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文檔簡介
機械波
考點一機械波與波的圖象
1.機械波
(1)機械波的形成條件
①有發(fā)生機械振動的波源.
②有傳播介質(zhì),如空氣、水等.
⑵傳播特點
①機械波傳播的只是振動的彪式和能量,質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動,并不隨
波遷移.
②波傳到任意?點,該點的起振方向都和波源的起振方向相同.
③介質(zhì)中每個質(zhì)點都做受迫振動,因此,任一質(zhì)點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和
周期相同.
④波源經(jīng)過一個周期7完成一次全振動,波恰好向前傳播一個波長的距離,。=:=乜
2?波的圖象
(1)坐標軸:橫軸表示各質(zhì)點的平衡位.置,縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位梃
(2)意義:表示在波的傳播方向上,某時刻各質(zhì)點離開平衡位置的位移.
(3)圖象(如圖1)
3.波長、波速、頻率及其關系
(1)波長九在波的傳播方向上,振動相位總是相回的兩個相鄰質(zhì)點間的距離.
(2)波速火波在介質(zhì)中的傳播速度,由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定.
(3)頻率/:由波源決定,筆于波源的振動頻率.
(4)波長、波速和頻率的關系:〃=;=":
技巧點撥
1?波的周期性
⑴質(zhì)點振動〃T("=0,1,2,3,…)時,波形不變.
(2)在波的傳播方向上,當兩質(zhì)點平衡位置間的距離為成(〃=1,2,3,…)時,它們的振動步調(diào)
總相同;當兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2〃+1),〃=0,123,一)時,它們的振動步調(diào)總相反.
2?波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判
沿波的傳播方向,“上坡”時質(zhì)y—V
“上下下坡上二、
點向下振動,“下坡”時質(zhì)點向
0
坡”法
上振動上坡下x
y
“同波形圖上某點表示傳播方向和
U
側”法振動方向的箭頭在圖線同側
[J、
將波形沿傳播方向進行微小的
y小--v“一
“微平平移,再由對應同一戈坐標的兩
u
移”法波形曲線上的點來判斷振動方
向
例題精練
1.(多選)某同學漂浮在海面上,雖然水面波正平穩(wěn)地以L8m/s的速率向著海灘傳播,但他并
不向海灘靠近.該同學發(fā)現(xiàn)從第I個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15s.下列說法
正確的是()
A.該水面波的頻率為6Hz
B.該水面波的波長為3m
C.水面波沒有將該同學推向岸邊,是因為波傳播時能量不會傳遞出去
D.水面波沒有將該同學推向岸邊,是因為波傳播時振動的質(zhì)點并不隨波遷移
答案BD
解析從第1個波峰到第10個波峰經(jīng)歷了9個波形,時間間隔為15s,所以其振動周期為T
="s=5s,頻率為?=0.6Hz,A錯誤;波長1.8X,m=3m,B正確;波傳播
93T3
過程中,傳播的是振動形式,能量可以傳遞出去,但質(zhì)點并不隨波遷移,C錯誤,D正確.
2.如圖2,兩種不同材料的彈性細繩在。處連接,2=0時刻開始從平衡位置向上抖動。點,
形成以。點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波①和②,5s時O點第二次到達波峰,此時繩
上距離。點5m處的質(zhì)點力第一次到達波峰,已知波②的傳播速度為1.5m/s,OB間距離為
9m,下列說法正確的是()
①
OB
圖2
A.8點的振動周期為5s
B?波①的傳播速度為Im/s
C.波②的波長為9m
D.B點起振時,A點處于平衡位置
答案D
解析各質(zhì)點振動周期和法源振動周期一致,波源的振動周期為T,根據(jù)。點/=0時刻開始
從平衡位矍上振,5s時。點第二次到達波峰可知,5r=5s,解得:7=4s,故A錯誤;5s
4
5
時距離0點5m處質(zhì)點A第一次到達波峰,即波①從0傳播到力用了4s,即v1=m/s=
4
1.25m/s,故B錯誤:波②的波長為/L2=D7=1.5X4m=6m,故C錯誤:傳播到8點,需用
0
時/=]5S=6S,此時4振動了2S,即半個周期,剛好回到平衡位置,故D正確.
3.(多選)如圖3所示為?列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某?時刻的圖象,已知波的傳播速
度。=2.0m/s,關于圖象中〃、上兩處的質(zhì)點,下列說法中正確的是()
圖3
A.a處的質(zhì)點此時具有沿j軸正方向的最大速度
B.a處的質(zhì)點再經(jīng)0.15s具有沿),軸正方向的最大加速度
C.a處的質(zhì)點再經(jīng)1.55s具有最大動能
D.在波的形成過程中,。史的質(zhì)點振動().15s,力處的質(zhì)點開始振動
答案ABD
解析因波沿x軸正方向特播,根據(jù)''平移法”可知,a處的質(zhì)點此時具有沿y軸正方向的
最大速度,選項A正確;圓周期r='=°4s=o.2s,可知a處的質(zhì)點再經(jīng)0.15s=3r時到達
v2.04
最低點,此時具有沿y軸正方向的最大加速度,選項B正確:。處的質(zhì)點再經(jīng)1.55s在最低
點,此時動能為0,選項C錯誤;因。、匕兩質(zhì)點的平衡位置相差%,則在波的形成過程中,
4
兩質(zhì)點開始起振的時間相差37=0]5s,即。處的質(zhì)點振動0.15s,力處的質(zhì)點開始振動,選
4
項D正確.
