高中物理-“机械波”练习题
高中物理-“机械波”练习题
1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = 0.2s ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ）
A .若波向右传播，则波的周期可能大于2s
B .若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s
C .若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s
D .若波速是19m/s ，则波向右传播
2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m .若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ）
A .甲为Q 点的振动图象
B .乙为振源S 点的振动图象
C .丙为P 点的振动图象
D .丁为P 点的振动图象
3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～
3
的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知
①该波最大速度为10m /s
②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零
④若波沿x 上述说法中正确的是（ B ）
A .①②
B .②③
C .③④
D .①④
4.如图为一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（ D ） 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
5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ）
A .此列波的波速约为13.3m /s
B .t =0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下
C .波的周期一定是0.4s
D .波的周期s n T 1
46.3+=(n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t =0.5s 时a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B ）
A .波一定沿x 轴正方向传播
B .波长可能是8m
C .周期可能是0.5s
-5a 0
D .波速一定是24m /s
解析:由波的周期性可知:λ)2
1
(12+=n m （n =0，1，2，3，…） ① T k s )2
1(5.0+= （n =0，1，2，3…） ② ∴波的传播方向不确定.由①式得:
m n 1
224+==
λ，当n =1时，λ=8m . 由②式得s k T 121+=，T ≠0.5s 由公式T v λ
=知波速不确定.故正确选项为B .
7.一简谐横波在图中x
t 2-t 1=1.0s .由图判断下列哪一个波速
是不可能的（D ）
A .1m/s
B .3m/s
C .5m/s
D .10m/s
解析:据图可知波长λ=4m ，因为不知道波的传播方向，因此有两种可能，所以波的周期: s n T 1441+=或s n T 3
442+= （n =0，1，2，3，…） 则波速s m n T v /)14(11+==λ
，（n =0，1，2，3，…），可能值为1，5，9，…
s m n T v /)34(22+==λ
，（n =0，1，2，3，…），可能值为3，7，11，…
则波速不可能为10m/s ，故正确选项为D .
8.一列横波的波形如图所示，实线表示t 1=0时刻的波形图，虚线表示t 2=0.005s 时刻的波形图，求：
(1)若2T > t 2-t 1>T ，波速可能为多大？（T 为周期）
(2)若T < t 2-t 1，并且波速为
解:(1)由图象可知：若波向右传播，则在△t =0.005s 内波传播的距离为Δx =10m ，则波速s m s m t x v /2000/005
.0101==??= 若波向左传播，则在△t=0.005s 内波传播的距离为Δx =14m ，则波速s m s m t x v /2800/005
.0142==??= (2)由图象可知:波长λ=8m
在△t =0.005s 内波传播的距离为Δx =v △t =3600×0.005m =18m
－
则λλλ4
12818+==?x ，所以波向右传播. 9.如图所示，在双曲线19
162
2=-y x 的两个焦点1F 和2F 上放
置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为4cm.就图中A 、C 、D 四个质点的振动，下面说法中正确的是（ B ）
A .若A 、
B 振动加强，则
C 、
D 振动一定减弱
B .若A 、B 振动加强，则
C 、
D 一定振动加强
C
.A 、B 、C 、D 一定振动加强
D .A 、
B 、
C 、
D 一定振动减弱
10.如图所示，声源S 和观察者A 都沿x 轴正方向运动，相对于地面的速度分别为
v S 和v A ，空气中声音传播的速率为v P ，设v S (1)若声源相继发出两个声音信号，时间间隔为△t .请根据发出的这两个声信号从声源 传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t ′； (2)利用(1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率和声源放出的声波频率间的关系式. 解:(1)设声源发出第一个声音信号时声源与观察者间的 距离为L ，第一个声音信号放出后经过△t 1的时间被观察者接收到，则: v P △t 1 –v A △t 1 = L ① 设第二个声音信号发出后经过△t 2的时间被观察者接收到，则: v P △t 2 –v A △t 2 = L - (v S - v A )△t ② 则观察者接收到这两个声音信号的时间间隔△t ′=(△t +△t 2 ) - △t 1 ③ 由①②③式得:t v v v v t A P S P ?--='? (2)设声源放出的声波的周期和频率分别为T 和f ，观察者接收到的声音的周期和频率分别为T ′和f ′，则:S P A P v v v v t t T T --='??='.所以，f v v v v f T T f S P A P --='='. 11.如图所示，有四列简谐波同时沿x 轴正方向传播，波速分别是v 、2v 、3v 和4v ，a 、b 是x 轴上所给定的两点，且ab =l .在t 时刻a 、b 两点间的4列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a 点出现波峰的先后顺序依次是图 BDCA ；频率由高到低的先后顺序依次是 DBCA . 12.在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点的距离均为s ，如图甲所示，振动从质点1开始向右传播，质点1开始运动时的速度方向向上，经过时间t ，前13个质点第一次形成如图乙所示的波形，关于这列波的周期和波速下列说法正确的是（BD ） A .这列波的周期为T =2t /3 B .这列波的周期为T =t /2 C .这列波的传播速度v =12s /t D .这列波的传播速度v =16s /t 13.一列沿x 轴正方向传播的机械波，周期为0.50s .某一时刻，离开平衡位置的位移都 v S x v A B C 1 甲 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 乙 相等的各质元依次为P 1、P2、P3、….已知P1和P2之间的距离为20cm，P2和P3之间的距离为80cm，则P1的振动传到P2所需的时间为（C） A. 0.50s B. 0.13s C. 0.10s D. 0.20s 14.一列简谐波沿x轴的正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波的P 点至少再经过0.3s才能到达波峰处，则以下说法正确的是（D） ①这列波的波长是5m ②这列波的波速是10m/s ③质点Q要经过0.7s才能第一次到达波峰处 ④质点Q到达波峰处时质点P也恰好到达波峰处 A.只有①、②对 B.只有②、③对 C.只有②、④对 D.只有②、③、④对 15.