图所示,S 1、S 2是两个相干波源,它们振动同步

且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的

波的波峰和波谷。关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点,下列

说法中正确的有【 】

A .该时刻a 质点振动最弱,b 、c 质点振动最强,d 质点振动既不是最强也不是最弱

B .该时刻a 质点振动最弱,b 、c 、d 质点振动都最强

C .a 质点的振动始终是最弱的, b 、c 、d 质点的振动始终是最强的

D .再过T /4后的时刻a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置,因此振动最弱

【学后反思】

P

编写人田素云审核人田素云

【学习目标】

1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。

2.知道什么是多普勒效应?

3.知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的。

4.能运用多普勒效应解释一些物理现象。

【学习任务】

一、阅读教材一、二、三自然段回答以下问题:

1.什么是多普勒效应?

2.观察者静止时接收到的波的频率和波源的频率是一样吗?

3.当波源不动,观察者运动时,观察者接收到的频率会改变吗?怎样改变?

4.当观察者不动,波源运动时,观察者接收到的频率会改变吗?怎样改变?

5.小结多普勒效应的规律。

6.想象你以声波的速度随同某一个波峰一起远离波源,会是什么情景?

二、阅读教材其余部分,谈谈多普勒效应在生活实际中有哪些应用?

【自主检测】

1.关于多普勒效应,下列说法正确的是【】

A.只有机械波才能发生多普勒效应

B.不仅机械波,一切波都会发生多普勒效应

C.多普勒效应的发生是因为观察者接收到的振幅发生了变化

D.多普勒效应的发生是因为观察者接收到的频率发生了变化

2.如图所示,由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形,实线为波峰,虚线为波谷,设波源频率为20 Hz,且不运动,而观察者在1s内由A运动到B,则观察者接收到个完全波。波速为340m/s,则要让观察者完全接收不到波,他每秒要运动m。

【课堂例题】

1.下列关于多普勒效应的说法,正确的是【】

A.只有声波才能发生多普勒效应

B.当观察者靠近声源时,听到声音的音调升高,说明声源的频率升高了

C.当声源和观察者同时以相同的速度向同一方向运动时,不会发生多普勒效应D.火车离站时,站台上的旅客听到火车的汽笛音调降低

2.当人听到的声音的音调在不断降低,可能的原因是【】

A.声源与人均静止,声源的振动频率在逐渐减小

B.人静止,声源的振动频率不变,但声源在匀速远离人C.人静止,声源的振动频率不变,但声源在匀加速远离人D.声源位置不动,人在匀速远离声源

2021江苏新高考物理一轮复习讲义:第十四章 第2讲 机械波 (含答案)

第2讲机械波 一、机械波 1.形成条件 (1)有发生机械振动的波源. (2)有传播介质,如空气、水等. 2.传播特点 (1)传播振动形式、传播能量、传播信息. (2)质点不随波迁移. 3.机械波的分类 (1)横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,有波峰和波谷. (2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,有疏部和密部.4.机械波的描述 (1)波长(λ):在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离. ①在横波中,两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长. ②在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长. (2)频率(f):波的频率等于波源振动的频率. (3)波速(v):波在介质中的传播速度,由介质本身的性质决定. (4)波长、频率(或周期)和波速的关系:v=λ T=λf. 5.波的图象 (1)坐标轴:横坐标表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标表示某时刻各个质点离开平衡位置的位移.

(2)意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开平衡位置的位移. 自测 1(2019·北京市丰台区第二次模拟)如图1所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播.某时刻波上质点P正通过平衡位置,经过一段时间,波向前传播了距离d,P点第一次到达波谷,则该横波的波长为()

图1 A .4d B.d 4 C.4d 3 D.3d 4 答案 A 解析 由波形图可知,t =0时刻P 点在平衡位置向下振动,当P 点第一次到达波谷时经过的 时间为T 4,则波向前传播λ4,即λ4 =d ,解得λ=4d ,故A 正确. 二、波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1.波的干涉和衍射 2.多普勒效应 (1)条件:声源和观察者之间有相对运动(距离发生变化); (2)现象:观察者感到频率发生变化; (3)实质:声源频率不变,观察者接收到的频率变化.

人教版高中物理选修3-4第十二章 机械波测试含答案和详细解析

绝密★启用前 2020年秋人教版高中物理选修3-4第十二章机械波测试 本试卷共100分,考试时间120分钟。 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.6 s时的波形图,波的周期T>0.6 s,则 () A.波的周期为2.4 s B.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动 C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 m D.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置 2.如图所示,S1、S2是两个步调完全相同的相干波源,其中实线表示波峰,虚线表示波谷.若两列波的振幅均保持5 cm不变,关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的是() A.d点始终保持静止不动 B.图示时刻c点的位移为零 C.b点振动始终加强,c点振动始终减弱

D.图示时刻,b、c两点的竖直高度差为10 cmE.a点振动介于加强点和减弱点之间 3.如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图,若此时质点P正处于加速运动过程中,则此时() A.质点Q和质点N均处于加速运动过程中 B.质点Q和质点N均处于减速运动过程中 C.质点Q处于加速运动过程中,质点N处于减速运动过程中 D.质点Q处于减速运动过程中,质点N处于加速运动过程中 4.如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的图形,则质点P刚开始振动时的方向和波性质,下列判断正确的是() A.向上、横波 B.向下、横波 C.向左、纵波 D.向右、纵波 5.周期为2.0 s 的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图象如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波() A.沿x轴正方向传播,波速v= 20 m/s B.沿x轴正方向传播,波速v=10 m/s