4.一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿X軸負方向傳播,已知x=5>l處質(zhì)點的振動方程為y=/cos
4
(看下一時刻的位移)(將波沿傳播方向平移)
隨時間推移,圖象延續(xù),但已有隨時間推移,圖象沿波的傳播方向
A/后的圖形
形狀不變平移,原有波形做周期性變化
(1)縱坐標均表示質(zhì)點的位移
(2)縱坐標的最大值均表示振幅
聯(lián)系
(3)波在傳播過程中,各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動,每一個質(zhì)
點都有自己的振動圖象
例題精練
5.如圖4所示,圖甲是f=5s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖,圖乙為這到波上
B.圖乙可能是質(zhì)點b的振動圖象
C.質(zhì)點c的振動方程為y=6sin(:/+7i)cm
D.f=10s時,。點的振動方向向上
答案C
解析由題圖甲可得2=8m,由題圖乙可得7=4s,所以橫波的波速為。='=2m/s,故A
T
錯誤;由題圖甲可知1=5s時,質(zhì)點位于平衡位置且向上振動,由題圖乙可知,5s時質(zhì)點
處于波峰位置,故B錯誤:由題圖甲可知,質(zhì)點。的振動方程y=6sin('+7t)cm,故C正確;
f=5s時質(zhì)點a處于波峰,經(jīng)過5s=(l+br,質(zhì)點a運動到平衡位置且向下振動,故D錯誤.
考點三波傳播的周期性與多解性問題
造成波動問題多解的主要因素
⑴周期性
①時間周期性:時間間隔s與周期r的關系不明確.
②空間周期性:波傳播距離—與波長人的關系不明確.
(2)雙向性
①傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定.
②振動方向雙向性:質(zhì)點振動方向不確定.
例題精練
6.在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4m的力、8兩點,如圖5甲、乙分別是4、B
兩質(zhì)點的振動圖象.已知該波波長大于2m,求這列波可能的波速.
圖5
答案見解析
解析由振動圖象得質(zhì)點振動周期7=0.4s,
若波由4向6傳播,6點比力點晚振動的時間△/="+,n〃=0,l,2,3,-),
所以/、8間的距離為心=必尸;4=〃2+/(〃=0』,2,3,…),
4As16
則波長為7==m,
4〃+3一4〃+3
因為/>2m,所以〃=0,1
當〃=0時,丸=怖m(xù),功='=4°m/s,
3T3
當n=1時,小=16m,02="=4°m/s.
7T7
若波由8向力傳播,4點比8點晚振動的時間△/=仃+171〃=0,1,2,3,…),
4
所以4、B間的距離為
△s=〃2+%〃=0,l,2,3,…),
4
4A516
則波長為2=in
4〃+14〃+1
因為力>2m,所以〃=0,1
當〃=0時,zi=16m,=40m/s,
當n=1時,入2=,m,s=8m/s.
考點四波的干涉、衍射和多普勒效應
1?波的干涉現(xiàn)象中加強點、減弱點的判斷方法
(1)公式法:
某質(zhì)點的振動是加強還是減弱,取決于該點到兩相干波源的距離之差△二
①當兩波源振動步調(diào)一致時.
若1,2,…),則振動加強;
若&=(2〃+1)|(〃=0,1,2,???),則振動減弱.
②當兩波源振動步調(diào)相反時.
若卜=(2〃+1)|(〃=0/,2,???),則振動加強;
若△廠=〃“〃=0,1,2,…),則振動減弱.
(2)圖象法:
在某時刻波的干涉的波形圖上,波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點,一定是加強點,而波峰
與波谷的交點一定是減弱點,各加強點或減弱點各自連接形成以兩波源為中心向外幅射的連
線,形成加強線和減弱線,兩種線互相間隔,加強點與減弱點之間各質(zhì)點的振幅介于加強點
與減弱點的振幅之間.
2.多普勒效應的成因分析
(1)接收頻率:觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù).
(2)當波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率變大,當波源與觀察者相互遠離時,觀
察者接收到的頻率變小.
例題精練
7.(多選)在下列現(xiàn)象中,可以用多普勒效應解釋的有()
A.雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲
B.超聲波被血管中的血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化
C.觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會變低
D.同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同
E.天文學上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間
的周期性變化
答案BCE
解析看到閃電后,過一會兒才能聽到雷聲,是光和聲音在空氣中的傳播速度不同造成的,
故A錯誤;探測器接收到光的超聲波頻率發(fā)生變化,是由于血液發(fā)生流動,探測器與血液的
觀測點的距離發(fā)生變化引足的,可以用多管勒效應解釋,故B正確;觀察者聽到遠去的列車
發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)變低是由于列車與觀察者的距離發(fā)生變化引起的,可以用多普勒效應解
釋,故C正確:聲波在空氣中和水中的傳播速度不同,是由于進入不同介質(zhì),波長發(fā)生變化
引起的,故D錯誤;觀察者與雙星的距離發(fā)生變化,接收到的頻率發(fā)生變化,產(chǎn)生周期性變
化的光譜,屬于多普勒效應,E正確.
8.(多選)水槽中,與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上.振動片做簡諧振利時,
兩根細桿周期性觸動水面形成兩個波源.兩波源發(fā)出的波在水面上相遇,在重疊區(qū)域發(fā)生干涉
并形成了干涉圖樣.關于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點,下列說法正確的是()
A.不同質(zhì)點的振幅都相同
B.不同質(zhì)點振動的頻率都相同
C.不同質(zhì)點振動的相位都相同
D.不同質(zhì)點振動的周期都與振動片的周期相同
E.同一質(zhì)點處,兩列波的相位差不隨時間變化
答案BDE
解析在波的干涉實臉中,質(zhì)點在錦動加強區(qū)的振幅是兩列波板幅之和,質(zhì)點在標動減弱區(qū)
的振幅是兩列波振幅之差,A項錯誤;沿波的傳播方向上,波不停地向外傳播,故各質(zhì)點的
相位不都相同,C項錯誤:兩波源振動頻率相同,其他各質(zhì)點均做受迫振動,故頻率均與波
源頻率相同,周期均與振動片的周期相同,B、D項正確;同一質(zhì)點到兩波源的距離確定,
故波程差恒定,知相位差保持不變,E正確.