如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中不正确 ．．．的是（A） A.图示时刻质点b的加速度正在减小 B.从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程 为0.4m C.若此波遇到另一波并发生稳定干涉现象，则该波 所遇到的波的频率为50Hz D.若发生明显衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定小于4m 16.如图3所示，振源S在垂直于x轴的方向振动，并形成沿x轴正、负方向传播的横波，波的频率为50Hz，波速为20m/s，x轴上有P、Q两点，SP＝2.9m，SQ＝2.7m，经过足够长的时间以后，当质点S正通过平衡位置向上振动时（A） 图3 A．质点P正处于波谷B．质点Q正处于波谷 C．质点P、Q都处于波峰D．质点P、Q都处于平衡位置 17.如图所示，在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2.5H Z．在t=0时刻（P、Q两点均已振动）P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P点为0.2m的Q点（BC） A.在0.1s时的位移是4cm B.在0.1s时的速度最大 C.在0.1s时的速度方向向上 D.在0到0.1s时间内的路程是8cm 18.一简谐横波正沿x轴的正方向在弹性绳上传播， 振源的周期为0 .4 s，波的振幅为0.4 m．在t0时刻波 形如图所示，则在t0+0.3 s时（BD） A.质点P正处于波谷 B.质点Q正经过平衡位置向上运动 C.质点Q通过的总路程为1.2 m D.质点M正处于波谷 19.如图所示，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(D) y/cm O 1 3 5 9 x/m ? ?? ?? y/cm x/m a b 20 －20 1 3 5 O y/m Q x/m P N 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 20.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Δt=t /-t =0.35s 内通过的路程位14cm .则（ A .波速一定是 0.4m/s B .在Δt 内波的传播距离位14cm C .波长为15cm D .在t /时刻P 点的振动方向为 y 轴正方向 21.下图中给出某一时刻t 的平面简谐波的图象和x=1.0m 处的质元的振动图象，关于这列波的波速v 、传播方向和时刻t A .v =1.0m/s ，t=0 B .v =1.0m/s ，t=6s C .t=0，波向x 正方向传播 D .t=5s ，波向x 正方向传播 22.图1是t =1.0s 时沿x 轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速v =1.0m/s .对于x =1.0m 处的质元的振动图象可能是下面图2 、图3中①②③④中的（A ） A ．① B ．② C ．③ D ．④ 23.波速均为v =1.2m/s 的甲、乙两列简谐横波都沿x 轴正方向传播，某时刻两列波的图象分别如图所示，其中P 、Q 处的质点均处于波峰。关于这两列波，下列说法中正确的是（ C ） A .如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样 B .甲波的周期大于乙波的周期 C .甲波中P 处质点比M 处质点先回到平衡位置 D .从图示时刻开始，经过1.0s ，P 、Q 质点通过 的路程均为1.2m 24.一列简谐横波向右传播，波速为 v ，沿波传播方向有相距为L 的P 、Q 两质点，如下图所示，某时刻P 、Q 两质点都处于平衡位置，且P 、Q 间仅有一个波峰，经过时间t ，Q 质点第一次运动成为这个波峰点，则t 的可能值有（C ） A ．1个 B ．2个 C ．3个 D ．4个 25.一列简谐波横波在沿x 轴正方向上传播，传播速度为10m /s .当波传到x =5m 处的质点P 时，波形如图所示.则下列判断正确的是（C ） A .这列波的周期为0.5s B .再经过0.4s ，质点P 第一次回到平衡位置 C .再经过0.7s ，x =9m 处的质点Q 到达波峰处 D .质点Q 到达波峰时，质点P 恰好到达波谷处 26.一列沿x 轴正向传播的简谐波，在x 1=2.0m 和x 2=12m 处 的两质点的振动图象分别如图中的实线和虚线所示.根据图对简谐波的波长和波速有如下一些判断： ①波长可能等于4.0m ②波长可能等于10m /cm -/m /s x /m t /s t /s /m x /m P Q v t /s ③最大波速等于1.0m/s ④最大波速等于5.0m/s 以上判断正确的是（D ） A ．①和③ B ．②和③ C ．②和④ D ． ①和④ 27.一列横波在x 轴上传播，ts 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～ 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为10m /s ②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 上述说法中正确的是（B ） A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 28.如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x =-0.2m 和x =1.2m 处，两列波的速度均为v =0.4m /s ，两列波的振幅均为A =2cm .图示为t =0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x =0.2m 和x =0.8m 的P 、Q 两质点刚开始振动.质点M 的平衡位置处于x =0.5m 处，关于各质点运动情况判断正确的是(A ) A .t =1s 时刻，质点M 的位移为-4cm B .t =1s 时刻，质点M 的位移为4cm C .t =0.75s 时刻，质点P 、Q 都运动到M 点 D .质点P 、Q 的起振方向都沿y 轴方向 29.如图为一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（D ） 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 30.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.干涉型消声器的结构及气流运行如图所示.产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a 处时，分成两束相干波，它们分别通过r 1和r 2的路程，再在b 处相遇，即可达到削弱噪声的目的.若△r = r 2 - r 1，则△r 等于（C ） A .波长λ的整数倍 B .波长λ的奇数倍 C .半波长2 λ的奇数倍 D .半波长2λ的偶数倍 31.下列说法中错误的是（B ） A .质子和电子在一定条件下也能表现出波动性 B .横波、纵波都能发生偏振现象 C .光盘记录信息的密度很高，是利用了激光的平行度好的特点 D .声波和电磁波都能发生多普勒效应 -5 32.一简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻其波形如图所示.下列说法正确的是（AD ） A .由波形图可知该波的波长 B .由波形图可知该波的周期 C .经1/4周期后质元P 运动到Q D .经1/4周期后质元R 的速度变为零 33.一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a 、b 、c 为三个质元，a 正向上运动.由此可知（AC ） 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 34.一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为x=0.当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x=2m 的质点所处位置及运动情况是（A ） A .在其平衡位置下方且向上运动 B .在其平衡位置下方且向下运动 C .在其平衡位置上方且向上运动 D .在其平衡位置上方且向下运动 35．