機械波專題-機械波、疊加(學生版)

機械波專題----機械波、疊加一、機械波1、定義：機械振動在介質(zhì)中傳播就形成機械波2、機械波產(chǎn)生的必要條件是：〔1〕有作機械振動的物體作為波源；〔2〕有能傳播機械振動的介質(zhì)。3、分類橫波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直．凸起局部叫波峰，凹下局部叫波谷縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一直線上。質(zhì)點分布密的叫密部，疏的局部叫疏部，液體和氣體不能傳播橫波4、機械波的特點：①每個質(zhì)點都在自己平衡位置附近作振動，并不隨波遷移②后一質(zhì)點重復(fù)前一質(zhì)點的運動，各質(zhì)點的周期、頻率及起振方向都與波源相同。5、描述機械波的物理量關(guān)系：注意：波的頻率由振源決定，在任何介質(zhì)中傳播波的頻率不變。波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，唯一不變的是頻率(或周期)，波速與波長都發(fā)生變化，波速取決于介質(zhì)，一般與頻率無關(guān)。6、波的圖象〔1〕坐標軸：規(guī)定用橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移，連結(jié)各質(zhì)點位移量末端得到的曲線叫做該時刻波的圖象〔2〕波圖象的重復(fù)性：相隔時間為周期的整數(shù)倍的兩個時刻的波的圖象是相同的；波傳播方向雙向性：不指定波的傳播方向時，圖象中波可能向x軸正向或x軸負向傳播；〔3〕橫波圖象的應(yīng)用：①可知波動中質(zhì)點的振幅和波長②假設(shè)波的傳播方向，可知介質(zhì)質(zhì)點的振動方向，反之亦然。③相鄰的波峰波谷點間的質(zhì)點振動方向相同④相鄰平衡位置間以波峰〔或波谷〕對稱的質(zhì)點振動方向相反．⑤假設(shè)知波速v，可求此時刻以后的波形圖，方法是把波形圖平移Δx=vΔt的距離?！?〕波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向關(guān)系確定方法。①微平移法：所謂微移波形，即將波形沿波的傳播方向平衡微小的一段距離得到經(jīng)過微小一段時間后的波形圖，據(jù)質(zhì)點在新波形圖中的對應(yīng)位置，便可判斷該質(zhì)點的運動方向。如下圖，原波形圖〔實線〕沿傳播方向經(jīng)微移后得到微小一段時間的波形圖〔虛線〕，M點的對應(yīng)位置在M′處，便知原時刻M向下運動。②上下坡法沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質(zhì)點向下振動。"下坡"處的質(zhì)點向上振動。如下圖，簡稱“上坡下，下坡上”型題1：判定波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向【例題1】一簡諧橫波在x軸上傳播，在某時刻的波形如下圖。此時質(zhì)點F的運動方向向下，那么〔〕A．此波朝x軸負方向傳播B．質(zhì)點D此時向下運動C．質(zhì)點B將比質(zhì)點C先回到平衡位置D．質(zhì)點E的振幅為零【例題2】簡諧橫波某時刻的波形圖如圖10所示。由此圖可知〔〕A．假設(shè)質(zhì)點a向下運動，那么波是從左向右傳播的B．假設(shè)質(zhì)點b向上運動，那么波是從左向右傳播的C．假設(shè)波從右向左傳播，那么質(zhì)點c向下運動D．假設(shè)波從右向左傳播，那么質(zhì)點d向上運動型題2：波動圖象與振動圖象的關(guān)系【例題1】如下圖，甲為某一簡諧橫波在t=1.0s時刻的圖象，乙為參與波動的某一質(zhì)點的振動圖象?！?〕兩圖中的AA’、OC各表示什么物理量？量值各是多少？〔2〕說明兩圖中OA’B段圖線的意義？〔3〕該波的波速為多大？〔4〕畫出再經(jīng)過0.25s后的波動圖象和振動圖象?！?〕甲圖中P點此刻的振動方向?！