高考物理课件：波的图像.ppt

波的图像 一、机械波的分类和传播 二、 波的图象 1. 波形图的基本问题 04年秋无锡市期末考试、 2005年理综全国卷19、 2005年全国理综卷20、 2005年北京春季理综19、 2004年春季卷18、 05年洪泽外国语中学3、 2005年北京理综卷17、 2004年全国卷18、 06年江苏省盐城中学二模7 、 2005年江苏卷8、 05年12月广州市统测3、 06年江苏省前黄中学二模13、 05年南通调研测试二9、 例1 、 2. 波形图的描绘 2005年理综全国卷I 18、 2006年高考重庆卷18、 06年湖南百校大联考(一) 9、 2006年高考上海卷10 、 3. 波的传播的双向性 05年苏锡常镇教学情况调查(一) 7、 4. 波的传播的周期性 05年徐州质量检测二8、 2005年上海卷13、 2005年广东卷3、 2004年广西卷3、 2004年全国卷17、 2004年湖南卷17 波的图像 一、机械波的分类和传播 1.分类机械波可分为横波和纵波两种。 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。 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。 2.机械波的传播 在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。 波速、波长和频率之间满足公式：v=f。 介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动, 是变加速运动，介质质点并不随波迁移。 机械波转播的是振动形式、能量和信息。 机械波的频率由波源决定,而传播速度由介质决定. 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。 1/2= v1 / v2 二、波的图象 1.振动图象和波的图象 振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别， 但实际上它们有本质的区别。 物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻 的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻 的位移。 图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示 时间；波的图象的横坐标表示距离。 从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上 可以读出振幅和波长。 波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质 点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判 定另一个。 （口诀为: 沿着波的传播方向,“上坡下，下坡上” ） 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). 在计算中既可以使用v=f，也可以使用v=s/t. 3.波的传播是匀速的 2.波的图象的画法 4.介质质点的运动是简谐运动（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。 5.起振方向 介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的 方向相同。 04年秋无锡市期末考试 已知一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图 中位于a、b两处的质点经过四分之一周期后分别运 动到a 、b处，则下列判断正确的是 ( ) A可知波的传播方向 B可知波的传播速度 C可知波的周期 D可知波的波长 y/cm x/m10 2345 a b a b A D 2005年理综全国卷19 19.一简谐横波沿 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 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点 D经1/4周期后质元R的速度变为零 0 x/cm y 612345 RP Q A D 2005年全国理综卷20. x a b c 20.一列简谐简谐 横波在x轴轴上传传播，某时时刻的波形图图如 图图所示，a 、b 、c为为三个质质元，a 正向上运动动。由此 可知 （ ） A. 该该波沿x 轴轴正方向传传播 B. c 正向上运动动 C. 该时该时 刻以后，b比c先到达平衡位置 D. 该时该时 刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处远处 A C 2005年北京春季理综19. 19一列沿x轴轴正方向传传播的简谐简谐 横波，波速为为60m/s ，在t=0时时波的图图像如图图所示，则则 （ ） A此波频率为40Hz，此时质元b的速度为零 B此波频率为40Hz，此时质元b的速度向着y轴负方向 C此波频率为20Hz，此时质元a的速度向着y轴正方向 D此波频率为20Hz，此时质元a的速度为零 x/m y/cm 03.01.5 ba C 2004年春季卷18 18一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1s， 在某一时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动， 则 ( ) A波速为20ms，波向x轴正方向传播 B波速为10ms，波向x轴负方向传播 C波速为20ms，波向x轴负方向传播 D波速为10ms，波向x轴正方向传播 y x/m a 0 3.01.0 2.0 4.0 A 05年洪泽外国语中学3. 3如图所示，让小球P一边贴水面每秒振动5次，一 边沿x轴正方向匀速移动，O点是它的初始位置. 