图中实线和虚线分别是x 轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s 时刻的波形图，x=1.2m 处的质点在t=0.03s 时刻向y 轴正方向运动，则(A ) A .该波的频率可能是125H Z B .该波的波速可能是10m/s C .t=0时x=1.4m 处质点的加速度方向沿y 轴正方向 D .各质点在0.03s 内随波迁移0.9m 36.A 、B 两列波在某时刻的波形如图所示，经过t =T A 时间（T A 为波A 的周期）， 两波再次出现如图波形，则两波的波速之比 v A ∶v B 可能是 （ABC ） A ．1∶3 B ．1∶2 C ．2∶1 D ．3∶1 37.如图所示，实线表示两个相干波源S 1、S 2发出的波的 波峰位置，则图中的_____点为振动加强点的位置.图中的 _____点为振动减弱点的位置. 答案:b ，a 38.一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，t =0时刻的波形如图1中实线所示，t =0.2s 时刻的波形如图1中的虚线所示，则（C ） A .质点P 的运动方向向右 B .波的周期可能为0.27s C .波的频率可能为1.25Hz D .波的传播速度可能为20m/s - S 1 S 2 学科教师辅导讲义 （4）三者关系：________________________________________ 2、波动图像：表示在波的传播方向上，介质中的各个质点在________________相对平衡位置的________。当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线. （1）由波的图像可获取的信息 ①从图像可以直接读出振幅（注意单位）. ②从图像可以直接读出波长（注意单位）. > ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向） ④可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置） ⑤在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向. （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点 一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律@ 研究内容 图象 物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移 随时间推移，图象沿传播方向平移图象变化， 随时间推移图象延续，但已有形状不 变 一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 例3、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=时的波形，求⑴这列波的波速 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 : 练习2、如图7-32-5所示，甲为某一波在t=时的图象，乙为对应该波动的P质点的振动图象。 ⑴说出两图中AA’的意义 ⑵说出甲图中OA’B图线的意义 ⑶求该波速v= ⑷在甲图中画出再经时的波形图。 % ⑸求再经过时P质点的路程s和位移。 练习题： 1.在波的传播过程中，下列有关介质中质点的振动说法正确的是( ) A．质点在介质中做自由振动 B．质点在介质中做受迫振动 · C．各质点的振动规律都相同 D．各质点的振动速度都相同 2.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是( ) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源左右振动形成的波是纵波 C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波 D．在固体中传播的波一定是横波 3.传播一列简谐波的介质中各点具有相同的( ) 《机械波》知识梳理 【波动形成和传播】 机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。 横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波。 【波的图像】 横波的图象 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表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波 简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 【波长频率与波速】 波长：两个相邻的、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。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 【波的反射和折射】 惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。 波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播 反射规律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射． 折射规律：折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比： 【波的衍射】 波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 【波的干涉】 干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。 【多普勒效应】 多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。 多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。 ②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。 1 《机械波》典型题 1．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s ．下列说法正确的是( ) A ．水面波是一种机械波 B ．该水面波的频率为6 Hz C ．该水面波的波长为3 m D ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 2．(多选)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( ) A ．振幅一定为A B ．周期一定为T C ．速度的最大值一定为v D ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离 E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同 3．(多选)一列简谐横波从左向右以v ＝2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( ) A ．A 质点再经过一个周期将传播到D 点 B ．B 点正在向上运动 C ．B 点再经过18T 回到平衡位置 D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过3 4T将到达波峰的位置 4．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法中正确的是( ) A．波速为0.5 m/s B．波的传播方向向右 C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动 E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置 5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝12 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝18 m处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是( ) A．