纠}2】一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，圖1是t=1s時的波形圖，圖2是波中某振動質(zhì)元位移隨時間變的振動圖線〔兩圖用同一時間起點〕，那么圖2可能是圖1中哪個質(zhì)元的振動圖線？A．x=0處的質(zhì)元B．x=1m處的質(zhì)元C．x=2m處的質(zhì)元D．x=3m處的質(zhì)元【例題3】一列簡諧機械橫波某時刻的波形如下圖，波源的平衡位置坐標為。當波源質(zhì)點處于其平衡位置上方且向下運動時，介質(zhì)中平衡位置坐標的質(zhì)點所處位置及運動情況是〔〕A．在其平衡位置下方且向上運動B．在其平衡位置上方且向下運動C．在其平衡位置上方且向上運動D．在其平衡位置上方且向下運動型題3：波長、波速和周期〔頻率〕的關(guān)系【例題1】一簡諧橫波在某一時刻的波形圖如下圖，圖中位于a、b兩處的質(zhì)元經(jīng)過四分之一周期后分別運動到、處。某人據(jù)此做出如下判斷：①可知波的周期，②可知波的傳播速度，③可知的波的傳播方向，④可知波的波長。其中正確的選項是〔〕A．①和④ B．②和④ C．③和④ D．②和③【例題2】一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖中的虛線所示，那么Ａ．質(zhì)點P的運動方向向右Ｂ．波的周期可能為0.27sＣ．波的頻率可能為1.25HzＤ．波的傳播速度可能為20m/s【例題3】A、B兩列波在某時刻的波形如下圖，經(jīng)過t＝TA時間(TA為波A的周期)，兩波再次出現(xiàn)如圖波形，那么兩波的波速之比VA：VB可能是(A)1：3(B)1：2(C)2：1 (D)3：1【例題4】一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形圖如下圖，a、b、c為三個質(zhì)元，a正向上運動。由此可〔〕A．該波沿x軸正方向傳播B．c正向上運動C．該時刻以后，b比c先到達平衡位置D．該時刻以后，b比c先到達離平衡位置最遠處【例題5】如圖6－11所示，一列在x軸上傳播的橫波t0時刻的圖線用實線表示，經(jīng)Δt＝0.2s時，其圖線用虛線表示。此波的波長為2m，那么以下說法正確的選項是：〔〕A．假設(shè)波向右傳播，那么最大周期為2sB．假設(shè)波向左傳播，那么最大周期為2sC．假設(shè)波向左傳播，那么最小波速是9m/sD．假設(shè)波速是19m/s，那么波的傳播方向向左型題4：“前鋒波”問題【例題1】一質(zhì)點從t＝0時刻開始以坐標原點O為中心在y軸上做簡諧運動，其振動圖象如圖1所示，0.3s后，此質(zhì)點停止運動。振動在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1.0m/s，此質(zhì)點停止振動后，再經(jīng)過0【例題2】一列簡諧橫波，在t＝0時的波形圖如圖2所示，P、Q兩點的x坐標分別為－1m、－7m，波的傳播方向由右向左〔即沿x軸負方向〕，t＝0.7s時，P質(zhì)點第二次出現(xiàn)波峰，那么以下表達正確的選項是〔〕A．t＝1.2s時，Q質(zhì)點第一次出現(xiàn)波峰B．t＝0.9s時，Q質(zhì)點第一次出現(xiàn)波峰C．波源的起振方向一定沿y軸正方向D．質(zhì)點Q位于波峰時，質(zhì)點P正好位于波谷型題5：作出兩列波疊加后的波形圖【例1】如圖23甲所示，兩列相同的波相向傳播，當它們相遇時，圖23乙中可能的波形是：abcabcdB．圖〔b〕和圖(c);C．圖〔c〕和圖(d);D．圖〔a〕和圖(d)?！纠?】如圖28所示，一波源在繩的左端發(fā)生半個波1，頻率為f1，振幅為A1；同時另一波源在繩的右端發(fā)生半個波2，頻率為f2，振幅為A2。圖中AP=PB，由圖可知〔〕ABABP12B、兩列波相遇時，P點的波峰可達〔A1+A2〕；C、兩列波相遇后各自保持原來波形獨立傳播；D、兩列波相遇時，繩上振幅可達〔A1+A2〕的質(zhì)點只有一點?！纠?】在一條弦線的兩端，各發(fā)生一個如圖3所示的橫脈沖，它們均沿弦線傳播，速度相等，傳播方向相反。在它們傳播的過程中，可能出現(xiàn)的脈沖圖是〔〕abab甲乙1212【例4】兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波，如圖29〔甲〕所示，在相遇的某一時刻兩列波“消失”，如圖29〔乙〕，此時圖中a、b質(zhì)點的振動方向是：A．