机械波的基本知识

机械波机械波一、机械波的基本知识二、机械波的传播07年1月广东省汕尾市调研测试607年佛山市教学质量检测2广东茂名市2007年第一次模考42007年高考广东卷122007年上海卷2A06年广东东莞中学高考模拟试题6合肥市2007年教学质量检测一207年4月苏州中学调研试卷1007年1月北京市崇文区期末统一练习107届南京市综合检测(一)707年苏锡常镇四市二模2江苏省启东市07届第一学期期中测试607届南京市第一次调研测试10苏北五市07届调研考试506年5月深圳市第二次调研考试906年江苏连云港市最后模拟考试92007年上海卷92007年天津理综卷21一、机械波的基本知识（1）基本概念：机械振动在介质中的传播形成机械波。而简谐运动在介质中传播则将形成简谐波。（2）产生条件：第一，必须有波源；第二，必须有弹性的连续的介质。（3）波的分类：机械波可分为横波和纵波两种。a.质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。b.质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。（4）波的特点：机械波传播的只是质点振动的形式和能量，质点本身并不随波的传播而迁移；机械波的传播过程实际上是离波源近的质点带动离波源远的质点依次参加振动；正因为波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参加振动，所以一方面参加振动的各质点的振动周期、振动频率、开始振动的方向都与波源质点相同，另一方面各质点参加振动的起始时刻随着与波源的距离增大依次滞后。二、机械波的传播（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的，在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长.n个周期波形向前推进n个波长(n可以是任意正数).波速、波长和频率之间满足公式：v=λf，在计算中既可以使用v=λf，也可以使用v=s/t求波速.（2）介质中质点是在各自的平衡位置附近的简谐运动,是一种变加速运动。任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A,在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了。（3）机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质质点并不随波迁移。（4）机械波的频率由波源决定,而传播速度由介质决定.（5）波由一种介质进入另一种介质，频率不变，波长和波速都要改变。λ1/λ2=v1/v207年1月广东省汕尾市调研测试66、关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A、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B、质点振动的方向总是垂直于波传播的方向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AD07年佛山市教学质量检测22．右图为一列横波的图象，图中P点正向+y方向振动，且波的传播速度为10m/s,则此波的()A.振幅为60cmB.波长为1.0mC.周期为1.0sD.此波向-x方向传播0x/my/cm0.51.030-301.5vPBD广东茂名市2007年第一次模考44．一列简谐波沿轴直线传播，某时刻的波形如图所示。质点A的位置与坐标原点O相距0.5m，此时质点A沿y轴正方向运动，经0.01s质点A第一次到达最大位移处,则这列波（）A．波长是2mB．频率是50HzC．波速是50m/sD．传播方向为轴的负方向xyAOACD2007年高考广东卷1212．图8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．5m，1HzB．10m，2HzC．5m，2HzD．10m，1HzcOy/mx/m图8abA2007年上海卷2A2A．沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5m和x＝6.5m处。在t1＝0.5s时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置；则t2＝_________s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为_____________cm。012345672x/my/cm-2PQ0.6206年广东东莞中学高考模拟试题66．如图示，a、b、c三点是某时刻一简谐波动图象与一条平行于x轴的直线相交的三个质点，下面关于这三个质点运动情况的说法中正确的是：()A．该时刻这三个质点具有相同的速率和加速度B．这三个质点在任何时刻的速率都相同C．经过半个周期，这三个质点的位移一定相同D．这三个质点的振动情况总相同xy0abcAC合肥市2007年教学质量检测一22．如图所示，坐标xOy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1m/s，振幅为4cm，频率为2.5Hz。在x轴上有P、Q两个质点，它们平衡位置间的距离为0.2m,在t=0时刻，Q质点的位移为y=+4cm,则质点P（）A．在t=0.1s时，位移大小是4cm，方向沿y轴方向B．在t=0.9s时，速度最大，方向沿y轴正方向C．在t=0.2s时，加速度最大，方向沿y轴负方向D．在t=0的时刻起经0.8s通过的路程是16cm0yxPQBC07年4月苏州中学调研试卷1010、在xOy平面内，有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1m/s，振幅为5cm，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0.3m的Q点()A、在0.1s时位于其平衡位置下方最大位移处B、在0.1s时的速度最大C、在0至0.1s内的路程为10cmD、在0至0.1s内的路程为5cmOyxPQAD07年1月北京市崇文区期末统一练习11．如图所示，是一列沿x轴正向传播的简谐横波在t时刻的图象，已知x轴上3cm处的质点P在△t=t′-t=0.35s内通过的路程为14cm，则（）A．波速为40cm/sB．