该波的周期为12 s B．x＝12 m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18 m处的质点在波峰 C．在0～4 s内x＝12 m处和x＝18 m处的质点通过的路程均为6 cm D．该波的波长可能为8 m E．该波的传播速度可能为2 m/s 6．(多选)从O点发出的甲、乙两列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻两列波分别形成的波形如图所示，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处， 高中物理机械振动和机械波知识点 "机械振动和机械波是高中物理教学中的难点，有哪些知识点需要学生学习呢?下面我给大家带来高中物理课本中机械振动和机械波知识点，希望对你有帮助。 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动. (2)简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置. 简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大. (3)描述简谐运动的物理量 ①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅. ②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱. ③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即 T=1/f. (4)简谐运动的图像 ①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹. ②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线. ③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况. 2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小，它的周期就都是T. 3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型. (1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角<5. (2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力. (3)作简谐运动的单摆的周期公式为: ①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关. ②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关. ③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下，等效重力加速度g等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值). 4.受迫振动 (1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动. 机械振动、机械波 第一部分五年高考题荟萃 2009年高考新题 一、选择题 1.（09·全国Ⅰ·20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m 和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。 在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是（BC ） 解析：本题考查波的传播.该波的波长为4m.,PQ两点间的距离为3m..当波沿x轴正方向传播时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰,B正确.当沿x轴负方向传播时,P点处于向上振动时Q点应处于波谷,C对。 2.（09·全国卷Ⅱ·14）下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（AD ） A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍 解析：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致A正确.而各质点做简谐 运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C错.根据波的特点D正确。 3.（09·北京·15）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中的是（ D ） 不正确 ．．． A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 解析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误。故正确答案应为D。 4.（09·北京·17）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为 。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（ A ） 解析：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确。 5.（09·上海物理·4）做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，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 高中物理知识点总结：机械波 知识网络： 内容详解： 一、波的形成和传播： ●机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波。 ●机械波产生的条件有两个： ①要有做机械振动的物体作为波源。 ②是要有能够传播机械振动的介质。 ●横波和纵波： ①质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。 ②质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。 气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。 ●机械波的特点： ①每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动，后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。 ②波只是传播运动形式和振动能量，介质并不随波迁移。 振动和波动的比较： 两者的联系： 振动和波动都是物体的周期性运动，在运动过程中使物体回到原来平衡位置的力，一 般来说都是弹性力，就整个物体来看，所呈现的现象是波动。而对构成物体的单个质点来 看，所呈现的现象是振动，因此可以说振动是波动的起因，波动是振动在时空上的延伸， 没有振动一定没有波动，有振动也不一定有波动，但有波动一定有振动。 二者的区别： 从运动现象来看：振动是一个质点或一个物体通过某一中心，平衡位置的往复运动， 而波动是由振动引起的，是介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动。 从运动原因来看：振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用，而波动是由于 弹性介质中某一部分受到扰动后发生形变，产生了弹力而带动与它相邻部分质点也随同它 做同样的运动，这样由近及远地向外传开，在波动中各介质质点也受到回复力的作用。 从能量变化来看：振动系统的动能与势能相互转换，对于简谐运动，动能最大时势能 为零，势能最大时动能为零，总的机械能守恒，波在传播过程中，由振源带动它相邻的质 点运动，即振源将机械能传递给相邻的质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此 说波的传播过程是一个传播能量的过程，每个质点都不停地吸收能量，同时向外传递能 量，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来。 