2022届高考物理一轮复习第十四章机械振动和机械波第二节波的传播规律及图象学案新人教版

1、第二节波的传播规律及图象1机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波。波源和介质是波的二要素。2质点的振动方向与传播方向垂直的波叫做横波，其中突起部分叫波峰，凹陷部分叫波谷；质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫做纵波，其中质点分布密的部分叫密部，质点分布疏的部分叫做疏部，波包括横波与纵波。3两个相邻的、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(用表示)，在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长。4单位时间内振动向外传播的距离叫做波速，即v。5在波动中，质点振动的周期与波源振动的周期相等，这个周期也叫做波的周期，用t表示。6波在一个周期内传播的距离恰好为波长。于是

2、有vt，进而有vf(f为频率，f1/t)。7波的频率由波源决定，与介质无关。8相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。9顺着波传播的方向，波形上升的地方质点向下振动，波形下降的地方，质点向上振动波峰波谷处质点速度均为零。例1一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，p为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，p的速度v和加速度a的大小变化情况是()av变小，a变大bv变小，a变小cv变大，a变大 dv变大，a变小【解析】 由题图知波传播方向沿x轴正方向，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点p的速度方向在该时刻开始的一段极短时

3、间内沿y轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此p质点速度增大；质点p做简谐运动，向平衡位置运动，距离平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度a减小，即v变大，a减小，故只有d正确。【答案】 d例2如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在t2 s时的波形图，图乙是这列波中质点p的振动图线，那么：(1)该波的传播速度为_m/s；(2)该波的传播方向为_(选填“向左”或“向右”)；(3)图甲中质点q(坐标为x2.25 m处的点)的振动方程为y_cm。【解析】 (1)波的周期t2 s，波长1.0 m，波速v0.5 m/s。(2)由yt图象可知，t2 s时，质点p向上运动，不难判断波是向左传播

4、。(3)质点q此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图象是一条余弦曲线，a0.2 cm， rad/s，质点q的振动方程为y0.2cos t cm。【答案】 (1)0.5(2)向左(3)0.2cos t例3如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图。 (1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期。(2)若波向右传播，求它可能的传播速度。【解析】 (1)波向左传播，传播的时间为ttnt(n0,1,2，)，所以t4ss(n0,1,2，)，最大周期tm s0.27 s。(2)波向右传播，tnt(n0,1,2，)，t s(n0,1,2，)，而4 m，所以v5(4n1) m/s(n0,1,

5、2，)。【答案】 (1)(n0,1,2，)，0.27 s(2)5(4n1)m/s(n0,1,2，)1介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()a它的振动速度等于波的传播速度b它的振动方向一定垂直于波的传播方向c它在一个周期内走过的路程等于一个波长d它的振动频率等于波源的振动频率2一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置，某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图乙描述的是()aa处质点的振动图象 bb处质点的振动图象cc处质点的振动图象 dd处质点的振动图象3简谐横波某时刻波形图线如图所示，由此图可知()a若质点a向下运动，则波是从左

6、向右传播的b若质点b向上运动，则波是从左向右传播的c若波从右向左传播，则质点c向下运动d若波从右向左传播，则质点d向上运动4(多选)一列向右传播的简谐横波，当波传到x2.0 m处的p点时开始计时，该时刻波形如图所示。t0.9 s时观测到质点p第三次到达波峰位置。下列说法正确的是()a波速为0.5 m/sb经1.4 s质点p运动的路程为70 cmct1.6 s时，x4.5 m处的质点q第三次到达波谷d与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5 hz5(多选)图(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，p是平衡位置在x1.0 m处的质点，q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为

7、质点q的振动图象，下列说法正确的是()a在t0.10 s时，质点q向y轴正方向运动b在t0.25 s时，质点p的加速度方向与y轴正方向相同c从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 md从t0.10 s到t0.25 s，质点p通过的路程为30 cme质点q简谐运动的表达式为y0.10 sin 10t(国际单位)6(多选)如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m，一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是()a在t6 s

8、时刻波恰好传到质点d处b在t5 s时刻质点c恰好到达最高点c质点b开始振动后，其振动周期为4 sd在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动e当质点d向下运动时，质点b一定向上运动1(多选)(2018台州市外国语学校期末)如图甲、乙所示，是某质点的振动图象及由此质点振动而激起的波在某时刻的波形图，下述说法中正确的是()a乙是振动图象，甲是波动图象b由图象可知，振幅是2 cm，周期是0.4 s，波长是0.4 mcp质点在此时刻的速度方向为正，而波源质点在0.2 s时速度方向为正d这列波的速度是1 m/s2(多选)(2018金华十校联考)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x

9、1.0 m处的m质点从该时刻开始经0.6 s第一次到达波谷位置已知质点p的平衡位置坐标为x2.0 m，质点q的平衡位置坐标为x3.5 m，则()a该简谐波的波速为5 m/sb图示时刻质点q正在沿y轴正方向运动c从图示时刻开始，质点q经过0.7 s第一次到达波峰位置d在某时刻，质点p和q的速度、加速度可能都相同3(多选)一列横波沿绳子向右传播，某一时刻形成如图所示的凹凸形状，对此时绳上a、b、c、d、e、f六个质点()a它们的振幅相同b质点d和f的速度方向相同c质点a和c的速度方向相同d从此时算起，质点b比c先回到平衡位置4如图所示，(1)为某一波在t0时刻的波形图，(2)为参与该波动的p点的振

10、动图象，则下列判断正确的是()a该列波的波速为4 m/sb若p点的坐标为xp2 m，则该列波沿x轴正方向传播c该列波的频率可能为2 hzd若p点的坐标为xp4 m，则该列波沿x轴负方向传播5如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，p质点的横坐标x0.96 m。从图 中状态开始计时，求：(1)p点刚开始振动时，振动方向如何？(2)经过多长时间，p点第一次达到波谷？(3)经过多长时间，p点第二次达到波峰？6(2015海南)一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t0时刻的波形如图所示，质点p的x坐标为3 m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s。下列说法正确的是(

11、)a波速为4 m/sb波的频率为1.25 hzcx坐标为15 m的质点在t0.2 s时恰好位于波谷dx的坐标为22 m的质点在t0.2 s时恰好位于波峰e当质点p位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷7(多选)一列简谐波沿x轴正方向传播，在某一时刻波形图如图5所示，已知p点振动周期为0.5 s，由此可以判断出()a此时p点加速度正在增大b该波波速为8 m/sc离坐标原点为11 m的q点先沿y轴负方向运动d从此时刻算起，t1.125 s时q点第一次达到波峰8两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v0.4 m/s，两波源分别位于a、b处， t0时的波形如图所示。当 t2.5 s时，m点的位移为

12、_cm，n点的位移为_ cm。9(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播，p、q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到p，当波传到q开始计时，p、q两质点的振动图象如图所示。则()a质点q开始振动的方向沿y轴正方向b该波从p传到q的时间可能为7 sc该波的传播速度可能为2 m/sd该波的波长可能为6 m第二节波的传播规律及图象课堂练习1d2.b3.b4.bcd5.bce6.acd课后练习1abd2.ac3.ad4.a5【答案】(1)沿y轴负方向(2)1.3 s(3)1.9 s【解析】(1)p质点刚开始振动时的振动方向就是初始时x坐标为0.24 m处质点的振动方向。因为横波沿x轴正方向传播，所以初始时x坐标为0.24 m处质点起振方向为y轴负方向，故p质点刚开始振动的方向也沿y轴负方向。(2)p点第一次达到波谷的时间，就是初始