图示 为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表示水面 波的波峰位置,此时小球P处于波峰位置，激起的第一 个波峰刚好传动40cm处.那么水面波的传播速度及小 球P匀速移动的速度分别是: （ ） A0.05m/s、0.025m/s B0.1m/s、 0.1m/s C0.15m/s、0.125m/s D0.2m/s、 0.1m/s 提示: 共振动10次,历时2s D 2005年北京理综卷17. y/cm x/m 0 2 10 46 -10 17.一列简谐简谐 机械横波某时时刻的波形图图如图图所示，波 源的平衡位置坐标为标为 x=0。当波源质质点处处于其平衡位 置上方且向下运动时动时 ，介质质中平衡位置坐标标x=2m的 质质点所处处位置及运动动情况是 （ ） A.在其平衡位置下方且向上运动动 B.在其平衡位置下方且向下运动动 C.在其平衡位置上方且向上运动动 D.在其平衡位置上方且向下运动动 A 提示：相距半个波长长的两质质点振动动情况反相。 已知：一简谐横波在某一时刻 的波形图如图所示，图中位于a、b两处的质元经过 四分之一周期后分别运动到a 、b 处。某人据此做 出如下判断： 可知波的周期， 可知波的传播速度， 可知的波的传播方向，可知波的波长。 其中正确的是（ ） A和 B和 C和 D和 2004年全国卷18 x/m y/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 a b b a C 06年江苏省盐城中学二模7 7、一列简谐横波沿x轴正方向传播，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 。则以下判断正确的是（ ） A这列波的周期为0.4s 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 y/m x/m P 0 624810 0.2 -0.2 Q v A C 8.一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图示，质 点A与质点B相距1m，A点速度沿y轴正方向； t=0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处，由此 可知 （ ） A. 此波的传播速度为25m/s B. 此波沿x轴负向传播 C. 从t=0时起，经过0.04s，质点A沿波传播方向迁移 了1m D.在t=0.04s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴负方向 2005年江苏卷8 x y AB O A B 解: T=0.08s =2m v=/T=25m/s 经过0.04s=T/2，质点B处在平 衡位置,速度沿y轴正方向,D错. 质点 不会随波迁移,C错 05年12月广州市统测3 3如图2所示，在xy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t=0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位 移处，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到0.1s 时间内的路程是4cm x y P QO 解: v= 1m/s f= 2.5Hz T=0.4s =v/f=0.4m P和Q点相距为0.2m, 即/2, 所以两点的振动反相. 在t=0时刻, P点位于波峰, 则Q点位于波谷. 在t=0.1s时刻，Q点位于平衡位置向上运动,速度最大. 在0到0.1s 时间内Q点从波谷到平衡位置, 路程是4cm B D 06年江苏省前黄中学二模13 13(14分)在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻 的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻 刚好传到A点，且再经过0.6s，P点也开始起振，求 ： （1）该列波的周期T=？ （2）从t=0时起到P点第一次达到波峰时止，O点 对平衡位置的位移y0及其所经过的路程 s0各为多少 ？ 0 x/m y/cm -1 1 7 2 -2 P A 0 x/m y/cm -1 1 7 2 -2 P A 解：（1） 由图象可知，2m A=2cm 当波向右传播时，A点的起振方向竖直向下，包括P 点在内的各质点的起振方向均为竖直向下 波速v=x /t1 = 6/0.6 =10m/s 由 v=/ T ， 得 T / v = 0.2s （2）由t=0至P点第一次到达波峰止，经历的时间 而t=0时O点的振动方向竖直向上（沿y轴正方向） 故经t2时间，O点振动到波谷，即：y0=2cm O点经过的路程 s0=n4A=(33/4)4A=0.3m 9. 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0.2s它的速度大小、方向第一 次与v相同，再经过1.0s它的速度大小、方向第二次 与v相同，则下列判断中正确的有（ ） A. 波沿x方向传播，波速为5m/s B. 质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是 相反 C. 若某时刻M质点到达波谷处， 则P质点一定到达波峰处 D. 从图示位置开始计时，在2.2s 时刻，质点P的位移为-20cm 05年南通调研测试二9 y/cm 20 10 0 -10 -20 N P Q M 3 6 x/m 解见下页 ACD y/cm 20 10 0 -10 -20 N P Q M 3 6 x/m 解: 振动的质点在平衡位置两侧对称位置具有相等 的速率, 比较P质点振动的两种可能(图a图b): P1 P2 图a P1 P2 图b 对照题意, P质点开始向上振动,波沿x方向传播. 有 T=1.2s. =6m , v= /T=5m/s A对. M质点和P质点相距/2, 所以C对. 而质点M与质点Q在平衡位置的的位移不是/2的奇数 倍, 所以B错. P质点经过0.1 s时间, 到平衡位置,向上振动,再经过 2.1s=7T/4, P质点到波谷位置,D对. 