二、波的图像： ●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表示某一时刻各质 点偏离平衡位置的位移。 简谐波的图像是正弦曲线，也叫正弦波。 ●简谐波的波形曲线与质点的振动图像都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形 曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某个质 点”在“各个时刻”的位移。 由某时刻的波形图画出另一时刻的波形图： 平移法：先算出经时间Δt波传播的距离Δx=vΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx 即可。因为波动图像的重复性，若已知波长，则波形平移，则波形平移，时波形不变。当 Δx=nλ+x时,可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可。 特殊点法：在波形上找两个特殊点，如过平衡位置的点和与相邻的波峰、波谷点，先 确定这两点的振动方向，再看Δt=nT+t由于经nT波形不变,所以也采取去整nT留零t的方法,分别做出两个特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形。 三、波长、波速和频率（周期）的关系： ●描述机械波的物理量 ①波长：两个相邻的、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。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 ②频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 高中物理机械运动机械波部分知识点及习题修 订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】 机械运动与机械波 Ⅰ.基础巩固 一、机械振动 1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧做的往复运动． 振动的特点:①存在某一中心位置;②往复运动,这是判断物体运动是否是机械振动的条件. 产生振动的条件:①振动物体受到回复力作用;②阻尼足够小; 2、回复力：振动物体所受到的总是指向平衡位置的合外力． ①回复力时刻指向平衡位置;②回复力是按效果命名的, 可由任意性质的力提供．可以是 几个力的合力也可以是一个力的分力; ③合外力：指振动方向上的合外力，而不一定是 物体受到的合外力．④在平衡位置处：回复力为零，而物体所受合外力不一定为零．如 单摆运动，当小球在最低点处，回复力为零，而物体所受的合外力不为零． 3、平衡位置：是振动物体受回复力等于零的位置；也是振动停止后，振动物体所在位 置；平衡位置通常在振动轨迹的中点。“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是 指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点 时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平 衡状态） 二、简谐振动及其描述物理量 1、振动描述的物理量 （1）位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段． ①是矢量，其最大值等于振幅； ②始点是平衡位置，所以跟回复力方向永远相反； ③位移随时间的变化图线就是振动图象． （2）振幅：离开平衡位置的最大距离． ①是标量；②表示振动的强弱； （3）周期和频率：完成一次全变化所用的时间为周期T，每秒钟完成全变化的次数为频率f． ①二者都表示振动的快慢； ②二者互为倒数；T=1/f； ③当T和f由振动系统本身的性质决定时（非受迫振动），则叫固有频率与固有周期是定值，固有周期和固有频率与物体所处的状态无关． 2、简谐振动：物体所受的回复力跟位移大小成正比时，物体的振动是简偕振动． ①受力特征：回复力F=—KX。 ②运动特征：加速度a=一kx／m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置。简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大。 机械波 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、机械波 (1)机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波。 (2) 机械波的产生条件： ①波源：引起介质振动的质点或物体 ②介质：传播机械振动的物质 (3)机械波形成的原因：是介质内部各质点间存在着相互作用的弹力，各质点依次被带动。 (4)机械波的特点和实质 ①机械波的传播特点 a．前面的质点领先，后面的质点紧跟； b．介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的方向发生迁移； c．波中各质点振动的频率都相同； d．振动是波动的形成原因，波动是振动的传播； e．在均匀介质中波是匀速传播的。 ②机械波的实质 a．传播振动的一种形式； b．传递能量的一种方式。 (5)机械波的基本类型：横波和纵波 ①横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波。 表现形式：其中凸起部分的最高点叫波峰，凹下部分的最低 点叫波谷。横波表现为凹凸相间的波形。 实例：沿绳传播的波、迎风飘扬的红旗等为横波。 ②纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。 表现形式其中质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的 部分叫密部。纵波表现为疏密相间的波形。 实例：沿弹簧传播的波、声波等为纵波。 2、波的图象 (1)波的图象的建立 ①横坐标轴和纵坐标轴的含意义 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 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。 从形式上区分振动图象和波动图象，就看横坐标。 ②图象的建立：在xOy坐标平面上，画出各个质点的平衡位置x 与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x，y)，并把这些点连成曲线，就得到某一时刻的波的图象。 (2)波的图象的特点 ①横波的图象特点 横波的图象的形状和波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布形状相似。波形中的波峰也就是图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向最大值。波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。 在横波的情况下，振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线，就是波的图象，能直观地表示出波形。波的图象有时也称波形图或波形曲线。 ②纵波的图象特点 在纵波中，如果规定位移的方向与波的传播方向一致时取正值，位移的方向与波的传播方向相反时取负值，同样可以作出纵波的图 高中物理-“机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = 0.2s ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ） A .若波向右传播，则波的周期可能大于2s B .若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s C .若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s D .若波速是19m/s ，则波向右传播 2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m .若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ） A .甲为Q 点的振动图象 B .