綜合練習
一.選擇題(共20小題)
1.(寶山區(qū)校級期中)關于振動和波,下列說法中正確的是()
A.物體發(fā)生振動,一定會產(chǎn)生波
B,存在機械波,一定存在波源
C.波源振動越快,機械波傳播速度越大
D.機械波可以在真空中傳播
【分析】明確機械波產(chǎn)生.的條件;有機械振動才有可能有機械波,波的傳播速度由介質(zhì)的
性質(zhì)決定,與質(zhì)點振動速度沒有直接關系;機械波傳播需要介質(zhì),不能在真空中傳播。
【解答】解:A、波的形成條件包括機械振動和介質(zhì),只有機械振動如果沒有介質(zhì),則不
會產(chǎn)生機械波,故A錯誤;
BC、機械振動在介質(zhì)中傳播形成機械波,則有機械波一定存在機械振動即存在波源,有
機械振動不一定能夠產(chǎn)生機械波,還需要傳播振動的介質(zhì)。有機械振動才有可能有機械波,
波的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定,與質(zhì)點振動速度沒芍直接關系.所以波源振動越快,機
械波傳播速度不一定越大,故B正確,C錯誤;
D、機械波傳播需要介質(zhì),在真空中不存在介質(zhì),故機械波在真空中不傳播。故D錯誤;
故選:Bo
【點評】本題的關鍵要掌握機械波產(chǎn)生的條件有兩個:振源與介質(zhì),知道質(zhì)點的振利頻率
是由波源決定的,與介質(zhì)的性質(zhì)無關.而波速由介質(zhì)決定.
2.(兗州區(qū)月考)關于機械波的理解,下列說法中正確的是()
A.質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向
B.任一振動質(zhì)點每經(jīng)過一個周期沿波的傳播方向移動一個波長
C.相隔周期整數(shù)倍的兩時刻,簡諧波的圖象相同
D.簡諧波沿長繩傳播,繩上相距半個波長的兩質(zhì)點振動位移總是相同
【分析】橫波的質(zhì)點振動的方向總是垂直于波的傳播方向.縱波的質(zhì)點振動方向與波的傳
播方向在同一直線上;機械波傳播的過程中,質(zhì)點并不隨著波遷移;根據(jù)波的周期性判斷;
相距半個波長的兩質(zhì)點,振動情況總是相反。
【解答】解:A、機械波有橫波和縱波兩類,對于橫波,質(zhì)點的振動方向總與波的傳播方
向垂直,對于縱波,質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上,故A錯誤;
B、波傳播的是能量形式,而任一振動質(zhì)點都不隨波向前移動,故B錯誤;
C、根據(jù)波的周期性可知,相隔一個周期的兩時刻,介質(zhì)中各質(zhì)點位置相同,則簡諧波的
圖象相同,故C正確;
D、簡諧波沿繩傳播,繩上相距半個波長的兩質(zhì)點,振動情況總是相反,位移的大小總是
相等,故D錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查機械波的基本知識,要知道機械波的種類,掌握橫波和縱波中質(zhì)點的振
動方向與波的傳播方向的關系,特別是縱波,不能認為波的傳播方向就是質(zhì)點的移動方向。
3.(思明區(qū)校級期中)下列關于機械波的說法正確的是()
A.波速僅由波源決定
B.波速僅由介質(zhì)決定
C.波長僅由介質(zhì)決定
D.周期由振源和介質(zhì)共同決定
【分析】明確機械波的性質(zhì),明確機械波的頻率由波源決定,波速由介質(zhì)決定;知道波由
一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,頻率不變,波速變化。
【解答】解:AB、機械波的波速是僅由介質(zhì)決定的,與波源無關,故A錯誤,B正確;
C、機械波的頻率和周期是由波源決定的,由人可知,波長是由波源和介質(zhì)共同決定的,
故C錯誤;
D、周期是頻率的倒數(shù),故周期也僅由波源決定,故D錯誤。
故選:
【點評】本題考查對機械波基本知識的理解和掌握情況;機械波的基本特點是:“不隨波
逐流”,頻率由波源決定,波速由介質(zhì)決定。
4.(江寧區(qū)期末)下列關于理想機械波的說法錯誤的是()
A.波中各質(zhì)點的振動頻率是相同的
B.質(zhì)點開始振動時的速度方向與波源的傳播方向相同
C.波由近及遠地遷移,質(zhì)點只在平衡位置附近做往返運動
D.波源的能量隨波動由近及遠地傳播
【分析】波中各質(zhì)點的振動頻率由波源決定;質(zhì)點開始振動時的速度方向可以與波源的傳
播方向在同一直線上,也可以垂直;介質(zhì)中的質(zhì)點不隨波一起遷移.機械波在傳播振動形
式的過程中同時傳遞了能量.
【解答】解:A、波中各質(zhì)點的振動頻率等于波源的振動頻率,是相同的,故A正確;
B、在橫波中,質(zhì)點開始振動時的速度方向與波源的傳播方向垂直;在縱波中,質(zhì)點開始
振動時的速度方向可以與波源的傳播方向在同一直線上,故B錯誤;
C、波由近及遠地遷移,質(zhì)點只在平衡位置附近做往返運動,不向前移動,故C正確;
D、機械波在傳播振動形式的過程中,同時將能量由近及遠傳遞,故D正確。
本題選錯誤的,
故選:Bo
【點評】本題考查對機械波基本知識的理解和掌握情況.機械波的基本特點是:介質(zhì)中質(zhì)
點”不隨波逐流”,頻率由波源決定,波速由介質(zhì)決定。
5.(蘿北縣期末)下列現(xiàn)象中屬于機械波的是()
A.風吹過麥田時形成的滾滾麥浪
B.船駛過平靜的湖面,湖面上形成的水浪
C.團體操中演員們此起彼伏形成的人浪
D.在船搖晃時,船上的乘客都一起左右搖晃
【分析】一般的物體都是由大量相互作用著的質(zhì)點所組成的,當物體的某一部分發(fā)生振動
時,其余各部分由廣質(zhì)點的相互作用也會相繼振動起來,這樣就形成了波。
【解答】解:A、當物體的某一部分發(fā)生振動時,其余各部分由于質(zhì)點的相互作用也會相
繼振動起來,物質(zhì)本身沒有相應的大塊的移動,所以麥子的運動形成的不是波。故A錯
誤
B、水浪是由于水之間相互帶動而傳播的;故屬于波;故B正確;
C、在人浪表演中是由于演員有節(jié)奏的起立和下蹲形成的,沒有振動形式的傳播和帶動;
故C錯誤;
D、乘客左右搖晃為機械振動,不是機械波:故D錯誤:
故選:Bo
【點評】本題考查機械波的定義,要注意理解波的性質(zhì),明確波的形成原因;在生活中能
正確區(qū)分是否一些運動性質(zhì)屬于波動。
6.(蘿北縣期末)關于機械波,下列說法中正確的是()
A.有機械振動存在就一定有機械波存在
B.有機械波存在就不一定有機械振動存在
C.機械波沿某一方向傳播,質(zhì)點就沿該方向運動
D.機械波沿某一方向傳播,能量也沿該方向傳播
【分析】有機械振動才有可能有機械波,機械波要依據(jù)介質(zhì)傳播,波的傳播過程中質(zhì)點只
在平衡位置附近振動,不隨波逐流,機械波是傳遞的能量與振動形式.