第十四章机械波作业及参考答案

第十械波 一. 选择题 [C] 1.(基础训练1)图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图,则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A) ]31 )2(cos[01.0π + -π=t y P (SI). (B) ]31 )2(cos[01.0π++π=t y P (SI) . (C) ]31 )2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI). (D) ]3 1 )2(2cos[01.0π--π=t y P (SI). 【提示】由t=2s 波形,及波向X 轴负向传播,波动方程 })2[(cos{0 ?ω+-+ -=u x x t A y ,?为P 点初相。以0x x =代入。 [C] 2.(基础训练4)一平面简谐波在弹性媒质中传播,在某一瞬时,媒质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量是() (A) 动能为零,势能最大. (B) 动能为零,势能为零. (C) 动能最大,势能最大. (D) 动能最大,势能为零. 【提示】在波动的传播过程中,任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同,在平衡位置,动能最大,势能最大。 [D] 3.(基础训练7)在长为L ,一端固定,一端自由的悬空细杆上形成驻波,则此驻波的基频波(波长最长的波)的波长为 (A) L . (B) 2L . (C) 3L . (D) 4L . 【提示】形成驻波,固定端为波节,自由端为波腹。波长最长, 4 L λ =。 [D] 4.(自测提高3)一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播,在t = t '时波形曲线如图14-24所示.则坐标原点O 的振动方程为 (A) ]2 )(cos[π + '-=t t b u a y . (B) ]2)(2cos[π -'-π=t t b u a y . (C) ]2 )(cos[π +'+π=t t b u a y . 图14-24

大学物理7章作业上课讲义

大学物理7章作业

第七章机械波 一. 选择题 1. 机械波的表示式为(SI),则 (A) 其振幅为3m (B) 其波速为10m/s (C) 其周期为1/3s (D) 波沿x轴正向传播 2. 一平面简谐波沿x轴正向传播,时波形图如图 示,此时处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) π/2 (D) - π/2 3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波,在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3,则这两点相距 (A) 2m (B) 21.9m (C) 0.5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播,某瞬时介质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量为 (A) 动能最大,势能为零 (B) 动能为零,势能最大 (C) 动能为零,势能为零 (D) 动能最大,势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播,下述各结论哪个是正确的? (A) 介质质元的振动动能增大时,其弹性势能减小,总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化,但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同,但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇,S1到P点的距离是r1,S2到P点的距离是r2,则P点干涉极大的条件是 (A)

(B) (C) (D) 7. 两相干波源S1和S2相距λ/4(λ为波长),S1的相位比S2的相位超前,在S1、S2连线上,S1外侧各点(例如P点)两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大,有些点干涉极小 (D)无法确定 8. 在波长为λ的驻波中,任意两个相邻波节之间的距离为 (A) λ (B) 3λ/4 (C) λ/2 (D) λ/4 二. 填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m,传播速度时340m/s,当它进入另一种介质时,波长变成了0.37m,则它在该介质中的传播速度为__________________. 10. 平面简谐波沿x轴正向传播,波动方程为,则处质点的振动方程为_________________,处质点与处质点振动的相位差为_______. 11. 简谐波沿x轴正向传播,传播速度为5m/s ,原点O振动方程为 (SI),则处质点的振动方程为_____________________. 12. 一平面简谐波周期为2s,波速为10m/s,A、B是同一传播方向上的两点,间距为 5m,则A、B两点的相位差为_______________. 13. S1、S2是两个相干波源,已知S1初相位为,若使S1S2连线中垂线上各点均干涉

第15章 机械波

第15章 机械波 一. 填空题选择题: 1、一声纳装置向海水中发出超声波,其波的表达式为: (SI) 则此波的频率ν =_______,波长λ = _______, 海水中声速u =_________。 2、横波以波速u 沿x 轴负方向传播。t 时刻波形曲线如图。则该时刻( ) (A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零 3、一平面简谐波,波长为12m ,沿x 轴负向传播,图示为x=1.0m 处质点的振动曲线,求此波的波动方程____________________________ 4. 已知一平面简谐波的波动表达式为]2/6cos[3πππ++=x t y (SI),则正确的是( ) (A) 其波速为2m/s (B )其波速为1/6m/s (C)其频率为πHz (D )其频率为1.5Hz 5. 平面简谐波以波速u 沿x 轴正向传播,波长为 λ。已知: 在x 0=λ/4 处的质元的振动表达式为y (x 0,t )=A cos ωt 。写出波函数________________ 6.汽笛的频率为ν,当火车以速率v 通过车站上的静止观察者身边时,观察者所接收到的笛声频率的变化为多大______________________________________ (已知声速为u ) 7. 如果在固定端0x = 处反射的反射波方程是2 cos 2()x y A t πνλ =- 设反射波无能量损失,那么,入射波的方程式是___________________________________. 8、一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播,O 为坐标原点,已知P 点的振动方程为 )2201014.3cos(102.153x t y -??= -