乙为振源S 点的振动图象 C .丙为P 点的振动图象 D .丁为P 点的振动图象 3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～ 3 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为10m /s ②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 上述说法中正确的是（ B ） A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 4.如图为一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（ D ） 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 5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ） A .此列波的波速约为13.3m /s B .t =0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下 C .波的周期一定是0.4s D .波的周期s n T 1 46.3+=(n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t =0.5s 时a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B ） A .波一定沿x 轴正方向传播 B .波长可能是8m C .周期可能是0.5s -5a 0 物理机械波知识点总结 导读：高中物理选修3-4机械波重要知识点 描述机械波的物理量——波长、波速和频率(周期)的关系 ⑴波长λ：两个相邻的、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。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 ⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 ⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 波的干涉和衍射 衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。 稳定的干涉现象中，振动加强区和减弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅等于两列波振幅之和，减弱区振幅等于两列波振幅之差。 判断加强与减弱区域的方法一般有两种：一是画峰谷波形图，峰峰或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。二是相干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。 高中物理选修3-4重要知识点 相对论的时空观 经典物理学的时空观(牛顿物理学的绝对时空观)：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。 相对论的时空观(爱因斯坦相对论的相对时空观)：空间和时间都与物质的运动状态有关。 相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。 时间和空间的相对性(时长尺短) 1.同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。 2.长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。 高中物理机械振动和机械波知识点 1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动. (2)简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置. 简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度 选修1高中物理高中物理-机械波测试题 一、机械波选择题 1．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a b 、两处的质点振动图象如图中a b 、所示，下列说法正确的（） A．该波的振幅可能是20cm B．该波的波长可能是14m C．该波的波速可能是10.5m/s D．该波由a传播到b可能历时11s 2．如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在x=6m 处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波（） A．沿x 轴的正方向传播，波速为2.5m/s B．沿x 轴的负方向传播，波速为2.5m/s C．沿x 轴的正方向传播，波速为100m/s D．沿x轴的负方向传播，波速为100m/s 3．一列简谐横波在t=1 3 s时的波形图如图a所示，P、Q是介质中的两个质点，图b是质 点Q的振动图象。则（） A．该列波沿x轴负方向传播B．该列波的波速是1.8m/s C．在t=1 3 s时质点Q 3 D．质点P的平衡位置的坐标x=3cm 4．有一列沿x 轴传播的简谐橫波，从某时刻开始，介质中位置在x=0 处的质点a和在 x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图 2所示．则下列说法正确的是( ) A．若波沿x轴负方向传播，这列波的最大波长为24m B．若波沿x 轴正方向传播，这列波的最大传播速度为 3m/s C．若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x 轴正方向传播 D．质点a处在波谷时，质点定b一定处在平衡位置且向 y 轴正方向振动 5．如图所示，一列简谐波向右以4 m/s 的速度传播，振幅为A。某一时刻沿波的传播方向上有a、b两质点，位移大小相等，方向相同.以下说法正确的是（） A．a、b两个质点在振动过程中位移总是相同 B．再经过 0.25 s，a质点回到平衡位置且向下振动 C．再经过 0.5 s，a、b两质点位移第一次大小相等、方向相反 D．在接下来的 0.5s 内 a质点的路程为2A 6．两列简谐波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（）． A．平衡位置为x=6cm的质点此刻速度为零 B．平衡位置为x=8.5cm处的质点此刻位移y>20cm C．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=4cm处的质点的位移y=0 D．随着波的传播，在相遇区域会出现某质点的振动位移达到y=40cm 7．一列横波沿x轴传播，图中实线表示t=0时刻的波形，虚线表示从该时刻起经0.005s 后的波形______． 高中物理选修3-4机械振动机械波光学知识 点汇总 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 机械振动 一、基本概念 1.机械振动：物体（或物体一部分）在某一中心位置附近所做的往复运动 2.回复力F ：使物体返回平衡位置的力，回复力是根据效果（产生振动加速度，改变速度的大小，使物体回到平衡位置）命名的，回复力总指向平衡位置，回复力是某几个力沿振动方向的合力或是某一个力沿振动方向的分力。（如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力，不能说成是重力和拉力的合力） 3.平衡位置：回复力为零的位置（物体原来静止的位置）。物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零（例如单摆中平衡位置需要向心力）。 4.位移x ：相对平衡位置的位移。它总是以平衡位置为始点，方向由平衡位置指向物体所在的位置，物体经平衡位置时位移方向改变。 5.简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。 （1）动力学表达式为：F = -kx F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 （2）运动学表达式：x ＝A sin(ωt ＋φ) （3）简谐运动是变加速运动．