波动图像复习练习.

机械波、波动图像复习资料

【知识点复习】

（1）机械波的产生条件：①_________② ____________

（2）机械波的分类

机械波可分为_________和_________两种。前者质点振动方向和波的传播方向_______，后者质点振动方向和波的传播方向___________。

（3）机械波的传播

①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：_________。

②介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的__________，是变加速运动，介质质点并不随波__________。

③机械波转播的是___________、________和________。

④机械波的频率由_______决定，而传播速度由________决定。

（4）机械波的反射、折射、衍射、干涉

①一切波都能发生反射、折射、衍射、干涉。特别是衍射、干涉，是波特有的性质。

衍射：______________________叫做波的衍射。

能够发生明显的衍射现象的条件是：_____________________________________。

以下楷体部分为预习知识

②干涉。产生干涉的必要条件是：__________________________。

在稳定的干涉区域内，振动加强点始终___________；振动减弱点始终___________。

“波峰和波峰叠加得到振动_______点”，“波谷和波谷叠加也得到振动_______点”，“波峰和波谷叠加得到振动__________点”。

（5）多普勒效应

__________________________________________________，这种现象叫多普勒效应。

学习“多普勒效应”必须弄清的几个问题：

①当波源以速率v 匀速靠近静止的观察者A 时，观察者“感觉”到的频率_________。

②当波源静止，观察者以速率v 匀速靠近波源时，观察者“感觉”到的频率________。

③当波源与观察者相向运动时，观察者“感觉”到的频率_______。

④当波源与观察者背向运动时，观察者“感觉”到的频率________。

【知识点复习】

1．由波的图象可获取的信息

①该时刻各质点的位移

②质点振动的振幅A

③波长λ

④若知道波速v 的方向，可知各质点的运动方向，

⑤若已知波速v 的大小，可求频率f 或周期T ：1v f T λ=

= ⑥若已知f 或T ，可求v 的大小：v f T λ

λ==

⑦若已知波速v 的大小和方向，可画出后一时刻的波形图：波在均匀介质中做匀速运动，t ∆内各质点的运动形式沿波速方向传播x v t ∆=∆，即把波形图沿波的传播方向平移x ∆

3.用平移法或特殊点法画后的波形

4.波动问题的多解问题主要包括三种情况：

①传播方向不明确

②波传播的距离x ∆与波长λ的关系不明确

③时间间隔t ∆与周期T 的关系不明确

机械波练习

选择题答案填在

1.如图在x y平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为1 m/s，振幅为4 cm，频率为

2.5 H z.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0.2 m的Q点（见图）.（）

A.在0.1 s时的位移是4 cm

B.在0.1 s时的速度最大

C.在0.1 s时的速度向下

D.在0到0.1 s时间内的路程是4 cm

2.一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，自右向左传播，已知在t1=0.7 s时，P点出现第二次波峰（0.7 s内P点出现两次波峰），Q 点的坐标是（-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

3.如图甲所示是t =1.0 s 时沿 x 轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速v = 1.0m / s .则x =1.0m 处的质点的振动图象是图乙中的( )

4.如图所示，一根张紧的水平弹性绳上有a、b两点，b点在a点的右方，相距s=14m.一简谐波沿此绳向右传播，当a到达波峰时，b恰好下下经过平衡位置。t=1s后，当a向下经过平衡位置时，b恰好到达波谷，则这列波的波速可能等于（）

A、4.67m/s

B、6m/s

C、10m/s

D、14m/s

5.如图所示，S是上下振动的波源振动频率为f=100Hz，它所产生的横波向左、右传播，波速v=80m/s.在波源左、右两侧有Q、P两点，与波源S在同一水平直线上，切SP=17.4m，SQ=1

