高三物理新编07届物理总复习课件集之18-波的图像.ppt

1、波的图像,庞留根 吕叔湘中学 2006年7月 Email: ,一、机械波的分类和传播 二、 波的图象 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 、 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

2、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、 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

3、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,更多资源,波的图象中，波的图形、波的传播方

4、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

5、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,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,A D,2005年全国理综卷20,20.一列简谐横波在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 （ ） A. 该波沿x 轴正方向传播

6、 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,A C,2005年北京春季理综19,19一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为60m/s，在t=0时波的图像如图所示，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,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

7、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,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

8、,D,2005年北京理综卷17,17.一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.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,A,提示：相距半个波长的两质点振动情况反相,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

9、（ ） A和 B和 C和D和,2004年全国卷18,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,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

10、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,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

11、.1s 时的速度向下 D. 在0到0.1s 时间内的路程是4cm,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

12、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,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

13、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,解见下页,ACD,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,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

14、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,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-1c

15、m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,可见波长=100cm,波速v

16、 =/ 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 cm x 4 cm C. 2 cmx 3 cm D. 2 cm x3 cm,18. 题图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形。当R点在t=0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是 (,解: 画出振动状态传到S点时的波形如图蓝线示,不难看出PR范围内2 cmx 3 cm的质点正在向y轴负方向运动,C,06年湖南百校大联考(一) 9,At=0时刻，a、b两

17、质点的加速度相同 Ba、b两质点的平衡位置的距离为半波长的奇数倍 Ca质点速度最大时，b质点速度为零 D当b质点的位移为+2cm时，a质点的位移为负,9一列简谐横波沿x轴正向传播振幅为2cm,已知在t=0时刻相距30m的两质点a、b 的位移都是1cm,但运动方向相反,其中a 质点沿y 轴负方向,如图所示,则（,解：由正弦曲线的性质可知波长为90m（如图示,A D,2006年高考上海卷10,10.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间t第一次出现如图（b）所示的波形，则该波

18、的 ( ) A周期为t，波长为8L. B周期为2t/3，波长为8L. C周期为2t/3，波速为12L /t. D周期为t，波长为8L/t,B C,解见下页,解,容易看出 =8L,t=0时刻, 波刚传到质点1, 质点1开始向下运动，说明波源的起振方向是向下的,经过时间t第一次出现如图（b）所示的波形由波的传播方向, t时刻质点9向上运动, 故质点9不是刚起振，则该波应当刚传到质点13，可见质点1已经振动了1.5T.图(c,3T/2=t,T=2 t/3,v=/T= 12L /t,05年苏锡常镇教学情况调查(一)7,7. 如图所示，一列横波沿x轴传播，t0时刻波的图象如图中实线所示；经t =0.2s

19、，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 ( ) 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, 则波向左传播,解: =2m,若波向右传播，S=0.2m=(n+1/10),t=0.2 s=(n+1/10) T T=2(10n+1) 2s A错,若波向左传播，S=0.2 m=(n+9/10),t=0.2 s=(n+9/10) T,T=2(10n+9) 0.2 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，

20、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,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两列波在某时刻的波形如图所示，经过tTA时间(TA为波A的周期)，两

21、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,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,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.

22、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,2004年广西卷3,解：画出波形图如图示,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

23、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,2004年全国卷17,点拨：画出t=0波形图如图示（黑线,n+1/2)=12,画出t=0.5s时波形图如图示（蓝线,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,2004年湖南卷17,解：画出t=0波形图如图示（黑线,s=(n+1/2),24 (2n+1,画出t=0.5s时波形图如图示（蓝线,k+1/2)T=0.5,T= 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： http:/ 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