物体经平衡位置时速度最大，物体在最大位移处时速度为零，且物体的速度在最大位移处改变方向。 （4）简谐运动的加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体指向平衡位置 的(或沿振动方向的)加速度m kx a -=.由此可知，加速度的大小跟位移大小成正 比，其方向与位移方向总是相反。故平衡位置F 、x 、a 均为零，最大位移处F 、x 、a 均为最大。 （5）简谐运动的振动物体经过同一位置时，其位移大小、方向是一定的，而速度方向却有指向或背离平衡位置两种可能。 （6）简谐运动的对称性 ①瞬时量的对称性：做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系．速度的大小、动能也具有对称性，速度的方向可能相同或相反。 ②过程量的对称性：振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC ＝t CB ；质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间也相等。 6.振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱和能量的物理量，无正负之分。 7.周期T 和频率f ：表示振动快慢的物理量。完成一次全振动所用的时间叫周期，单位时间内完成全振动次数叫频率，大小由系统本身的性质决定（与振幅无关），所以叫固有周期和频率。任何简谐运动都有共同的周期公式： k m T π 2=（其中m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式 1 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） “机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = 0.2s ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ） A.若波向右传播，则波的周期可能大于2s B.若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s C.若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s D.若波速是19m/s ，则波向右传播 2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m.若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ） A.甲为Q 点的振动图象 B.乙为振源S 点的振动图象 C.丙为P 点的振动图象 D.丁为P 点的振动图象 3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～3m 左 0.2m 右 P S y x 甲 O T 2T y x 丙 O T 2T y x 乙 O T 2T y x 丁 O T 2T x /m y /m 2 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为10m /s ②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上 上述说法中正确的是（ B ） A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 4.如图为一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（ D ） 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 5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ） A .此列波的波速约为13.3m /s B .t =0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下 C .波的周期一定是0.4s D .波的周期s n T 1 46 .3+= (n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t =0.5s 时a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B ） A .波一定沿x 轴正方向传播 B .波长可能是8m C .周期可能是0.5s D .波速一定是24m /s x /m y /cm 8 O 10 6 2 4 12 x /m y /cm -55 b x 第三章机械波 波：振动的传播称为波动，简称波。 横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波。在横波 中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波。在 纵波中，质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。 如，声波时纵波。 介质：波借以传播的物质，叫作介质 机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。注意：介质本身并不随波一起传播。 简谐波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。 波长：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长，通常用λ表示（图3.2-3）。 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。 波速：机械波在介质中传播的速度为 *注：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，波速是不同的。 思考题：波的传播方向-三角形法 下图，波向x轴负向传播 波的反射：当水波遇到挡板时会发生反射。反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 波的折射：波从一种介质进入另一种介质都会发生折射现象。 波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。 波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 波的干涉：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉。形成的这种稳定图样叫作干涉图样。 应用：主动降噪 多普勒效应：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化。这种现象叫作多普勒效应。 在运动的波源前面，波被压缩，波长变 得较短，频率变得较高；在运动的波源 后面时，会产生相反的效应。波长变得 较长，频率变得较低；波源的速度越高， 所产生的效应越大。 例如：当一辆救护车迎面驶来的时候， 听到声音比原来纤细；而车离去的时候 声音的音高比原来雄浑。 “机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = 0.2s ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ） A .若波向右传播，则波的周期可能大于2s B .若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s C .若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s D .若波速是19m/s ，则波向右传播 2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m .若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ） A .甲为Q 点的振动图象 B .乙为振源S 点的振动图象 C .丙为P 点的振动图象 D .丁为P 点的振动图象 3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～3m 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为10m /s ②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 上述说法中正确的是（ B ） A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 4.