6.2m，当S通过平衡位置向上振动时（）

A、P在波峰、Q在波谷

B、PQ都在波峰

C、P在波谷、Q在波峰

D、P通过平衡位置向上振动、Q通过平衡位置向下振动

6.如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，可采用的方法是（）

A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．移动N使狭缝的距离减小 D．移动N使狭缝的距离增大

7.一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在t=1 s时刻的波形如图中虚线所示。由此可判定此波的（）

A．波长一定是4 cm B．周期一定是4 s C．振幅一定是2 cm D．传播速度一定是1 cm/s

8．一列波在介质中向某一方向传播，如图是此波在某一时刻的波形图，且此时振动还只发生在M、N之间，并知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形中是向下的。则：波源是_____；P质点的起振方向为_________；从波源起振开始计时时

．．．．．．．．．．，P点已经振动的时间为______。

9．如图是一列向右传播的简谐横波在t=0时刻（开始计时

．．．．）的波形图，已知在t=1s时，B点第三次达到波峰（在1s内B点有三次达到波峰）。则：①周期为________ ②波速为______；③D点起振的方向为_________；④在t=____s时刻，此波传到D点；在t=____s 和t=___s时D点分别首次达到波峰和波谷；在t=____s和t=___s时D点分别第二次达到波峰和波谷。

10.如图所示，一列沿x正方向传播的简谐横波，波速大小为 0.6 m/s ，P点的横坐标为96 cm ，从图中状态开始计时，求：

（1）经过多长时间，P质点开始振动，振动时方向如何？

（2）经过多少时间，P质点第一次到达波峰？

11.一列简谐横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.05s时刻，其波形图分别如图7-3-5中的实线和虚线所示，求：

⑴这列波可能具有的波速？

⑵当波速为280m/s时，波的传播方向？

12.一列简谐横波沿水平直线方向向右传播，M、N为介质中相距为Δs的两质点，M在左、N在右，t时刻，两质点正好到达平衡位置，且M、N之间只有一个波峰，经过Δt时间N质点恰处在波峰位置，求这列波的波速？

13.一列简谐横波由质点A向质点B传播。已知A、B两点相距4m，这列波的波长大于2m而小于20m。下图表示在波的传播过程中A、B

两质点的振动的图象。求波的传播速度。

14.（本题由高一5班李子恒同学改编）如图甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。根据图像回答以下的问题。

（1）从该时刻起（）

A 经过0.35s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

B 经过0.25s时，质点Q的加速度大于P的加速度

C经过0.15s，波沿X轴的正方向传播了3m

D经过0.1s，质点Q的运动方向沿X轴正方向

（2）画出此时刻开始A点的振动图像，以及0.3s后的波动图像

（3）假设原点处为波源，求波从波源传播开始计时到P第一次到达波峰所需要的时间。

（4）质点S作为波源上下振动，在简谐波波传播方向的远处有一质点B，经过足够长的时间，在某时刻质点S恰好通过平衡位置向上运动，且此时B点恰好处于波谷的位置，求B到S的距离。

参考答案：

1.BD

2.BC

3.A

4.AC 〖解析〗a 、b 间杂第一时刻的最简单波形如图7-3-6所示，根据波形的周期性特点，所以s =(n+3/4)λ得λ=3

456+n (m)(n=0,1,2,3,......)，

同样由于周期性， t=(m+41)T 得T =144+m (s)(m=0,1,2,3,......)所以v =T

λ=14)34(14++m n (m/s)(n=0,1,2,3,...... m=0,1,2,3,......)所以选AC.