a(chǎn)向上，b向下；B．a(chǎn)向下，b向上；C．a(chǎn)、b都靜止；D．a(chǎn)、b都向上。練習：OxyA1.一列橫波沿直線傳播，某時刻的波形如下圖，質(zhì)點A距坐標原點0.2m，此時A點向yOxyAA.這列波頻率是10HzB.這列波向左傳播C.這列波波長為0.8mD.這列波的波速為2m/sy/cm0P1359Qx/m??y/cm0P1359Qx/m??A.這列波的波長是5mB.這列波的波速是10m/sC.質(zhì)點Q要經(jīng)過0.7s才能第一次到達波峰處D.質(zhì)點Q到達波峰處時質(zhì)點P也恰好到達波峰處3.如圖為一列在均勻介質(zhì)中傳播的簡諧橫波在t=4s時刻的波形圖，假設(shè)振源在坐標原點O處，波速為2m/s，那么〔〕x/my/cm5O2x/my/cm5O2314-55768P1QB.P點振幅比Q點振幅小C.再經(jīng)過△t=4s，質(zhì)點P將向右移動8mD.再經(jīng)過△t=4s，質(zhì)點Q通過的路程是0.4mx/my/cmO12345-1-24.一簡諧橫波在圖中x軸上傳播，實線和虛線分別是t1時刻和x/my/cmO12345-1-2A.1m/sB.3m/sC.5m/sD.10m/s0y/cmx/mab0y/cmx/mab20－20135A.圖示時刻質(zhì)點b的加速度正在減小B.從圖示時刻開始，經(jīng)過0.01s，質(zhì)點a通過的路程為0.4mC.假設(shè)此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象，那么該波所遇到的波的頻率為50HzD.假設(shè)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，那么該波所遇到的障礙物或孔的尺寸一定小于4m6.如下圖，在xOy平面內(nèi)有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為1m/s，振幅為4cm，頻率為2.5HZ．在t=0時刻〔P、Q兩點均已振動〕P點位于其平衡位置上方最大位移處，那么距P點為0.2m的Q點〔〕A.在0.1s時的位移是4cmB.在0.1s時的速度最大C.在0.1s時的速度方向向上D.在0到0.1s時間內(nèi)的路程是8cm7.一簡諧橫波正沿x軸的正方向在彈性繩上傳播，振源的周期為0.4s，波的振幅為0.4m．在t0時刻波形如下圖，那么在t0+0.3s時〔〕A.質(zhì)點P正處于波谷B.質(zhì)點Q正經(jīng)過平衡位置向上運動C.質(zhì)點Q通過的總路程為1.2mD.質(zhì)點M正處于波谷Oy/mQx/mPN8Oy/mQx/mPNA.質(zhì)元Q和質(zhì)元N均處于加速運動過程中B.質(zhì)元Q和質(zhì)元N均處于減速運動過程中C.質(zhì)元Q處于加速運動過程中，質(zhì)元N處于減速運動過程中D.質(zhì)元Q處于減速運動過程中，質(zhì)元N處于加速運動過程中36511y/cmx/cm2-2O9.如下圖，是一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t36511y/cmx/cm2-2OA.波速一定是0.4m/sB.在Δt內(nèi)波的傳播距離位14cmC.波長為15cmD.在t/時刻P點的振動方向為y軸正方向y/cmx/m442-2-4O612y/cmx/m442-2-4O612y/cmt/s442-2-4O61211tx=1.0mA.v=1.0m/s，t=0B.v=1.0m/s，t=6sC.t=0，波向x正方向傳播D.t=5s，波向x正方向傳播11.圖1是t=1.0s時沿x軸負方向傳播的平面簡諧波的圖象，波速v=1.0m/s.對于x=1.0m處的質(zhì)元的振動圖象可能是下面圖2、圖3中①②③④中的〔〕y/cmt=1.0sx/mO42y/cmt=1.0sx/mO42-2-4612圖1圖2y/cmt=1.0st/sO42-2-4612①②y/cmt=1.0st/sO42-2-4612圖3③④1y/cmx/mO10-10PM甲y/cmx/mO10-10PM甲y/cmx/mO10-10Q乙A.