如图为一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（ D ） 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 5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ） A .此列波的波速约为13.3m /s B .t =0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下 C .波的周期一定是0.4s D .波的周期(n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t =0.5s 时a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B ） A .波一定沿x 轴正方向传播 B .波长可能是8m 左 0.2m 右 P S Q y x 甲 T 2T y x 丙 O T 2T y x 乙 T 2T y x 丁 T 2T x /m y /cm 8 10 6 2 4 12 x /m y /cm 5 2 3 1 4 -5 7 6 8 P x /m y /m -1 2 3 1 -2 -3 高中物理：机械波测试题(含答案) 考试时间90分钟满分100分 一、选择题（本题共12个小题每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一个选项正确,第9~12题不止一个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分） 1．关于振动和波的关系,下列说法正确的是() A．如果波源停止振动,已经振动的质点将继续振动,未振动的质点则不会振动 B．发声体在振动时,一定会产生声波 C．机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递 D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程 2．如图所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的波形,由图可判断A点刚开始的振动方向是() A．向左 B．向右 C．向下 D．向上 3．下列关于机械波的说法中,正确的是() A．发生干涉现象时,介质中振动加强点,振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零 B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 C．在一个周期内,介质的质点所通过的路程等于波长 D．某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大 4．一列沿x轴传播的简谐横波,波速为10 m/s,在t＝0时刻的波形图线如图2所示,此时x＝1.0 m处的质点正在向y轴负方向运动,则() A．此波一定沿x轴正方向传播 B．x＝1.0 m处的质点做简谐运动的周期为0.20 s C．t＝0时刻x＝1.5 m处的质点具有最大速度 D．再经1.0 s,x＝1.5 m处的质点通过的路程为10 m 5．一质点做简谐运动时,其振动图象如图所示．由图可知,在t1和t2时刻,质点运动的() A．位移相同 B．回复力相同 C．速度相同 D．加速度相同 6．一弹簧振子振幅为A,从最大位移处经过时间t0第一次到达平衡位置,若振子从平衡位置处经过 时的加速度大小和动能分别为a1和E1,而振子位移为时加速度大小和动能分别为a2和E2,则a1、a2和E1、E2的大小关系为() A．a1＞a2,E1＜E2 B．a1＞a2,E1＞E2 C．a1＜a2,E1＜E2 D．a1＜a2,E1＞E2 7．如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B间做简谐振动,下列说法正确的是() A．振子在A、B处的加速度和速度均为零 B．振子通过O点后,加速度方向改变 机 械振动 一、基本概念 1.机械振动：物体（或物体一部分）在某一中心位置附近所做的往复运动 2.回复力F ：使物体返回平衡位置的力，回复力是根据效果（产生振动加速度，改变速度的大小，使物体回到平衡位置）命名的，回复力总指向平衡位置，回复力是某几个力沿振动方向的合力或是某一个力沿振动方向的分力。（如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力，不能说成是重力和拉力的合力） 3.平衡位置：回复力为零的位置（物体原来静止的位置）。物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零（例如单摆中平衡位置需要向心力）。 4.位移x ：相对平衡位置的位移。它总是以平衡位置为始点，方向由平衡位置指向物体所在的位置，物体经平衡位置时位移方向改变。 5.简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。 （1）动力学表达式为：F = -kx F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条 件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 （2）运动学表达式：x ＝A sin(ωt ＋φ) （3）简谐运动是变加速运动．物体经平衡位置时速度最大，物体在最大位移处时速度为零，且物体的速度在最大位移处改变方向。 （4）简谐运动的加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体指向平衡位置的(或沿振动方向的)加速度m kx a - =.由此可知，加速度的大小跟位移大小成正比，其方向与位移方向总是相反。故平衡位置F 、x 、a 均为零，最大位移处F 、x 、a 均为最大。 （5）简谐运动的振动物体经过同一位置时，其位移大小、方向是一定的，而速度方向却有指向或背离平衡位置两种可能。 （6）简谐运动的对称性 ①瞬时量的对称性：做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系．速度的大小、动能也具有对称性，速度的方向可能相同或相反。 ②过程量的对称性：振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC ＝t CB ；质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间也相等。 6.振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱和能量的物理量，无正负之分。 7.周期T 和频率f ：表示振动快慢的物理量。完成一次全振动所用的时间叫周期，单位时间内完成全振动次数叫频率，大小由系统本身的性质决定（与振幅无关），所以叫固有周期和频率。任何简谐运动都 有共同的周期公式：k m T π 2=（其中m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数，对于弹簧振子k 就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度系数）。 8.相位(ωt+φ)：是用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态的物理量，其单位为弧度． 二、典型的简谐运动 1.弹簧振子 （1）简谐运动条件：①弹簧质量忽略不计②无摩擦等阻力③在弹性限度内上海高一物理机械波的产生和描述
高中物理《机械波》知识梳理
高中物理《机械波》典型题(精品含答案)
高中物理机械振动和机械波知识点.doc
高中物理机械振动机械波习题含答案解析
高中物理知识点总结：机械波.doc
高中物理机械运动机械波部分知识点及习题修订版
高中物理知识点机械波详解和练习
高中物理-“机械波”练习题
物理机械波知识点总结
选修1高中物理高中物理-机械波测试题
高中物理选修3-4机械振动机械波光学知识点汇总
人教版高中物理选修3-4“机械波”练习题
高中物理-机械波-知识点
高考物理机械波练习题及答案
高中物理：机械波测试题(含答案)
高中物理选修机械振动机械波光学知识点