【解答】解:A、B、有機械波必有機械振動,而有機械振動若沒介質(zhì)不會形成機械波。
故AB錯誤;
C、機械波沿某一方向傳播,而質(zhì)點只是在其平衡位置附近振動,并不會隨波前進:故C
錯誤;
D、波傳播的是能量和振動形式,故在波傳播過程中能量沿波的方向傳播;故D正確;
故選:D。
【點評】本題考查機械波產(chǎn)生的條件是振源與介質(zhì),波傳播的是振動這種形式.對機械波
形成過程的埋解能力.抓住形成機械波的條件、料點等是關犍.
7.(海淀區(qū)模擬)某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡
易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖)。在一次地震中,震源地地震
儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動,則()
?19
A.P先開始振動,震源距地震儀約36km
B.P先開始振動,震源距地震儀約25km
C.H先開始振動,震源距地震儀約36km
D.H先開始振動,震源距地震儀約25km
【分析】縱波的速度快,縱波先到。根據(jù)勻速運動規(guī)律求出震源距地震儀的距離。
【解答】解:縱波的速度快,縱波先到,所以P先開始振動,根據(jù)±-二二5s,解得x
也吸
=36km。故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
【點評】本題考查了波的傳播,波分為橫波和縱波,解決本題的關鍵運用運動學公式判斷
哪個波先到。屬于容易題。
8.(廊坊月考)縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是()
A.偏振現(xiàn)象B.反射現(xiàn)象C.折射現(xiàn)象D.衍射現(xiàn)象
【分析】同一波源在同一介質(zhì)中形成的機械波中可同時具有橫波和縱波,橫波、縱波可能
沿同一方向傳播,橫波、縱波在同一介質(zhì)中的傳播速度不等,只要存在介質(zhì),不管是司體、
液體或氣體,均可傳播橫波和縱波。
【解答】解:根據(jù)縱波的特點,縱波就是傳播方向與振動方向在一條直線上機械波,顯然
一個狹縫是不能擋住縱波的,而其他現(xiàn)象:反射、折射、衍射等都能發(fā)生,故BCD錯誤,
選項A正確。
故選:Ao
【點評】本題考查機械波的基本知識,知道波的分類,掌握橫波和縱波的特點,知道機械
能的傳播需要介質(zhì),可根據(jù)地震波的特點來分析本題。
9.(德清縣校級月考)人隔著墻說話,能聽見聲音而看不見人,卜.列說法中解釋正確的是
()
A.光波是電磁波,而聲波是縱波
B.光波是橫波,而聲波是機械波
C.光速太大
D.聲波波長長,光波波長短
【分析】明確聲音和光的性質(zhì),知道聲音的波長大于光的波長,故聲音容易發(fā)生衍射,能
夠繞過墻。
【解答】解:由于聲波的波長長,相對于墻能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,因此墻內(nèi)的人能聽
到聲音,而光波的波長短,相對干墻不能發(fā)牛明顯的衍射現(xiàn)象,因此墻內(nèi)的人看不到說話
的人.故D正確,ABC錯誤。
故選:D。
【點評】本題考查衍射現(xiàn)象的應用,要注意明確發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的
尺寸比波長小或相差不多;同時明確聲波和光波的區(qū)別。
10.(浦東新區(qū)校級期末)一列簡諧波的圖像如實線所示,當這列波進入到其它介質(zhì)中時,該
波的圖象變成如虛線所示,則該波的波速和原來相比()
A.變大B.變小C.不變D.無法確定
【分析】由波形圖分析波長的變化,知道波的頻率不變,再由丫=入「即可判定波速的變
化情況。
【解答】解:波進入其他介質(zhì)時,波長變長,但頻率由波源決定,頻率不變,則由v=忒
可知,波速變大,故A正確,BCD錯誤。
故選:Ao
【點評】本題考查波動圖象的應用,掌握v=Xf的內(nèi)容,明確同一列波在不同介質(zhì)中傳播
時頻率不變。
11.(黃浦區(qū)校級期末)已知在某時刻的波的圖象如圖所示,H.M點的振動方向向上,下述
說法正確的是()
A.A點振動落后于M點,波向右傳播
B.A點振動落后于M點,波向左傳播
C.B點振動落后于M點,波向右傳播
D.B點振動落后于M點,波向左傳播
【分析】沿著波的傳播,質(zhì)點的振動越來越滯后。M點的振動方向向上,A點振動落后于
M點,波向左傳播。B點振動超前于M點。
【解答】解:A、B,M點的振動方向向上,A到B半個波長的范圍內(nèi)的各質(zhì)點振匆方向
相同,A點振動落后于M點,則波向左傳播。故A錯誤B正確;
C、D,M點的振動方向向上,A到B半個波長的范圍內(nèi)的各質(zhì)點振動方向相同,B
點振動超前于M點,而波向左傳播。故CD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題是根據(jù)比校質(zhì)點振動的先后來判斷波的傳播方向,也可以根據(jù)波形平移的方
法確定波的傳播方向。
12.(肥城市模擬)如圖甲所示,在水平面內(nèi),有三個質(zhì)點a、b、c分別位于直角三角形的三
個頂點上,已知ab=6m,ac=8m。在U=0時刻a、b同時開始振動,振動圖像均如圖乙