大学物理第二章 机械波

151 第2章 机械波 一.基本要求 1.理解机械波产生的机制和波动的特征。 2.掌握简谐波的概念以及描述简谐波的物理量:波长、周期、波速和相位。 3.掌握波函数的建立过程,能根据任一点的振动方程写波函数,并理解波函数的物理意义.掌握振动曲线和波形曲线的区别和联系,能够从波形曲线获取有关信息。 4.理解波的能量以及与能量有关的物理量:能量密度、波的强度.掌握振动的能量和波的能量的差异。 5.了解惠更斯原理,并能用它解释波的衍射、反射和折射。 6.掌握波的迭加原理,特别波的干涉,以及干涉的特例——驻波。 7.掌握多普勒效应。 二.内容提要和学习指导 (一)机械波的基本概念 1.定义:机械振动在弹性媒质中传播形成机械波。 2.产生的条件:①产生振动的波源;②传播振动的弹性媒质; 3.分类:①按振动方向分为:纵波和横波;②按波面形状分为:平面波、球面波和柱面波等;③按频率分为:次声波(ν<20Hz)、声波(20Hz <ν<2?104Hz)、超声波(ν>2?104Hz);④按波源是否谐振分为:简谐波和非简谐波。 (二)波动的描述 1.描述波的基本物理量: (1)波的周期T (频率ν、圆频率ω):1/2/T νπω==,波场中各质元振动的周期,由波源决定,与介质无关,它反应波在时间上的周期性............。 (2)波速u :单位时间内振动所传播的距离.它决定于介质的弹性性质和介质的密度,与波源无关.值得注意的是:波速与质元的振动速度是两个不同的概念;(理想的流体中只能传播纵波,其波速ρ/K u = ;固体中横波的波速ρ/G u =,纵波的波速 ρ/E u =;柔软的轻绳中只能传播横波,其波速μ/T u =); (3)波长uT λ=:沿波的传播方向两个相邻同相点之间的距离,或者说波在一个周期内向前传播的距离.它反应波在空间上的周期性............ . (4)波的相位:设0x =处的质元在t 时刻的振动相位是0t ωφ+,波沿x 轴正(反) 向传播,则位于x 处的质元在t 时刻的振动相位为0(/)t x u φωφ=+ ; 2.波动的几何描述:①波线:表示波的传播方向的直线或曲线;②介质中位相相同的点构成的面叫等相面,位置在波的最前方的等相面称为波前或波面;③在各向同性均匀介质中,波线与波面正交;④沿波线单位长度上完整波的个数称为波数,2/k πλ= 称为角波 数,2/k n πλ= 称为波矢量(n 是沿波传播方向的单位矢量); 3.波动的解析函数描述: (1)平面波的微分方程 0122222=??-??t u x ξ ξ,其解满足叠加原理。应用动力学的规律,

第十四章 机械波 作业答案

第十四章 机械波 一. 选择题 [C] 1.(基础训练1)图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图,则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A) ]3 1 )2(cos[01.0π+ -π=t y P (SI). (B) ]31 )2(cos[01.0π++π=t y P (SI). (C) ]31 )2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI). (D) ]3 1 )2(2cos[01.0π--π=t y P (SI). 【提示】设P 点的振动方程为0()cos()P y t A t ω?=+,三个特征量可由图获知: 0.01A m =;200m λ=,200/u m s =,21, 2T s u T λ π ωπ∴= =∴= = 由图中可知,当t =2s 时,P 点的位移为振幅的一半,且振动速度<0,所以此时的相位为3 π,即02() 3 t s t π ω?=+= ,得043 π ?π= -,将三个特征量代入振动方程即得答案。 [A] 2.(基础训练3)一平面简谐波沿x 轴正方向传播,t = 0 时刻的波形图如图14-12所示,则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图(见图14-13)是 【提示】由波形图上可见,P 点位于平衡位置,且振动速度>0,故(A )正确。 [C] 3.(基础训练8)如图14-14所示两相干波源S 1和S 2相距 /4,( 为波长),S 1的 y (m)x (m) 0.005 0.01u =200 m/s P O 100 图14-10

相位比S 2的相位超前π2 1 ,在S 1,S 2的连线上,S 1外侧各点(例如P 点)两波引起的两谐振动的相位差是: (A) 0. (B) π21. (C) . (D) π2 3 . 【提示】()20102122()24 r r πππλ???πλλ?=---=--?=- [D] 4.(自测提高3)一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播,在t = t '时波形曲线如图14-24所示.则坐标原点O 的振动方程为 (A) ]2)(cos[ π +'-=t t b u a y . (B) ]2)(2cos[π -'-π=t t b u a y . (C) ]2)(cos[π +'+π=t t b u a y . (D) ]2 )(cos[π -'-π=t t b u a y . 【提示】设原点O 的振动方程为:0()cos()O y t A t ω?=+,三个特征量可由图获知:A a =, 2b λ=,则:1222u u T b b ωπ ππ===。在t = t '时刻,O 点在平衡位置,向正方向振动,所以此时的相位为2 -π。即:0()2t t t πω?'=+=-,得02u t b π?π'=--,则坐标原点O 的 振动方程为:()cos()cos[()]22 O u u u y t a t t a t t b b b ππ πππ''=--=--。 [D] 5.(自测提高6)如图14-25所示,S 1和S 2为两相干波源, 它们的振动方向均垂直于图面,发出波长为 的简谐波,P 点是两列波相遇区域中的一点,已知 λ21=P S ,λ2.22=P S ,两列波在P 点发生相消干涉.若S 1的振动方程为 )2 12cos(1π+π=t A y ,则S 2的振动方程为: (A) )21 2cos(2π-π=t A y . (B) )2cos(2π-π=t A y . (C) )2 1 2cos(2π+π=t A y . (D) 2cos(20.1)y A t =π-π. 【提示】设S 2的振动初相为20?,两列波在P 点发生相消干涉,意味着相位差满足 ()2010212022()(2.2 2.0)(21)2 r r k π π π ????λλπλ λ ?=-- -=- - -=+,取k = -1, 得200.1?π=-,所以S 2的振动方程为:)1.02cos(22π-π=t A y [C] 6.(自测提高7)在弦线上有一简谐波,其表达式是: S 1 S 2 P 图14-25

