专题九 机械波

1、专题九 机械波【波的形成和传播】1.波是振动的传播，振动是波的成因，波可以传递波源的振动形式、能量和信息，但质点本身不随波迁移，只在平衡位置附近振动。2.横波和纵波：质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波，如绳波。质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。1. 沿绳传播的一列机械波，有（ ）A. 相邻质点间必有相互作用力B. 前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点C. 当波源突然停止振动时，离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动D. 当波源突然停止振动时，离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动【波的图像与质点

2、振动图像之间的联系】1.从波的图像中可得到的波的波长，从质点振动图像中可以得到质点振动的周期即波的周期，两者相结合即可计算波速。2.波形图、波的传播方向与质点振动方向三者知二求一。3.波形图是某时刻多个质点的位移，振动图像是某质点多个时刻的位移，两者的联系一定是某时刻某质点的位移。2.（1）如下左图为某简谐横波在t=0时刻的波形图，波速为0.5m/s，请在右图坐标系内作出a、b两质点的振动图像。（2）若上左图为某简谐横波在t=2s时刻的波形图，波速为0.5m/s，请在下面左图坐标系内作出a质点的振动图像。（3）若上左图为某简谐横波在t=4s时刻的波形图，波速为0.5m/s，请在下面左图坐标系内

3、作出b质点的振动图像。3.（1）如下左图为某简谐横波上平衡位置在x=2m的质点的振动图像，波速为1m/s，请在右图坐标系内作出该简谐波在t=0时刻和t=2s时刻的波形图。【波的综合运用】4如图所示，左边为竖直弹簧振动系统，振子连接一根水平很长的软绳，沿绳方向取x轴振子从平衡位置O以某一初速度向A端开始运动，振动频率为f10 Hz，当振子从O点出发后，第五次经过O点时，x15 cm处的质点恰好第一次从波峰回到其平衡位置，则下列说法正确的是（ ）A绳上产生的波的传播速度为v7.5 cm/sB绳上各质点都沿x轴方向运动C绳上各质点的振动频率相同D当振子从O点出发后，第2次经过O点时，x5 cm处的质

4、点正远离平衡位置运动5.如图甲所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，O点为振源，P点到O点的距离L=8.0m。t=0时刻O点由平衡位置开始振动，图乙为质点P的振动图像。下列判断正确的是A该波的波速为2m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向B该波的波速为4m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向C该波的波速为2m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向D该波的波速为4m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向6.如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示

5、t=0.6s时刻波形图的是7.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa=2.5m，xb=4.5m，则下列说法中正确的是 A质点a振动的周期为6sB平衡位置x=10.5m处的质点（图中未画出）与a质点的振动情况总相同C此时质点a的速度比质点b的速度大D经过1/4个周期，质点a通过的路程为2cm8.一列简谐波，在t=0时刻的波形如图所示，自右向左传播，已知在t1=0.7s时，P点出现第二次波峰，Q点坐标是（7，0），则以下判断中正确的是：A. 质点A和质点B，在t=0时刻的位移是相等的 B. 在t=0时刻，质点C向上运动C. 在

6、t2=0.9 s末，Q点第一次出现波峰 D. 在t3=1.26 s末，Q点第一次出现波峰9地震波中既有横波又有纵波如图所示，甲是日本地震中的一列横波在t0时刻的波形图，乙为由这列横波引起的x2 km处质点的振动图象现测得该横波从震中传到仙台的时间是45 s，震中距离仙台有多远？判断波的传播方向，并确定t1.75 s时，x4 km处的质点的位移10. 一列简谐横波在轴上的传播，波的传播速度为50m/s，方向向右，已知t=0时刻的波形如下图所示，画出t=0.5s的波形图。11. 绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质点A向上运动达最大值时，在其右方相距0.30m的质点B刚好向下运动达到最大位移，若

7、已知波长大于0.15m，求该波的波长。10. 如图在一条直线上有三点S、M、N，其中S为波源，距M点为12m，距N点为21m。 由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的是（ ）A. M点先开始振动，N点后振动，振动时间相差2.25s，但振动周期都为2sB. M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动C. M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动D. 振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同12.一列在x轴上传播的波长大于1m的简谐波，在xl= 10cm和x2=110cm处的两个质点的振动图象如图所示，则质点振动的周期为 s，这列简谐波的波长为

8、cm。拓展：若去掉“波长大于1m”这个条件呢？13. 如图所示的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象。（1）假设波向左传播，求它传播的可能距离。（2）若这列波向右传播，求它的最大周期。（3）假定波速是45m/s，求波的传播方向。【波的干涉和衍射】1.波的衍射：（1）衍射是波的特性（2）发生明显衍射的条件是：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时2. 波的叠加：两列波彼此相遇以后，仍象相遇以前一样，各自保持原有的波形，继续向前传播，互不干扰，只是在两列波重叠的区域里，任一个质点的总位移，都等于两列波分别引起的位移的矢量和。3. 波的干涉：（1）波的叠加中的一

9、个特例，频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强（振幅增大），某些区域的振动减弱（振幅减小），并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔。（2）两列波峰、峰（或谷、谷）相遇处是振动最强的地方，峰、谷（或谷、峰）相遇处是振动最弱的地方。（3）到两波源距离差为零或等于波长的整数倍的质点振动始终加强，到两波源距离差等于半波长奇熟倍的质点振动始终减弱。14如图所示，橡皮绳上甲波峰向右传播，乙波谷向左传播，若它们的振幅和波长都相同，则它们相遇时互相叠加如图所示此时图中的M、N、x、y等质点的振动情况是( )AM向上、N向下BM向下、N向上CM向右、N向左 Dx、y均处于平衡位置15. 一个波源在绳的左端发出

10、半个波，频率为f1，振幅为A1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波，频率为f2，振幅为A2， P为两波源的中点，由图可知，下述说法错误的是（ ）A. 两列波同时到达两波源的中点PB. 两列波相遇时，P点波峰值可达A1A2 C. 两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播D. 两列波相遇时，绳上的波峰可达A1A2的点只有一点，此点在P点的左侧16.如图甲所示，同一水平直线上相距6 m的A、B两处各有一个振源，C为A、B连线的中点.在t0=0时刻，A、B两处的质点以相同的振幅同时开始做垂直于直线AB的上下振动，且都只振动了一个周期，它们的振动图象分别为图乙和图丙.若A处振源向右传播的波与B处振源向

11、左传播的波在t1=0.3 s时刻于C点相遇，则( )A.两列波在A、B间的传播速度均为20 m/sB.两列波的波长都是4 mC.在两列波相遇的过程中，中点C为振动加强点D.在t2=0.7 s时刻，B处质点经过平衡位置且振动方向向下17.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-2×10-1 m和x=12×10-1 m处,两列波的波速均为v=0.4 m/s,两波源的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图),此刻平衡位置处于0.2 m和0.8 m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5 m处,关于各质点运动情况的判断正确的是( )A.质点P、Q