《物理總選考部分 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論簡介 基礎課2 機械波》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理總選考部分 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論簡介 基礎課2 機械波（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、基礎課基礎課2機械波機械波機械波橫波和縱波機械波橫波和縱波知識排查知識排查機械振動機械振動定義定義 在介質(zhì)中的傳播形成機械波在介質(zhì)中的傳播形成機械波產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件(1) ；(2)形成原因形成原因介質(zhì)中的質(zhì)點受波源或鄰近質(zhì)點的驅(qū)動做介質(zhì)中的質(zhì)點受波源或鄰近質(zhì)點的驅(qū)動做 振動振動分類分類橫波橫波振動方向與傳播方向振動方向與傳播方向 的波，如繩波的波，如繩波縱波縱波振動方向與傳播方向振動方向與傳播方向 的波，如聲波的波，如聲波波源波源介質(zhì)介質(zhì)受迫受迫垂直垂直平行平行波速、波長和頻率的關系波速、波長和頻率的關系1.波長波長：在波動中，振動相位總是：在波動中，振動相位總是的兩個相鄰質(zhì)點間的距的兩個相鄰
2、質(zhì)點間的距離。離。2. .頻率頻率f：與：與 的振動頻率相等。的振動頻率相等。3. .波速波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度。波在介質(zhì)中的傳播速度。4. .波速與波長和頻率的關系：波速與波長和頻率的關系：v。相同相同波源波源f波的圖象波的圖象1.坐標軸的意義坐標軸的意義：橫坐標表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的：橫坐標表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的 ，縱坐，縱坐標表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的標表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的 。2. .圖象的物理意義：圖象的物理意義：某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點相對某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點相對的位移。的位移。圖圖1波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應1.波的干涉
3、和衍射波的干涉和衍射波的干涉波的干涉波的衍射波的衍射條件條件兩列波的頻率必須兩列波的頻率必須明顯條件：障礙物或孔的明顯條件：障礙物或孔的 比波長小或相差不多比波長小或相差不多現(xiàn)象現(xiàn)象形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的的穩(wěn)定的波能夠繞過波能夠繞過 或孔繼續(xù)向或孔繼續(xù)向前傳播前傳播相同相同尺寸尺寸干涉圖樣干涉圖樣障礙物障礙物2.多普勒效應多普勒效應(1)條件：聲源和觀察者之間有條件：聲源和觀察者之間有。(2)現(xiàn)象：觀察者感到現(xiàn)象：觀察者感到發(fā)生變化。發(fā)生變化。(3)實質(zhì)：聲源頻率實質(zhì)：聲源頻率 ，觀察者接收到的頻率，觀察者接收到的頻率。相對運動相對運動頻率頻率不變不變變化
4、變化小題速練小題速練1. .思考判斷思考判斷(1)在機械波的傳播中，各質(zhì)點隨波的傳播而遷移。在機械波的傳播中，各質(zhì)點隨波的傳播而遷移。()(2)機械波的頻率等于振源的振動頻率。機械波的頻率等于振源的振動頻率。()(3)機械波的傳播速度與振源的振動速度相等。機械波的傳播速度與振源的振動速度相等。()(4)質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向。質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向。()(5)在一個周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播一個波長的距離。在一個周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播一個波長的距離。()(6)機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定。機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本
5、身決定。()(7)火車鳴笛減速向我們駛來時，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率火車鳴笛減速向我們駛來時，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率低。低。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2. .(多選多選)一列沿一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時刻的波形時刻的波形如圖如圖2所示，質(zhì)點所示，質(zhì)點P的的x坐標為坐標為3 m。已知任意振動質(zhì)點連續(xù)。已知任意振動質(zhì)點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4 s。下列說法正確的是。下列說法正確的是()A. .波速為波速為4 m/sB. .波的頻率為波的頻率為1.25 HzC. .x坐標
6、為坐標為15 m的質(zhì)點在的質(zhì)點在t0.6 s時恰好位于波谷時恰好位于波谷D. .x坐標為坐標為22 m的質(zhì)點在的質(zhì)點在t0.2 s時恰好位于波峰時恰好位于波峰E. .當質(zhì)點當質(zhì)點P位于波峰時，位于波峰時，x坐標為坐標為17 m 的質(zhì)點恰好位于波谷的質(zhì)點恰好位于波谷圖圖2答案答案BDE波的傳播與波速公式的應用波的傳播與波速公式的應用1. .(2017貴州遵義航天高級中學模擬貴州遵義航天高級中學模擬) (多選多選)一簡諧橫波沿一簡諧橫波沿x軸軸負向傳播，負向傳播，t時刻的波形如圖時刻的波形如圖3所示，則該時刻所示，則該時刻()圖圖3答案答案ADE2. .(2018山西五校四聯(lián)山西五校四聯(lián)) (多選