如果這兩列波相遇可能發(fā)生穩(wěn)定的干預(yù)圖樣B.甲波的周期大于乙波的周期C.甲波中P處質(zhì)點比M處質(zhì)點先回到平衡位置D.從圖示時刻開始，經(jīng)過1.0s，P、Q質(zhì)點通過的路程均為1.2mPQv13.一列簡諧橫波向右傳播，波速為v，沿波傳播方向有相距為L的P、Q兩質(zhì)點，如以下圖所示，某時刻P、Q兩質(zhì)點都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個波峰，經(jīng)過時間t，Q質(zhì)點第一次運動成為這個波峰點，那么PQvA．1個B．2個C．3個D．4個y/mOx/m246810PQv0.2-0.2y/mOx/m246810PQv0.2-0.2A.這列波的周期為0.5sB.再經(jīng)過0.4s，質(zhì)點P第一次回到平衡位置C.再經(jīng)過0.7s，x=9m處的質(zhì)點Q到達波峰處D.質(zhì)點Q到達波峰時，質(zhì)點P恰好到達波谷處15.一列沿x軸正向傳播的簡諧波，在x1=2.0m和x2=12m處的兩質(zhì)點的振動圖象分別如圖中的實線和虛線所示.根據(jù)圖對簡諧波的波長和波速有如下一些判斷：Oy/cmt/sOy/cmt/s5-524③最大波速等于1.0m/s④最大波速等于5.0m/s以上判斷正確的選項是〔〕A．①和③B．②和③C．②和④D．①和④x/my/m-1O231-2-316.一列橫波在x/my/m-1O231-2-3①該波最大速度為10m/s②質(zhì)點振動周期的最大值為0.4s③在t+o.2s時，x=3m的質(zhì)點位移為零④假設(shè)波沿x軸正方向傳播，各質(zhì)點剛開始振動時的方向向上上述說法中正確的選項是〔〕A.①②B.②③C.③④D.①④y/cmx/mP0.22-20.6-0.20.80.4MQv1.01.2v17.如下圖，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，兩列波的速度均為v=0.4m/s，兩列波的振幅均為Ay/cmx/mP0.22-20.6-0.20.80.4MQv1.01.2vA.t=1s時刻，質(zhì)點M的位移為-4cmB.t=1s時刻，質(zhì)點M的位移為4cmC.t=0.75s時刻，質(zhì)點P、Q都運動到M點D.質(zhì)點P、Q的起振方向都沿y軸方向x/my/cm5O2314-55x/my/cm5O2314-55768P1QA.振源O開始振動時的方向沿y軸正方向B.P點振幅比Q點振幅小C.再經(jīng)過△t=4s，質(zhì)點P將向右移動8mD.再經(jīng)過△t=4s，質(zhì)點Q通過的路程是0.4m19.一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻其波形如下圖.以下說法正確的選項是〔〕yOx/cmyOx/cm123456PQRB.由波形圖可知該波的周期C.經(jīng)1/2周期后質(zhì)元P運動到QD.經(jīng)1/4周期后質(zhì)元P的速度變?yōu)榱鉧bcx20.abcxA.該波沿x軸正方向傳播B.C正向上運動C.該時刻以后，b比c先到達平衡位置D.該時刻以后，b比c先到達離平衡位置最遠處21.一列簡諧機械橫波某時刻的波形圖如下圖，波源的平衡位置坐標為x=0.當波源質(zhì)點處于其平衡位置上方且向下運動時，介質(zhì)中平衡位置坐標x=2m的質(zhì)點所處位置及運動情況是y/cmx/my/cmx/mO10123456B.在其平衡位置下方且向下運動C.在其平衡位置上方且向上運動D.在其平衡位置上方且向下運動y/cmx/mO5-522．圖中實線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡諧橫波在t=0和y/cmx/mO5-5A.該波的頻率可能是125HZB.該波的波速可能是10m/sC.t=0時x=1.4m處質(zhì)點的加速度方向沿y軸正方向D.各質(zhì)點在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m23.