所示,所形成的機械波在水平面內(nèi)傳播,在t2=4s時c點開始振動,則正確的是()
甲乙
A.該機械波的波長為8m
B.該機械波的傳播速度大小為8m/s
C.兩列波相遇后,c點的振動頻率增大
D.兩列波相遇后,c點振動加強
【分析】根據(jù)波從a傳到c的時間和距離,求波速。a點的振動先傳到c點,b點的振動
后傳到c點,根據(jù)波的疊加原理分析c點的狀態(tài)。由波速公式求波長。
【解答】B.由于兩列波的波速相同,且abVbc,則a處振動形成的波先到達c點,由波速
公式有丫=等=1m/s=2m/s,故B錯誤;
A.根據(jù)振動圖像可知周期T=ls,由波長公式有人=丫1=2義101=201,故A錯誤;
C.由于兩列波在同一介質(zhì)中傳播,且周期相同,所以兩列波的頻率相向,則兩列波相遇后,
c點的振動頻率不變,故C錯誤;
D.由于a、b兩點到c點的路程差為△s=Sbc-Sac=V62+82m-8m=2m=2,則兩列波相
遇后,c點振動加強,故D正確;
故選:Do
【點評】本題解題關鍵是要抓住在均勻介質(zhì)中傳播的同類波波速相同,而且兩波勻速傳播
這個特點進仃分析。
13.(朝陽區(qū)期末)一列聲波由空氣進入水中,聲波的()
A.頻率變大,波長變長B.頻率不變,波長變長
C.速度變慢,波長變短D,速度不變,波長變短
【分析】波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,頻率和周期不變,聲波由空氣進入水中,波速
變大,根據(jù)v=/分析波長的變化。
【解答】解:聲波由空氣進入水中,波速變大,周期和頻率不變,由波速公式v=M可知,
聲波的波長變大,故B正確,ACD錯誤。
故選:Bo
【點評】本題考查對聲波在介質(zhì)中傳播速度的了解,知道波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,
頻率和周期不變.明確波速公式v=/適用于一切波。
14.(船山區(qū)校級期中)如圖所示,實線和虛線表示兩個波長和振幅都相同的簡諧橫波〔各只
有半個波形),兩波在同一根彈性繩上分別向左、向右傳播,某一時刻兩列波的位置如圖
所示.P、Q、S表示彈性繩上的三個質(zhì)點的平衡位置,下列說法中正確的是()
7。"、
A.該時刻,P的速度向上,Q的速度為零,S的速度向下
B.該時刻P的速度向下,Q的速度為零,S的速度向下
C.該時刻P、Q、S都處于各自的平衡位置,各點振動速度相同
D.該時刻P、Q、S都處丁各自的平衡位置,但Q的速度最大
【分析】當兩列波的波峰與波峰、波谷與波谷疊加處振動加強,振幅等于兩列波振幅之
和.波峰與波谷疊加處振動減弱,兩波的振幅相等,振動減弱處振幅為零.
【解答】解:P在實線上向上振動,在虛線上也向上振動,所以P點向上振動,Q史是波
峰與波谷疊加處,振動減弱,兩波的振幅相等,所以這點始終靜止不動,同理可知,S點
向下振動,故A正確,BCD錯誤;
故選:Ao
【點評】本題是波的疊加問題,關鍵抓住疊加的規(guī)律:波峰與波峰、波谷與波谷相遇處振
動加強,波峰與波谷相遇處振動減弱.
15.(工農(nóng)區(qū)校級期中)如圖所示,SBS2是兩個相干波源,它們振動同步且振幅相同,實
線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關于圖中所標的a、b、c、d
四點,下列說法中正確的是()
A.質(zhì)點a經(jīng)過半個周期時,振動加強
B.質(zhì)點b處位移始終最大
C.質(zhì)點b、c、d處的振動始終是最強的
D.此時質(zhì)點d處于平衡位置,質(zhì)點d為振動減弱點
【分析】兩列波干涉時,兩列波的波峰與波峰、波谷與波谷相遇處,振動始終加強,波峰
與波谷相遇處振動始終減弱。振動加強不是位移始終最大,是振幅最大,振幅是兩列波的
振幅之和。
【解答】解:A、由圖示可知,質(zhì)點a處是兩列波波峰與波谷疊加的地方,振動始終是最
弱的,是振動減弱點,故A錯誤;
B、質(zhì)點b處是兩列波波峰與波峰疊加的地方,是振動加強點,但位移不是始終最大,只
能說振幅最大,故B錯誤:
C、質(zhì)點b、c、d處均在振動加強區(qū),是振動加強點,故質(zhì)點b、c、d處的振動始終是最
強的,故c正確;
D、此時質(zhì)點d處于波峰與波谷之間,是平衡位置,質(zhì)點d處是振動加強區(qū),故D錯誤;
故選:Co
【點評】本題考查波的疊加,注意在波的干涉現(xiàn)象中,振動加強點的振動始終是加強的。
16.(威海期末)下列現(xiàn)象屬于波的衍射的是()
A.“聞其聲而不見其人”
B.閃電過后雷聲轟鳴不絕
C.圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音
D.鳴笛的火車向著我們急駛而來時,我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高
【分析】波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象是波的衍射;闈繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽
弱的聲音是相同頻率波源疊加的結果,是波的干涉現(xiàn)象:對于多普勒效應是波源與觀察者
發(fā)牛相對運動時,發(fā)出的頻率與接收的頻率不相等的現(xiàn)象.