高中物理第十二章机械波专题机械波相关综合问题分析案新人教版选修

专题 机械波相关综合问题分析 课题任务 机械振动与机械波的综合分析问题 振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象,波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象。振动是质点由于某种原因离开平衡位置,同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用。波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动,并将振动形式由近及远传播开去,各质点间存在相互作用的弹力,各个质点受到回复力的作用。 振动是波动的起因,波是振动的传播;波动的周期等于质点振动的周期。要会识别和描绘振动图象和波动图象,并能相互转化,能判断质点的运动方向和波的传播方向。 例1 (多选)图a 为一列简谐横波在t =0.10 s 时刻的波形图,P 是平衡位置在x =1.0 m 处的质点,Q 是平衡位置在x =4.0 m 处的质点;图b 为质点Q 的振动图象,下列说法正确的是( ) A .在t =0.10 s 时,质点Q 向y 轴正方向运动 B .在t =0.25 s 时,质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同 C .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,该波沿x 轴负方向传播了6 m D .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,质点P 通过的路程为30 cm E .质点Q 简谐运动的表达式为y =0.10sin10πt (m) [规范解答] 由质点Q 的振动图线可知,t =0.10 s 时质点Q 向y 轴负方向运动,A 错误;由波的图象可知,Q 附近靠近波源的点(前面的点)在右边,波沿x 轴负方向传播,从振动图象可看出波的周期为T =0.2 s ,t =0.10 s 时质点P 向上振动,经过3 4T ,即在t =0.25 s 时, 质点P 振动到x 轴下方位置,且速度方向沿y 轴正方向,加速度方向也沿y 轴正方向,B 正确;波速v =λT = 8 0.2 m/s =40 m/s ,故从t =0.10 s 到t =0.25 s ,该波沿x 轴负方向传播的距 离为:x =v ·Δt =40×0.15 m=6 m ,C 正确;由于t =0.10 s 时质点P 不是在波峰或波谷或

新高考物理一轮复习(练习):第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第1讲(含解析)

选修3-4 第十五章第1讲 一、选择题(本题共10小题,1~6题为单选,7~10题为多选) 1.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是 B ) A.质点振动频率是4Hz B.在10s内质点经过的路程是20cm C.第4s末质点的速度是零 D.在t=1s和t=3s两时刻,质点位移大小相等,方向相同 [解析]由振动图象可知,质点振动的周期是4s,频率为0.25Hz,故选项A错误。振幅为2cm,每周期质点经过的路程为4A,10s为2.5个周期,经过的路程为2.5×4A=10A=20cm,选项B是正确的,4s末质点在平衡位置速度最大,故选项C错误。在第t=1s和t =3s两时刻,质点分别在正最大位移和负最大位移,大小相等、方向相反,故选项D错误。 2.如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4Hz。现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频 率为1Hz,则把手转动的频率为 ( A )

A .1Hz B .3Hz C .4Hz D .5Hz [解析] 受迫振动的频率等于驱动力的频率,故把手转动的频率为1Hz 。 3.做简谐运动的单摆摆长不变,若摆球质量减小为原来的14 ,摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍,则单摆振动的 ( C ) A .频率、振幅都不变 B .频率、振幅都改变 C .频率不变、振幅改变 D .频率改变、振幅不变 [解析] 由单摆的周期公式T =2πL g 可知,单摆摆长不变,则周期不变,频率不变;振幅A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量,据动能公式可知,摆球经过平衡位置时的动能不变,但质量减小,则高度增大,因此振幅改变,故A 、B 、D 错误,C 正确。 4.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪很大,游船上下浮动。可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm ,周期为3.0s 。当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm 时,游客能舒服地登船。在一个周期内,游客能舒服地登船的时间是 ( C ) A .0.5s B .0.75s C .1.0s D .1.5s [解析] 本题考查简谐运动在实际问题中的应用。解题关键画出y -t 图象,确定舒服 登船的时间。振动图象y =20sin 2πT t =20sin 2π3 t (cm),画出y -t 图象,如图所示,能舒服登船的时间Δt =t 2-t 1,t 1时刻位移y 1=10cm ,则10=20sin 2π3 t 1,得t 1=0.25t ,则Δt =T 2 -2t 1=1.5s -0.5s =1.0s ,正确答 案C ,简谐运动问题结合图象分析准确 直观方便。

物理:第二章《机械波》教案(2)(沪科版选修3-4)