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖1中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖1中的虛線所示，那么〔〕y/mx/m圖1OPy/mx/m圖1OPC.波的頻率可能為1.25HzD.波的傳播速度可能為20m/s24.關(guān)于兩列波的穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象，以下說法正確的選項是〔〕A.任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象B.發(fā)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的兩列波，它們的頻率一定相同C.在振動減弱的區(qū)域，各質(zhì)點都處于波谷D.在振動加強的區(qū)域，有時質(zhì)點的位移等于零cS1S2abd25.如下圖，ScS1S2abdA.該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c質(zhì)點振動最強，d質(zhì)點振動既不是最強也不是最弱B.該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c、d質(zhì)點振動都最強C.a質(zhì)點的振動始終是最弱的，b、c、d質(zhì)點的振動始終是最強的D.再過T/4后的時刻a、b、c三個質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，因此振動最弱02-224681012x/my/02-224681012x/my/cm圖3A．x＝4m處質(zhì)點具有正向最大加速度B．x＝2m處質(zhì)點具有負向最大速度C．x＝0處質(zhì)點一定有負向最大加速度D．x＝6m處質(zhì)點通過的路程為20cm04-4x/my/cmPQ圖427．如圖4所示，在xoy平面內(nèi)，有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為104-4x/my/cmPQ圖4A．在0.1s時的位移為4cmB．在0.1s時的速度最大C．在0.1s時速度方向向下D．在0～0.1s內(nèi)的路程為4cm00yx0txabcd甲乙圖528．一列沿x軸傳播的簡諧橫波某時刻的波形圖象如圖5甲所示．假設(shè)從此時刻開始計時，那么圖5乙表示a、b、c、d中哪個質(zhì)點的振動圖象()A．假設(shè)波沿x軸正方向傳播，那么乙圖為a點振動的圖象B．假設(shè)波沿x軸正方向傳播，那么乙圖為b點振動的圖象C．假設(shè)波沿x軸負方向傳播，那么乙圖為c點振動的圖象D．假設(shè)波沿x軸負方向傳播，那么乙圖為d點振動的圖象29．關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說法正確的選項是〔〕A．多普勒效應(yīng)是由波的干預(yù)引起的B．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了變化C．多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的D．只有聲波才可以有多普勒效應(yīng)30．當波出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象時，可能是A．波長比障礙物尺寸小得多B．波長比障礙物尺寸大得多C．波長與障礙物尺寸相差不多D．波長與障礙物尺寸相差較多yxvOab31．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其波速為8m/s，頻率為20Hz，在x軸上有兩點a和b，如圖，相距0.5myxvOabA．具有正向最大位移B．具有正向最大速度C．具有正向最大加速度D．具有負向最大位移32一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t=0時刻的波形如下圖.此時平衡位置位于x=3m處的質(zhì)點正在向上運動，假設(shè)a、b兩質(zhì)點平衡位置的坐標分別為xa=2.5m,