【解答】解:A、“聞其聲而不見其人“,表明聲音繞過障礙物傳播,屬于衍射現(xiàn)象,故A
正確;
B、閃電過后雷聲轟鳴不絕,屬于聲音的反射,故B錯誤;
C、圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音,屬于聲波的干涉現(xiàn)象,故C錯誤;
D、鳴笛的火車向著我們急駛而來時,我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高,屬于聲波的多普勒效
應,故D錯誤;
故選:A。
【點評】無論反射、衍射還是干涉,其頻率均不變,而多普勒效應是波源發(fā)出的頻率與接
收的頻率不相等的現(xiàn)象.
17.(思明區(qū)校級期中)一漁船向魚群發(fā)出超聲波,若色群正向漁船靠近,則被魚群反射呵I來
的超聲波與發(fā)出的超聲波相比()
A.波速變大B.波速不變C.頻率變低D.頻率不變
【分析】根據(jù)聲音的多普勒效應分析回答,聲源移向觀察者時接收頻率變高,即距離聲源
越遠,頻率越低,距離聲源越近,頻率越高。
【解答】解:A、漁船向魚群發(fā)出超聲波,若魚群正向漁船靠近,波速由介質(zhì)決定,所以
被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比波速不變,故A錯誤B正確;
C、根據(jù)聲音的多普勒效應,聲源移向觀察者時接收頻率變高,所以被魚群反射回來的超
聲波與發(fā)出的超聲波相比頻率變高,故CD錯誤。
故選:Bo
【點評】對于多普勒效應,要知道在波源與觀察者靠近時觀察者接收到的波的頻率變高,
而在波源與觀察者遠離時接收頻率變低:即高亢表示遠離,低沉表示靠近,同時注意明確
機械波的波速由介質(zhì)決定。
18.(徐匯區(qū)二模)下列圖中屬于雙縫干涉圖象的是()
JIIIIIJillII
HillJillI
【分析】單縫衍射條紋中間寬、兩邊窄,呈現(xiàn)不等間距.雙縫干涉條紋等寬、等間距,但
也有干涉條紋不等間距,從而即可求解.
【解答】解:雙縫干涉條紋等間距,單縫衍射條紋是不等間距,即中央寬、兩功窄的明喑
相間的條紋??芍狝正確,B、C、D錯誤。
故選:A。
【點評】解決本題的關鍵掌握衍射條紋和干涉條紋的特點,單縫衍射條紋中間寬、兩邊窄,
呈現(xiàn)不等間距.雙縫干涉條紋等寬、等間距,但也有干涉條紋不等間距(如牛頓環(huán)).
19.(德州期末)下列物理現(xiàn)象:
①聞其聲而不見其人;
②當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時,我們聽到音調(diào)變高。
這兩種現(xiàn)象分別屬于聲波的()
A.衍射、多普勒效應B.干涉、衍射
C.共振、干涉D.衍射、共振
【分析】明確常見有關聲音的物理現(xiàn)象,知道衍射是繞過阻礙物繼續(xù)傳播,多普勒效應現(xiàn)
象頻率是在發(fā)生變化。
【解答】解:①“聞其聲而不見其人",聽到聲音,卻看不見人,這是因為聲音通過衍射
可以繞過障礙物進行傳播:
②當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時,我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高是因為我們接收
到的聲波的頻率變高了,這是多普勒效應現(xiàn)象。
故A正確,BCD錯誤。
故選:Ao
【點評】本題考查波的現(xiàn)象,要注意明確無論反射、衍射還是干涉,其頻率均不變,而多
普勒效應中接收到的頻率發(fā)生了變化。
20.(淄博三模)根據(jù)多普勒效應,我們知道當波源與觀察者相互接近時,觀察者接收到波的
頻率增大:反之,觀察者接收到波的頻率減小。天文觀測到某遙遠星系所生成的光譜呈現(xiàn)
“紅移”,即譜線都向紅色部分移動了一段距離,由此現(xiàn)象可知()
A.觀察者接收到光波的波長增大,該星系正在靠近觀察者
B.觀察者接收到光波的波長減小,該星系正在靠近觀察者
C.觀察者接收到光波的波長增大,該星系正在遠離觀察者
D.觀察者接收到光波的波長減小,該星系正在遠離觀察者
【分析】根據(jù)多普勒效應的原理判斷,即當波源與觀察者相互接近時,觀察者接收到波的
頻率增大;反之,觀察者接收到波的頻率減小。
【解答】解:科學家們發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象,即光譜線都向紅色部分移動了一段距離,根據(jù)多
普勒效應的理論可知,觀察者接收到波的頻率減小,觀察者接收到光波的波長增大,該星
系正在遠離觀察者,故C正確,ABD錯誤。
故選:Co
【點評】本題考查了多普勒效應現(xiàn)象的,其效應是由于觀察者和波源間位置的變化而產(chǎn)生
的;掌握物理概念要一定要理解其真正意義。
多選題(共10小題)
21.(洛南縣期中)關于一列機械波,下面說法中正確的是()
A.波動的產(chǎn)生需要兩個條件,即波源和傳播波的介質(zhì)
B.波動過程是質(zhì)點由近向遠傳遞的過程
C.波動過程是能量傳遞的過程,同時也可以傳遞信息
D.波動過程中質(zhì)點本身隨波遷移
【分析】有機械振動才有可能有機械波,波的傳播過程中質(zhì)點只在平衡位置附近振動,不
隨波逐流.
【解答】解:A、波動的產(chǎn)生需要兩個條件,一個是要有波源,再一個要有傳播波的介質(zhì);
故A正確;
B、波動過程是能量或振動形式由近及遠傳遞的過程;質(zhì)點不會隨波移動;故BD錯誤;
C、波動過程是能量傳遞的過程,同時波也可以傳遞信息;C正確;
故選:AC。
【點評】機械波產(chǎn)生的條件是振源與介質(zhì),同時明確波傳播的是振動這種形式.