〖点评〗波的周期性特点反映在时间的周期性和空间的周期性上，这两方面都会导致多解。

5.A 〖解析〗由波源S 向两侧传播的波形是对称的，此刻波形如图7-3-3所示，两列波的波长均为

λ=f

v =0.8m ，SP=17.4m=2143λ，SQ=16.2m=2141λ所以，此刻P 点恰在波峰，Q 点恰在波谷。所以A.〖点评〗波源向两个相反方向发

出的波是对称的，同时要理解由于周期性，2143

λ处质点位置与4

3λ处质点的位置是相同的。

6.BC

7. 分析：由图可知，振幅A=2 cm ，波长λ=4 cm 。

若波向右传播，则， （n=0，1，2，……）

若波向左传播，则 ， （n=0，1，2，……）

所以AC 正确，BD 错误。

注意：波的传播具有空间周期性：平衡位置相距波长的整数倍的质点的振动情况完全相同；

波的传播具有时间周期性：经过周期的整数倍，波形图与原图线重叠。

8.解析：由Q 点的振动方向可知波向左传播，N 是波源。

由M 点的起振方向（向上）得P 质点的起振方向向上。振动从N 点传播到M 点需要1T ，传播到P 点需要3T /4，所以质点P 已经振动的时间为T /4.

9. 解析：①B 点从t =0时刻开始在经过t =2.5T =1s 第三次达到波峰，故周期T =0.4s.

②由v =λ/T =10m/s.

③D 点的起振方向与介质中各质点的起振方向相同。在图示时刻，C 点恰好开始起振，由波动方向可知C 点起振方向向下。所以，D 点起振方向也是向下。

④从图示状态开始计时：此波传到D 点需要的时间等于波从C 点传播到D 需要的时间，即：t =（45－4）/10=4.1s ； D 点首次达到波峰的时间等于A 质点的振动状态传到D 点需要的时间，即：t=（45－1） /10=4.4s ； D 点首次达到波谷的时间等于B 质点的振动状态传到D 点需要的时间，即：t =（45－3）/10=4.2s ；D 点第二次达到波峰的时间等于D 点首次达到波峰的时间再加上一个周期，即：t =4.4 s+0.4s=4.8 s. D 点第二次达到波谷的时间等于D 点首次达到波峰的时间再加上一个周期，即：t =4.2s+0.4s=4.6s.

10.解析：开始计时时，这列波的最前端的质点坐标是24 cm ，根据波的传播方向，可知这一点沿 y 轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿 y 轴负方向运动，故P 点开始振动时的方向是沿 y 轴负方向，P 质点开始振动的时间是

（1）t =6

.024.096.0-=∆v x =1.2 s （2）用两种方法求解

质点振动法：这列波的波长是λ=0.24 m ，故周期是T =6

.024.0=v λ=0.4 s 经过1.2 s ，P 质点开始振动，振动时方向向下，故还要经过4

3T 才能第一次到达波峰，因此所用时间是1.2 s+0.3 s=1.5 s. 波形移动法：质点P 第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P 点，因此所用的时间是t ′=6

.006.096.0-=1.5 s 11. 〖解析〗⑴若波向x 正方向传播s =2+n λ(m)(n=0,1,2,3,......)， v =t

n ∆+λ2=(40+160n)(m/s)(n=0,1,2,3,......) 若波向x 负方向传播s =6+n λ(m)(n=0,1,2,3,......)， v =t n ∆+λ6=(120+160n)(m/s)(n=0,1,2,3,......

) ⑵将v=280m/s 代入上述结果，可得：波向x 负方向传播。

〖点评〗利用波形计算波速时有两点必须考虑：⑴波的传播方向的讨论。传播方向不同，图中所示的传播距离可能不同。⑵波形的周期性，这导致波速的解通常是一个通解。

12．t s n ∆∆+2)14(；t

s n ∆∆+4)34(；t s n ∆∆+4)14(；t s n ∆∆+6)34((n =0,1,2,3,......) 13．解：由振动图象读出T =0.4s 。分析图象可知：t =0时，质点A 位于+y 方向最大位移处，而质点B 则经过平衡位置向－y 方向运动。所以AB 间距4=(n+3/4)λ，λ=16/(4n+3)，其中n=0,1,2,…，因为这列波的波长大于2m 而小于20m ，所以n =0、1两个可能的取值，即：λ1=

316m ，λ2=716m ，因v =λ/T ，所以v 1=340m/s v 1=740m/s 。