波速为60cm/sC．在△t内波的传播距离为14cmD．在t′时刻P点的振动方向为y轴负方向0x/cmy/cm639122-215PB07届南京市综合检测(一)77．如图所示是一列简谐横波t=0时刻的图象，质点M位于波峰位置．经过Δt=0.4s时间，第一次重复出现图示的波形．根据以上信息，下列说法正确的是()A．t=0.2s时刻质点M的速度最大B．波的传播速度的大小v=10m/sC．Δt=1s时间内质点M经过的路程是25cmD．Δt=1s时间内质点M经过的路程是10cm0y/cmx/m1234565-5ΜB07年苏锡常镇四市二模2.2.如图所示,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是弹性介质中的质点，相邻两点间的距离都是0.5m,质点A从t=0时刻开始沿y轴方向振动,开始时的运动方向是指向+y方向，振辐为5cm.经过0.1s时间,A第一次到达最大位移且波恰好传到C点.则t=0.5s时刻的波形图是()0ABCDEFGHIJK5-5x/my/cm05-5x/my/cmABCDEFGHIJK05-5x/my/cmABCDEFGHIJK05-5x/my/cmABCDEFGHIJK05-5x/my/cmABCDEFGHIJKA.B.C.D.C6．波源S在t＝0时刻从平衡位置开始向上运动，形成向左右两侧传播的简谐横波．S、a、b、c、d、e和a′、b′、c′是沿波传播方向上的间距为1m的9个质点，t＝0时刻均静止于平衡位置，如图所示，已知波的传播速度大小为1m/s，当t＝2s时质点a第一次到达最高点，当t＝4s时质点d开始起振，则在t＝4.6s这一时刻()A．质点c的加速度正在增大B．质点a的速度正在减小C．质点b′的运动方向向上D．质点c′已经振动了1.6s江苏省启东市07届第一学期期中测试6Sabcdea′b′c′解：T＝4s画出经过一个周期的波形如图示Sabcdea′b′c′Tt＝4.6s5T/4可见ABC均错，D对。D07届南京市第一次调研测试1010．波源S在t=0时刻从平衡位置开始向上运动，形成向左右两侧传播的简谐横波，S、a、b、c、d、e和a′、b′、c′是沿波传播方向上的间距为1m的9个质点，t=0时刻各质点均处于平衡位置，如图所示。已知波的传播速度大小为1m/s，当t=1s时波源S第一次达最高点，则t=4.6s这一时刻（）A．质点a的速度正在增大B．质点b′的运动方向向下C．质点c的加速度正在增大D．质点c′与质点a振动状态相同Sabcdea′b′c′解：T＝4s画出经过一个周期的波形如图示Sabcdea′b′c′Tt＝4.6s5T/4可见AB对，CD均错。AB5．如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，波速v为20m/s。P是离原点2m的一个介质质点,则在t=0.17s时刻,质点P的：①速度和加速度都沿-y方向；②速度沿+y方向，加速度沿-y方向；③速度和加速度都正在增大；④速度正在增大，加速度正在减小。以上四种判断中正确的是（）A．只有①B．只有②C．只有①④D．只有②③苏北五市07届调研考试5-5y/cmx/mP4v502点拨：λ=4mT=λ/v=0.2s3T/4t=0.17sT画出3T/4时的波形如图蓝线示：-5y/cmx/mP4v502C06年5月深圳市第二次调研考试99、横波波源做间歇性简谐运动，周期为0.05s，波的传播速度为20m/s，波源每振动一个周期，停止运动0.025s，然后重复振动．在t＝0时刻，波源开始从平衡位置向上振动，则下列说法中正确的是（）A.在前2秒内波传播的距离为20mB.若第2秒末波传播到P点,则此时P点的振动方向向下C.在前2秒时间内所形成的机械波中,共有27个波峰D.在前2秒时间内所形成的机械波中，共有27个完整的波段解：经过一个周期T=0.05s的波形如图1示yx0图1经过T′=0.075s的波形如图2示yx0图2t=26T′=26×0.075s=1.95s，波形如图3示共有26个完整的波段,P′点的振动方向向上.yx0图3再经过T=0.05s,共有27个完整的波段,27个波峰.P点的振动方向向上.CD06年江苏连云港市最后模拟考试99．如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，振幅A=4cm。在t=0时刻，平衡位置相距5cm的两质点a、b的位移分别是2cm、-2cm，它们的运动方向都沿y轴的负方向。则()A．t=0时刻，a、b两质点的动能相同B．a质点速度为零时，b质点速度不为零C．当a质点到达平衡位置时，b质点恰好到达负最大位移处D．a、b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍x/cmy/cm54-4v4123672-2a0b点拨：画出t=0的波形如图黑线示,x/cmabby/cm4-42-20当a质点到达平衡位置时波形如图蓝线示,a质点速度为零时，波形如图虚线示,AB2007年上海卷99．如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则（）（A）f1＝2f2，v1＝v2。（B）f1＝f2，v1＝0.5v2。（C）f1＝f2，v1＝2v2。（D）f1＝0.5f2，v1＝v2。ILLIISx解：由图得λ1=2λ2波在不同介质中传播时，频率保持不变，v=λ/f∴f1＝f2，v1＝2v2C2007年天津理综卷2102468101214x/cmy/cm21．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，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是()A．这列波的波长是14cmB．这列波的周期是0.125sC．这列波可能是沿x轴正方向传播的D．t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴负方向D02468101214x/cmy/cm解：波长是λ=12cm，A错s...vT15080120周期是0.15s，B错经过t=0.2s波传播Δs=vΔt=16cm波若沿x轴正方向传播，从波形图知，Δs1=nλ+8cm，n为正整数，C错波若沿x轴负方向传播，从波形图知，Δs2=nλ+4cm,当n=1时Δs2=Δs可见波沿x轴负方向传播，t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴负方向