例1 、 如图示为一列沿x轴传播的简谐波t=0时的波形图, 此时在x=4m处的质点P离开平衡位置的位移为1cm,运 动方向沿y轴负方向.已知该列波的周期为0.2s,则当 x=10m处的Q点的位移为 -1cm所对应的时刻为 ( ) A.0.08s B. 0.12s C. 0.02s D.0.18s x/m y/cm 0 64 510 P Q 1520 解: P点运动方向沿y轴负方向,波向左传播. T=0.2s, =10m, v= /T=50m/s Q点运动方向沿y轴正方向, Q点经过比T/2略多一点时间 到达-1cm处,或者经过比T略少一点时间到达-1cm处. B、D正确. 又解：使波形沿-x方向移动到Q点的位移为-1cm,如图示： t1 =s1 /v=6/50=0.12s t2=s2 /v=9/50=0.18s B D 2005年理综全国卷I 18 一列沿x轴正方向传播的简谐 横波,周期为0.50s.某一时刻,离开平衡位置的位移都相等 的各质元依次为P1,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 ( ) A. 0.50s B. 0.13s C. 0.10s D. 0.20s 解:由题意画出波形图如图示: y/cm x/cm 0 80cm 20cm P3 P1 P2 可见波长=100cm波速v =/ T = 200cm/s P1的振动传到P2所需的时间为t t=s/v=20/200=0.1s C 2006年高考重庆卷18 A. 2 cmx4 cm B. 2 cm0.2 s B对. v= /T= (10n+9) m/s D对. B D 05年徐州质量检测二8 8. 一列横波在x 上传播，t 时刻与t +0.4s时刻在x 轴 上0 - 6m区间内的波形图如图中同一条图线所示，由 图可知： ( ) A. 该波最大波速为10m/s B. 质点振动周期的最大值为0.4s C. 在t +0.2s时，x =6m的质点位移为零 D. 若波沿x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的 方向向上 x/m y/m 0 1 2 3 4 5 6 解：nT =0.4s T=0.4/n (s) =4m v=/ T=10n (m/s) t +0.2s时，波形跟如图示反相, x =6m的质点位移为零 波形限制在0 - 6m区间内,最前面的波形未知, D错 B C 2005年上海卷13. 13. A、B两列波在某时时刻的波形如图图所示，经过经过 t TA时间时间 (TA为为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则 两波的波速之比vA：vB可能是 （ ） (A) 1：3 (B) 1：2 (C) 2：1 (D) 3：1 解：由波形图A/B= 2：1 TA/TB= n （n=1、2、3、4、5、6） v=/T vA/vB= 2：n ABC vB aa vA 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0 时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图中 虚线所示,则 ( ) 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 2005年广东卷3. 0 x/m y/m 2461218 P 解: 质点P的运动方向向上(+y方向) A错 波长=24m t=(n+1/4)T=0.2s T=0.8/ (4n+1) s n=0,1,2,3 B错 f= (4n+1)/0.8 Hz n=0 时 f= 1.25 Hz C对 波速v=/T=30 (4n+1) m /s D错 C 一列简谐波沿一直线向左运动，当 直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相 距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列 波的波长可能是 （ ） A0.6m B0.3m C0.2m D0.1m b 右 左 a 2004年广西卷3 、 解：画出波形图如图示 a b bb s=(n1/2) =2s / (2n1)= 0.3 / (2n1) B D 如图,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 判断中正确的是 （ ） A波一定沿x 轴正方向传播 B波长可能是 8 m C周期可能是 0.5 s D波速一定是 24 m/s ba 0 x 2004年全国卷17 点拨：画出t=0波形图如图示（黑线） a b bb (n+1/2)=12 画出t=0.5s时波形图如图示（蓝线） a bbb (k+1/2)T=0.5 v=/ T=24（2k+1） （2n+1） B 如图，一简谐横波在x轴上传播， 轴上a、b两点相距12m。t0时a点为波峰，b点为 波谷；t0.5s时，a点为波谷，b点为波峰。则下列 判断中正确的是 （ ） A波一定沿x 轴正方向传播 B波长可能是 8 m C周期可能是 0.5 s D波速一定是 24 m/s ba 0 x 2004年湖南卷17 解：画出t=0波形图如图示（黑线） a b bb s=(n+1/2) =24 (2n+1) 画出t=0.5s时波形图如图示（蓝线） a bbb (k+1/2)T=0.5T= 1/(2k+1) v=/ T=24(2k+1)(2n+1) B 介绍 吕叔湘中学庞留根老师前两年编制的）在中学试卷网： /Index.html 发布后受到广大老师的厚爱，也为高中物理复习工作作出了重要的贡献。近三 个月，我又将原来的课件集进行了全面改版，收集了几十套各地近三年的高考试卷和模考试卷，制作成。 该课件集内容系统全面，形成完整系列, 结构体系合理，知识覆盖面广，包括高中物理的全部内容，共有100 余个课件，计2500余幅动画, 约33M 。课件集以05-06年的高考试题和模考试题为主体，并配有复习精要和各种 典型例题，总共选录1100多个题目,（其中05-06年的高考试题和模考试题有670余题）均有答案和分步演示,可 直接用来上课，全套课件约可供200多