机械波的描述 一、教学任务分析 机械波的描述是在学习了匀速圆周运动、机械振动和机械波以后,对机械运动的进一步学习,关于波的概念也是今后学习交流电、电磁波等内容的基础。 学习机械波的描述需要匀速圆周运动、机械振动和机械波以及匀速直线运动的知识为基础。 通过有关“波”的录像揭示波在现实生活中的应用,激发学生的学习兴趣,同时也引出如何描述波的课题。 通过绳波演示和相应多媒体课件的演示,揭示机械波的产生过程,在此基础上引人机械波的图像。 联系匀速圆周运动、机械振动等周期性运动,通过DIS实验(或演示多媒体课件),从分析、比较波形图中波形的分布和重复,归纳得出波速、波长、频率等概念;根据机械波传播的特点,联系匀速直线运动的的规律,得出波速、波长、频率三者之间的的关系:v =λf。 通过课内学习训练巩固对波速、波长、频率的关系的理解。 本节课的教学要鼓励学生主动参与,在概念形成过程中,让学生感受到分析、比较、归纳、演绎等科学方法的应用,感悟观察、实验对形成概念和发现规律的重要作用。 二、教学目标 1、知识与技能 (1)理解机械波的图像。 (2)知道描述机械波的物理量波速、波长、频率和周期。 (3)理解波速、波长、频率的关系。 2、过程与方法 (1)通过对波形图的认知过程,明白正确的观察在建立概念过程中的重要作用。 (2)通过对波速、波长、频率的关系探究过程,感受根据实验事实进行分析、比较和归纳是探究物理规律的重要方法之一。 3、情感、态度与价值观 (1)通过对有关“波”的录像的观察,感悟物理源于生活,从而重视对生活中物理现象的观察。

(2)通过对绳波的观察、探索,并由此得出波速、波长、频率的关系,感悟物理学是一门以实验为基础的科学,从而认真观察演示实验,自觉进行物理实验。 三、教学重点和难点 重点:波速、波长、频率的概念及三者之间的关系。 难点:机械波的图像。 四、教学资源 1、器材:DIS实验设备、长绳。 2、录像:“泰坦尼克”号被冰山撞沉、海洋渔业勘测等。 3、课件:机械波的形成。 五、教学设计思路 本设计的内容包括两个部分:一是机械波的图像;二是波速、波长、频率的概念以及三者之间的关系。 本设计的基本思路是:以DIS实验、多媒体课件演示为基础,通过观察机械波形成过程引人波形图,然后从分析、比较波形图中波形的分布和重复,归纳得出波速、波长、频率等概念;根据机械波传播的特点,联系匀速直线运动的的规律,得出波速、波长、频率三者之间的的关系:v =λf。 本设计要突出的重点是:波速、波长、频率的概念及三者之间的关系。方法是:利用多媒体课件演示绳波的产生过程,引导、组织学生进行讨论、交流,通过分析、比较,归纳出描述机械波的物理量——波速、波长、频率,然后让学生通过DIS实验(或演示实验、课件)探究波速、波长、频率的关系,再运用图像法等处理数据的手段归纳出波速、波长、频率的定量关系。 本设计要突破的难点是:机械波的图像。方法是:通过绳波产生的实验演示、多媒体课件对机械波产生过程的动态过程和瞬态的模拟展示,让学生在观察的基础上,通过分组讨论、交流,通过分析、比较,建立波形图的概念。 对部分有兴趣的学生还可提供有关多普勒效应方面的学习指导。教师可根据学校和学生的具体情况,由部分有兴趣的学生以小组形式进行课外拓展探究,教师应在背景资料搜集、探究目标制定、研究方法选择等方面发挥指导作用,注意不要因此加重学生的负担。 本设计首先通过对录像的观察,激发学生的学习兴趣;然后通过实验、多媒体演示等教学活动,使学生充分感受知识获得的过程,感悟物理学研究的方法,逐步养成良好的学习习

2021高考物理教科版一轮习题:第十四章 微专题82 机械振动与机械波

1.(多选)(2019·陕西渭南市教学质检(二))波源S 在t =0时开始振动,其振动图像如图1所示,在波的传播方向上有P 、Q 两质点,它们到波源S 的距离分别为30 m 和48 m ,测得P 、Q 开始振动的时间间隔为3.0 s .下列说法正确的是( ) 图1 A .Q 质点开始振动的方向向上 B .该波的波长为6 m C .Q 质点的振动比波源S 滞后8.0 s D .当Q 质点刚要振动时,P 质点正沿平衡位置向下振动 E .Q 质点开始振动后,在9 s 内通过的路程是54 cm 2.(多选)(2019·江西南昌市第二次模拟)一列简谐横波,在t =0.6 s 时刻的图像如图2甲所示,此时,P 、Q 两质点的位移均为-1 cm ,波上A 质点的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的是( ) 图2 A .这列波沿x 轴正方向传播 B .这列波的波速是503 m/s C .从t =0.6 s 开始,紧接着的Δt =0.6 s 时间内,A 质点通过的路程是10 m D .从t =0.6 s 开始,质点P 比质点Q 早0.4 s 回到平衡位置 E .若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m 的障碍物不能发生明显衍射现象 3.(多选)(2019·四川南充市第三次适应性考试)在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波沿x 轴传播,某时刻的波形如图3所示,其波速为5 m/s ,则下列说法正确的是( )