22.(天水校級期末)下列關于機械波的說法中正確的是()
A.隨著波的傳播,介質(zhì)中各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動
B.隨著?波的傳播,介質(zhì)中的各質(zhì)點也將由近及遠地遷移出去
C.傳播波的過程中相鄰質(zhì)點間必有相互作用力
D.某一水平方向的橫波在介質(zhì)中傳播,介質(zhì)中的質(zhì)點必沿豎直方向上下振動
【分析】有機械振動才有可能有機械波,波的傳播速度與質(zhì)點振動速度沒有直接關系.振
源的振動使質(zhì)點一個被一個帶動,且與振源振動相同,同時總滯后前一個質(zhì)點.從而形成
波并向前傳播.
【解答】解:A、隨著波的傳播,介質(zhì)中各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近來回振動,不隨
波遷移。故A正確;
B、隨若波的傳播,介質(zhì)中各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近來回振動,不隨波訐移。故B
錯誤;
C、振源的振動使質(zhì)點一個被一個帶動,且與振源振動相同,同時總滯后前一個質(zhì)點。故
C正確;
D、某一水平方向的橫波在介質(zhì)中傳播,介質(zhì)中的質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂
直,不一定豎直方向上下振動。故D錯誤;
故選:AC?
【點評】機械波產(chǎn)生的條件是振源與介質(zhì).質(zhì)點不隨波遷移,且質(zhì)點的振動方向與波的傳
播方向來區(qū)分橫波與縱波.波形成的特點是:帶動、重復、滯后
23.(陜西二模)下列關于機械振動的有關說法正確的是()
A.簡諧運動的回復力是按效果命名的力
B.振動圖象描述的是振動質(zhì)點的軌跡
C.受迫振動的頻率等丁驅(qū)動力的頻率
D.當驅(qū)動力的頻率等于受迫振動系統(tǒng)的固有頻率時,振幅最大
E.機械振動的振動能最對?外傳播時不需要依賴介質(zhì)
【分析】簡諧運動的回復力是按效果命名的力;振動圖象描述的是振動質(zhì)點在不同時刻的
位移或者說描述質(zhì)點位移隨時間的變化關系,而不是其實際的運動軌跡;物體在周期性驅(qū)
動力作用下做受迫振動,受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率;受迫振動的頻率等于驅(qū)動力
的頻率,當系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時,系統(tǒng)達到共振,振幅達最大;機械振動
需要在介質(zhì)中的傳播。
【解答】解:A、簡諧運動的回復力是按效果命名的刀。故A正確:
B、振動圖象描述的是振動質(zhì)點在不同時刻的位移或者說描述質(zhì)點位移隨時間的變化關系,
而不是其實際的運動軌跡。振動質(zhì)點的運動軌跡是一段往復的線段,而不是正弦或余弦曲
線。故B錯誤;
C、物體在周期性驅(qū)動力作用下做受迫振動,受迫振幻的頻率等于驅(qū)動力的頻率。故C正
確;
D、受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,當系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時,系統(tǒng)達
到共振,振幅達最大。故D正確:
E、機械振動在介質(zhì)中的傳播過程,波是傳播能量(振動形式)的一種方式。所以機械振
動的振動能量對外傳播時是需要依賴介質(zhì)的。故E錯誤。
故詵:ACDo
【點評】本題考查了機械波、簡諧運動的回復力和能量、自由振動和受迫振動等知識點。
這種題型屬于基礎題,只要善于積累,難度不大。
24.(金牛區(qū)校級模擬)四川在2008年和2013年近五年的時間里,分別在汶川縣和蘆山縣發(fā)
生了兩次大地震、給四川人民帶了巨大災難.下列有關說法不正確的是()
A.地震波是地球釋放能量的一種方式
B.地震波中的縱波比橫波傳播快,利用它們傳播的時間差可以提前預警
C.地震波與電磁波都具有多普勒效應
D.地震波可以比真空中的光速傳播快
【分析】(1)聲音是由物體振動發(fā)出的,振動停止,聲音停止;
(2)聲的利用有兩個:一是傳遞信息,二是傳遞能量.判斷屬于哪種利用,關鍵是要能
正確的辨別題中所說的現(xiàn)象是屬于信息還是屬于能量.
【解答】解:A、地震過程中產(chǎn)生地震波,屬丁次聲波,是震源處發(fā)生振動產(chǎn)生的;地震
波在傳播過程中,引起大地劇烈的震動,從而引起房屋劇烈搖晃,從而倒塌,這說明了地
震波是可以傳遞能量,并不是釋放能量,故A錯誤;
B、地震波中的縱波比橫波傳播快,利用它們傳播的時間差可以提前預警,故B正確;
C、多普勒效應是波特有性質(zhì),因此地震波與電磁波都具有多普勒效應,故C正確;
D、地震波可以比真空中的光速傳播慢,故D錯誤。
本題選擇錯誤的,故選:AD
【點評】本題考查了聲音的產(chǎn)生和聲音的利用知識,是一道基礎題.知道地震波屬于聲音
中的次聲波,并注意與電磁波的區(qū)別.