A.此时P、Q两点运动方向相同 B.再经过0.5 s质点N刚好位于(-5 m,20 cm)位置 C.该波只有遇到2 m的障碍物才能发生明显衍射 D.波的频率与波源的振动频率无关 E.能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5 Hz 4.(多选)(2020·四川广元市统考)体育课上李辉同学一脚把足球踢到了足球场下面的池塘中间.王奇提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边,他抛出一石块到水池中激起了一列水波,可是结果足球并没有被推到池边.大家一筹莫展,恰好物理老师来了,大家进行了关于波的讨论.物理老师把两片小树叶放在水面上,大家观察发现两片小树叶在做上下振动,当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷,两树叶在1 min内都上下振动了36次,两树叶之间有2个波峰,他们测出两树叶间水面距离是4 m.则下列说法正确的是() A.该列水波的频率是36 Hz B.该列水波的波长是1.6 m C.该列水波的波速是0.96 m/s D.两片树叶的位移始终等大反向 E.足球不能到岸边的原因是水波的振幅太小 5.(多选)(2019·河南八市重点高中联盟第三次模拟)如图4所示,某均匀介质中各质点的平衡位置在x轴上,当t=0时,波源x=0处的质点S开始振动,t=0.5 s时,刚好形成如图4所示波形,则() 图4 A.波源的起振方向向下 B.该波的波长为4 m C.该波的波速为6 m/s D.t=1.5 s时,x=4 m处的质点速度最大 E.t=1.5 s时,x=5 m处的质点加速度最大 6.(多选)(2019·福建泉州市5月第二次质检)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时,波刚好传播到M点,波形如图5实线所示,t=0.3 s时,波刚好传播到N点,波形如图虚线所示.则以下说法正确的是()

大学物理7章作业

选择题 1. 机械波的表示式为 ^ 7 - . 。1 (Sl),贝U (A) 其振幅为3m (B ) 其波速为10m∕s (C )其周期为1∕3s (D ) 波沿X 轴正向传播 2. 一平面简谐波沿X 轴正向传 播, 此时。丫门奇j 处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) Π2 (D) - Π2 3. 频率为100Hz 、波速为300m∕s 的简谐波,在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为 Π3,则这两点相距 (A ) 2m (B) 21.9m (C ) 0。5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播,某瞬时介质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量为 (A)动能最大,势能为零 (B ) 动能为零,势能最大 (C)动能为零,势能为零 (D) 动能最大,势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播,下述各结论哪个是正确的? (A) 介质质元的振动动能增大时,其弹性势能减小,总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化,但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同,但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源$、Q 发出的两列波长为λ的同相位波列在P 点相遇,Sl 到P 点的距离是 r1,Q 第七章 机械波 V(Ill)

到P点的距离是匕,贝U P点干涉极大的条件是 (A) ]—一— - (B) ::^ _、_ _ _

7. 两相干波源S i和S2相距λ∕4 (λ为波长),S i的相位比S2的相位超前。,在S i、S2连线上,Sl外侧各点(例如P点)两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大,有些点干涉极小 (D) 无法确定 8. 在波长为λ的驻波中,任意两个相邻波节之间的距离为 (A)λ(B) 3 λ∕4(C)λ∕2(D) λ∕4 二。填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m,传播速度时340m∕s,当它进入另一种介质时,波长变成了0。37m ,则它在该介质中的传播速度为________________________ 。 10.平面简谐波沿X轴正向传播,波动方程为y=λcosω 动方程为__________________ ,X =^L2处质点与X = LI处质点振动的相位差为 ________ . 11. 简谐波沿 X轴正向传播,传播速度为5m∕s ,原点O振动方程为 y= 20COS(J T¢+^(SI),则工二5m处质点的振动方程为____________________________ 。 12. 一平面简谐波周期为2s,波速为10m/s,A、B是同一传播方向上的两点,间距为 5m,则 A、B两点的相位差为 ___________________ . 13. Si、S2是两个相干波源,已知Sl初相位为吋2 ,若使S1S2连线中垂线上各点均干涉相 消,S2的初相位为 _________________ 。 14. 如图,波源Sl、S2发出的波在P点相遇,若P点的合振 幅总是极大值,则波源Sl的相位比S2的相位领先 计算题 15. 一横波沿绳子传播时的波动表式为y = 0.05cos(10二t-4二x) [SI].求:

第12章 机械波 单元测试卷

第12章机械波单元测试卷 题号一二三总分 得分 一、单选题(本大题共7小题,共35.0分) 1.关于机械波,下列说法正确的是() A. 海啸波是由纵波和横波组成的简谐波 B. 波源的振动能量随波传递 C. 振动质点的频率随着波的传播而减小 D. 波源的能量靠振动质点的迁移来传播 2.一列简谐横波在介质内传播,若波源质点突然停止振动,则() A. 所有质点立即停止振动 B. 已经振动的质点将继续振动,未振动的质点不可能再振动 C. 能量继续向远处传递 D. 能量立即停止传递 3.如图是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中b位置的质点起振比a位置的质 点晚0.5s,b和c之间的距离是5m,则此列波的波长和频率应分别为() A. 5 m,1 Hz B. 10 m,2 Hz C. 5 m,2 Hz D. 10 m,1 Hz 4.如图为一横波波形图象,波沿x轴负方向传播,就标明的质点 而言,其速度为正且加速度为负的质点是() A. P B. Q C. R D. S 5.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质元A的平衡 位置在距坐标原点8cm处,质元B的平衡位置在距坐标原点16cm处.从该图象对应时刻算起,当质元A的运动状态与图示时刻质元B的运动状态相同,所需的最短时间为0.12s.则() Hz A. 该简谐横波的频率为10 3 B. 从图示时刻起,质元A比质元B先回到平衡位置 C. 介质中平衡位置x=10cm处质点的振动方程为y=10sin(10πt+π)cm D. 该波传播中遇到宽度为2m障碍物能发生明显的衍射现象 6.如图所示,是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图, a在正向最大位移处,b恰好处在平衡位置,经过△t=T 的时间, 8

【2019最新】精选高三物理人教版一轮作业:第十四章第2讲 机械波含解析

【2019最新】精选高三物理人教版一轮作业:第十四章第2 讲机械波含解析 一、选择题 1.设x轴方向的一条细绳上有O、A、B、C、D、E、F、 G八个点,=======1 m,质点O在垂直于x轴 方向上做简谐运动,沿x轴方向传播形成横波. t=0时刻,O点开始向上运动,经t=0.2 s,O点第一次到达上方最大位移处,这时A点刚好开始运动.那么在t=2.5 s时刻,以下说法中正确的是( ) A.B点位于x轴下方B.A点与E点的位移相同 C.D点的速度最大D.C点正向上运动 E.这列波的波速为5 m/s 解析:由题可知,=0.2 s,周期T=0.8 s,λ=1 m,波长λ=4 m,由v=得波速v=5 m/s,则可判断E项正确;当t=2.5 s时,波源O已振动了3个周期,此时O位于x轴上方向上振动,B点与O点之间相距半个波长,可判断B点位于x轴下方,A项正确;2.5 s时E 点已经振动了一段时间,A点与E点间距1个波长,两点振动情况完全一样,则B项正确;O点与D点间距1个波长,两点的振动情况完全一样,此时,O点已经离开平衡位置向上振动,D点也一样,则D 点的速度不是最大,C项错误;波传播到C点的时间为t=3×0.2 s =0.6 s,在t=2.5 s时刻质点C已振动的时间t′=2.5 s-0.6 s =1.9 s=2T,质点C的起振方向向上,则在2.5 s时刻C点应向下振动,则D项错误. 答案:ABE

2.如图所示,当波源和障碍物都静止不动时,波源发出的波 在障碍物处不能发生明显衍射.下列措施可能使波发生较为 明显衍射的是( ) A.增大波源的振动频率B.减小波源的振动频率 C.增大障碍物的长度D.减小障碍物的长度 E.波源远离障碍物运动 解析:不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长,只要增大波长或减小障碍物的长度即可满足题目要求,由λ=知,v不变,减小f,λ增大,故A、C错,B、D对;波源远离障碍物将产生多普勒效应,等效于增大波长,故E对. 答案:BDE 3.一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点P的速度为v,经过 1.0 s它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过0.2 s它的速度大小、方向第二次与v相同,则下列判断中正确的是( ) A.波沿x轴负方向传播,波速为5 m/s B.波沿x轴正方向传播,波速为5 m/s C.若某时刻质点M到达波谷处,则质点P一定到达波峰处 D.质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反 E.从图示位置开始计时,在2.0 s时刻,质点P在y轴上的坐标为20 cm 解析:由题意可知,波沿x轴负方向传播,其周期T=1.2 s,根据v =得v=5 m/s,A正确,B错误;当两质点平衡位置间的距离相差半个波长的奇数倍时,振动步调相反,C正确,D错误;波的周期为T =1.2 s,根据对称性可知,从图示位置开始计时,在2.0 s时刻,

人教版高中物理选修3-4第十二章 机械波单元测试含答案

绝密★启用前 人教版物理选修3-4第十二章机械波单元测试 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播,波速为2 m/s.某时刻波形如图所示,a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为x a= 2.5 m,x b=4.5 m,则下列说法中正确的是() A.质点a振动的周期为6 s B.平衡位置x=10.5 m处的质点(图中未画出)与a质点的振动情况总相同 C.此时质点a的速度比质点b的速度大 D.经过个周期,质点a通过的路程为2 cm 2.下图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则() A. 2与1的波长、频率相等,波速不等 B. 2与1的波速、频率相等,波长不等 C. 3与1的波速、频率、波长均相等

D. 3与1的频率相等,波速、波长均不等 3.如图所示,图中O点是水面上一波源,实线、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷,A是挡板,B 是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于() A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外区域 C.阴影Ⅱ以外区域 D.上述选项均不对 4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图2所示.P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是() 图2 A.v变小,a变大 B.v变小,a变小 C.v变大,a变大 D.v变大,a变小 5.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40 m/s,则t=s时()