25.(山東模擬)主動降噪耳機內(nèi)設麥克風,麥克風用來收集周圍環(huán)境中的噪聲信號,耳機的
處理器能夠預測下一時刻噪聲的情況,并產(chǎn)生相應的抵消聲波實現(xiàn)降噪。關于主動降噪耳
機的抵消聲波分析正確的是()
A.抵消聲波的頻率與噪聲的頻率不同
B.抵消聲波的振幅與噪聲聲波的振幅相等
C.抵消聲波的相位與噪聲相位相反
D.抵消聲波在耳膜中傳播速度與噪聲傳播速度不等
【分析】利用波的干涉降噪,當?shù)窒暡ㄅc噪聲的振幅、頻率相同,相位相反,疊加后相
互抵消。
【解答】解:ABC、抵消聲波與噪聲的振幅、頻率相同,相位相反,善加后相互抵消,故
BC正確,A錯誤;
D、同為聲音在耳膜中傳播速度相同,故D錯誤。
故選:BCO
【點評】本題考查波的疊加,注意當兩波的振幅、頻率相同,相位相反,疊加后相互抵消。
26.(張家口期末)如圖所示為一波源在原點且沿x軸傳播的雙向簡諧橫波在t=0時刻的波
形圖,在此后2s內(nèi)質(zhì)點A通過的路程為16cm,下列說法正確的是()
A.該波的周期為Is
B.該波的波速為2m/s
C.A、B兩點運動狀態(tài)相同
D.A、B兩點速度大小相等、方向相反
E.經(jīng)過相同時間,A、B兩點經(jīng)過的路程相等
【分析】由質(zhì)點A的路程可判斷波的周期;由\=今求波速;同一個波源形成左右兩列波,
根據(jù)波的起振方向為波源的起振方向可知,A和B的起振方向相同,即相等時間內(nèi)經(jīng)過的
路程相等;由同側法或帶動法可知A和B的運動狀態(tài)相同,速度大小相等、方向相反。
【解答】解:A、由2s內(nèi)質(zhì)點A通過的路程為16cm以及該機械波的振幅A=2cm可知,
質(zhì)點A上下振動路程為8A,即振動2個周期:t=2s=2T,所以T=ls,故A錯誤;
B、由圖可知波長入=4m,則波速v=*=*n/s=4m/s:故B錯誤;
CD、由同側法可知,A和B的振動方向相反,所以兩點的運動狀態(tài)相反,即A和B兩點
的速度大小相等、方向相反,故C錯誤,D正確;
E、根據(jù)波的起振方向為波源的起振方向可知,A和B的起振方向相同,所以經(jīng)過相同時
間,A、B兩點經(jīng)過的路程相等,故E正確。
故選:ADEo
【點評】本題考瓷波源振動時,每個質(zhì)點的起振方向都與波源起振方向相同,進而根據(jù)同
側法或帶動法即可判斷質(zhì)點的振動方向。
27.(新疆模擬)圖甲為其沿x軸方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,圖乙為x=4m
處的質(zhì)點從t=2s開始的振動圖像,下列說法中正確的是()
A.這列波的周期為4s
B.t=0時刻,Q質(zhì)點向y軸負方向振動
C.t=ls,Q質(zhì)點第一次處于波峰位置
D.這列波沿x軸負方向傳播
E.這列波的波速可能為4m/s
【分析】根據(jù)波動圖像讀出波長,振動圖像讀出周期,根據(jù)振動速度方向分析出傳播速度
方向,并分析出波速大小.
【解答】解:A.由乙圖知,波的周期T=4s,故A正確;
B.經(jīng)2s,即半個周期,Q質(zhì)點才經(jīng)過平衡位置向y軸負方向運動,則r=0時刻,Q必須
向y軸正方向運動,根據(jù)同側法,則波沿x軸負方向傳播,故B錯誤,D正確:
Ct=ls時,Q質(zhì)點向y軸正方向振動四分之一周期,到達波峰位置,故C正確:
E.這波的波速廿二鋁聘=2m/s是唯一值,故E錯誤;
故選:ACDo
【點評】本題屬于波的圖像和振動圖像結合問題,關鍵找到同一時刻對應的振動速度方向,
然后根據(jù)同側法可以找出波的傳播方向.
28.(金州區(qū)校級月考)如圖甲所示,B、C和P是同一H平面內(nèi)的三個點,沿豎直方向振動
的橫波I在介質(zhì)中沿BP方向傳播,P與B相距40cm.B點的振動圖象如圖乙所示:沿豎
直方向振動的橫波I【在同一介質(zhì)中沿CP方向傳播,P與C相距50cm,C點的振動圖象如
圖閃所示。在t=0時刻,兩列波同時分別經(jīng)過B、C兩點、兩列波的波速都為20cm/s,
A.兩列波的波長均為20cm
B.P點是減弱點,振幅10cm
C.4.5s時P點在平衡位置且向下振動
D.波遇到50cm的障礙物將發(fā)生明顯衍射
【分析】由圖讀出周期和振幅,由波速公式求出波長;根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件分析B
選項;根據(jù)P到B、C的路程差與波長的關系,分析P的振動是加強還是減弱,再講究t
=4.5s時,P點的位置,從而即可求解。
【解答】解:A、由圖知,兩列波的周期都是T=ls,由丫=/得,波長入=vT=20cm/sX
ls=20uin,故A正確;
B、P距兩波源間的波程差PC-PB=50cm-40cm=10cm=0.5入,而t=0時刻兩波的振動
方向相反,則P是振動加強的點,振幅等于兩波振幅之和,即為7()cm,故B錯誤;
C、波從C傳到P的時間為t=華=會s=2.5s,波從B傳到P的時間為t=年=靜=2s,
在t=2.5s時刻,橫波【I與橫波I兩波在P點疊加,質(zhì)點P在平衡位置向下振動,在t=2.5s
時刻到t=4.5s時刻,經(jīng)過了兩個周期,質(zhì)點在平衡位置向下振動,故C正確;
D、當障礙物的尺寸比波長小或者跟波長差不多時才能夠發(fā)生明顯的衍射,因入=50cm>
20cm,障礙物的尺寸比較大,不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象,故D錯誤。
故選:ACo
【點評】本題的解題關犍是掌握波的疊加原理進行分析,根據(jù)路程差和起振方向關系進行
分析,知道波速、波長和頻率之間的關系v=l入。
29.(天津模擬)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,波源從平衡位置開始振動。當波
傳到x=1m的P點時開始計時,已知在t=0.4s時PM間第一次形成圖示波形,此時x=
4m的M點正好在波谷,下列說法中正確的是()
A.P點的振動周期川能為0.4s
B.P點開始振動的方向沿y軸正方向
C.當M點開始振動時,P點可能在波谷
D.這列
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