A.质点M对平衡位置的位移一定为负值 B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同 D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同 6.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,已知图中质点a的起振时刻比质点c延迟了3 s,b 和c之间的距离是2.5 m,以下说法正确的是() A.此列波的波长为5 m B.此列波的频率为2 Hz C.此列波的波速为2.5 m/s D.此列波的传播方向为沿x轴负方向传播 7.如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,x=4 cm处的质点P恰在平衡位置,虚线是这列波在t=0.2 s时刻的波形图.已知该波的波速是0.8 m/s,则下列说法正确的是() A.这列波可能是沿x轴正方向传播的 B.质点P在t=0时刻速度方向沿y轴正方向 C.质点P在0.6 s时间内经过的路程为0.32 m

选修3-4第二章第一节机械波的描述之(波长,频率,周期)

福清美佛儿学校自主学习模式物理教学 姓名__________ 高二_班日期_月_日编号020课题机械波的描述(波长、周期、频率)课时:2课时一、学习目标: 1知道什么是波的波长,能在波的图象中求出波长。 2 ?知道什么是波传播的周期(频率),理解各质点振动周期与波源振动周期的关系。 3?知道波速的物理意义,理解波长、周期(频率)和波速之间的关系。 4. 理解周期(频率)、波速的决定因素,知道波由一种介质进入另一种介质时谁变谁不变。 5. 能从某一时刻的波的图象和波的传播方向,正确画出下一时刻和前一时刻的波的图象。 、学习指导: 模块一、对于“波长”概念的理解 解读:“相邻的”和“位移总是相等”是波长定义的关键,二者缺一不可.例如,某 时刻的波形如图10.3 —I所示,在此时刻,图中P、Q R、S、M五个质点位移相等.因P、Q振动方向相反,故经一段很短的时间到下一时刻,P、Q位移不再相等,所以P、Q之间 的距离不是一个波长;初时刻R和M与P的位移相等且振动方向相同,在以后的时间里任 一时刻,它们的位移都相等,但R与P是“相邻”的而M与P则不是,所以P与R、R与M 之间的距离是一个波长,而P与M之间的距离不是一个波长. 图10, 3 - 1 根据波长的定义可知,在波的传播方向上,相距为波长整数倍的质点,振动情况完全相同,进一步分析可知,相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反. 如图10.3 —I所示,O B、D等质点的振动情况完全相同,而O与A O与C A与B等振动情况完全相反. 模块二:波长与介质质点振动的关系 解读:(1)质点完成一次全振动,波向前传播一个波长,即波在一个周期内向前传播一个波长. 可推知,质点振动1/4周期,波向前传播1/4波长;反之,相隔1/4波长的两质点的振动的时间间隔是1/4周期.并可依此类推. (2)相隔距离为整数个波长的点的振动完全相同,把振动完全相同的点称同相点. 波长反映了波在空间的周期性. 相距一个(或整数个)波长的两个质点离开平衡位置的位移“总是”相等,因此,它们的振动速度大小和方向也“总是”相同,即它们在任何时刻的振动完全相同.因而波长显示了波的空间的周期性. 据此,可以丢掉一段整数个波长的波形,剩下的波的图象与原来的波形图象完全相同.利用此种特性可以把相隔较远(至少大于一个波长)的两个质点移到同一波长内(或在同一波长内找到振动完全相同的替代质点)比较它们的振动. (3 )相隔距离为半波长的奇数倍的两点的振动完全相反,这种点称反相点. 距离为(2n +1) (n= 0, 1, 2, 3,,)的两点,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.

2019高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波练习

第2讲 机械波 1.(2016·高考全国卷Ⅲ)由波源S 形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz ,波速为16 m/s.已知介质中P 、Q 两质点位于波源S 的两侧,且P 、Q 和S 的平衡位置在一条直线上,P 、Q 的平衡位置到S 的平衡位置之间的距离分别为15.8 m 、14.6 m .P 、Q 开始振动后,下列判断正确的是( ) A .P 、Q 两质点运动的方向始终相同 B .P 、Q 两质点运动的方向始终相反 C .当S 恰好通过平衡位置时,P 、Q 两点也正好通过平衡位置 D .当S 恰好通过平衡位置向上运动时,P 在波峰 E .当S 恰好通过平衡位置向下运动时,Q 在波峰 解析:选BDE.由v =λf 可知,波的波长为λ=v f =0.8 m ,x PS =? ????19+34λ,x QS =? ????18+14λ,根据波传播的周期性可知,P 、Q 两质点的振动情况正好相反,即运动方向始终相反,A 项错误,B 项正确;距离相差半波长整数倍的两点,同时通过平衡位置,而P 、Q 两质点与S 的距离不为半波长的整数倍,C 项错误;由波的传 播特点知,波源经过平衡位置向上运动时,距其? ?? ??n +34λ的点在波峰位置,D 项正确;波源经过平衡位置向下运动时,距其? ?? ??n +14λ的点在波峰位置,E 项正确. 2.(2017·高考天津卷) 手持较长软绳端点O 以周期T 在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图.绳上有另一质点P ,且O 、P 的平衡位置间距为L .t =0时,O 位于最高点,P 的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是( ) A .该简谐波是纵波 B .该简谐波的最大波长为2L C .t =T 8 时,P 在平衡位置上方 D .t =3T 8 时,P 的速度方向竖直向上 解析: 选C.由题意知绳上的质点在竖直方向上振动,波水平向右传播,故该波为横波,选项A 错误;在t =0时 刻,P 点在如图所示位置时,波长最大,则有14 λ=L ,λ=4L ,选项B 错误;t =0时,P 在平衡位置且向上振

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