7、多選)沿沿x軸傳播的一列簡諧橫波在軸傳播的一列簡諧橫波在t0時刻的波形如圖時刻的波形如圖4所示，兩質(zhì)點所示，兩質(zhì)點M、N的橫坐標分別為的橫坐標分別為x11.5 m和和x22.5 m，t0時刻質(zhì)點時刻質(zhì)點M的運動方向沿的運動方向沿y軸的負方軸的負方向。若從向。若從t0時刻開始，經(jīng)時刻開始，經(jīng)0.25 s質(zhì)點質(zhì)點N第一次到達平衡位置，第一次到達平衡位置，則則()A. .該列波沿該列波沿x軸負方向傳播軸負方向傳播B. .該列波的周期為該列波的周期為1 sC. .該列波的波速為該列波的波速為2 m/sD. .1 s末，質(zhì)點末，質(zhì)點M的運動方向沿的運動方向沿y軸的負方向軸的負方向E. 01 s內(nèi)，質(zhì)點內(nèi)
8、，質(zhì)點N通過的路程等于通過的路程等于8 cm圖圖4答案答案ACE3.一列沿一列沿x方向傳播的簡諧橫波，在方向傳播的簡諧橫波，在t0時刻的波形如圖時刻的波形如圖5所所示，質(zhì)點振動的振幅為示，質(zhì)點振動的振幅為10 cm。P、Q兩點的坐標分別為兩點的坐標分別為(1，0)和和(9，0)，已知，已知t0.7 s時，時，P點第二次出現(xiàn)波峰。點第二次出現(xiàn)波峰。(1)這列波的傳播速度多大？這列波的傳播速度多大？(2)從從t0時刻起，經(jīng)過多長時間時刻起，經(jīng)過多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰？點第一次出現(xiàn)波峰？(3)當當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程為多少？點通過的路程為多少？圖圖5解析解析(
9、1)由題意可知該波的波長為由題意可知該波的波長為4 m，P點與最近波峰的點與最近波峰的水平距離為水平距離為3 m，距離下一個波峰的水平距離為，距離下一個波峰的水平距離為7 mQ點第一次出現(xiàn)波峰時質(zhì)點點第一次出現(xiàn)波峰時質(zhì)點P振動了振動了t20.9 s當當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，點第一次出現(xiàn)波峰時，P點通過的路程點通過的路程s0.9 m。答案答案(1)10 m/s(2)1.1 s(3)0.9 m(2)Q點與最近波峰的水平距離為點與最近波峰的水平距離為11 m波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法內(nèi)容內(nèi)容圖象圖象“上上下坡下坡”法法沿波的傳播方向，沿波的傳播方向，“上
10、坡上坡”時時質(zhì)點向下振動，質(zhì)點向下振動，“下坡下坡”時質(zhì)時質(zhì)點向上振動點向上振動“同同側(cè)側(cè)”法法波形圖上某點表示傳播方向波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)側(cè)“微微平移平移”法法將波形沿傳播方向進行微小將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一的平移，再由對應同一x坐標坐標的兩波形曲線上的點來判斷的兩波形曲線上的點來判斷振動方向振動方向振動圖象和波的圖象的關聯(lián)分析振動圖象和波的圖象的關聯(lián)分析求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二一分、一看、二找找”的方法的方法1. .(2018河北石家莊調(diào)研河北石家莊
11、調(diào)研)(多選多選)如圖如圖6甲為一列簡諧橫波在某甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中一時刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x2 m 處的質(zhì)點處的質(zhì)點P以此時刻以此時刻為計時起點的振動圖象。下列說法正確的是為計時起點的振動圖象。下列說法正確的是()圖圖6A. .這列波的傳播方向是沿這列波的傳播方向是沿x軸正方向軸正方向B. .這列波的傳播速度是這列波的傳播速度是20 m/sC. .經(jīng)過經(jīng)過0.15 s，質(zhì)點，質(zhì)點P沿沿x軸的正方向傳播了軸的正方向傳播了3 mD. .經(jīng)過經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點，質(zhì)點Q的運動方向沿的運動方向沿y軸正方向軸正方向E. .經(jīng)過經(jīng)過0.35 s，質(zhì)點，質(zhì)點Q距平衡位置的距
12、離小于質(zhì)點距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位距平衡位置的距離置的距離答案答案ABE2. .(2018江西南昌一模江西南昌一模)(多選多選)圖圖7甲為一列簡諧橫波在甲為一列簡諧橫波在t0時時刻的波形圖，刻的波形圖，P是平衡位置在是平衡位置在x1 m處的質(zhì)點，處的質(zhì)點，Q是平衡位是平衡位置在置在x4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則下列說的振動圖象，則下列說法正確的是法正確的是()圖圖7A. .這列波的波長是這列波的波長是8 m，周期是，周期是0.20 s，振幅是，振幅是10 cmB. .在在t0時刻，質(zhì)點時刻，質(zhì)點Q向向y軸正方向運動軸正方向運動C. .從從t0到到t0
13、.25 s，該波沿，該波沿x軸負方向傳播了軸負方向傳播了6 mD. .從從t0到到t0.25 s，質(zhì)點，質(zhì)點P通過的路程為通過的路程為0 cmE. .質(zhì)點質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為簡諧運動的表達式為y0.1sin 10t(m)答案答案ABE3. .(2018安徽江南十校聯(lián)考安徽江南十校聯(lián)考)(多選多選)一簡諧機械橫波沿一簡諧機械橫波沿x軸負方軸負方向傳播，已知波的波長為向傳播，已知波的波長為8 m，周期為，周期為2 s，t1 s時刻波形時刻波形如圖如圖8甲所示，甲所示，a、b是波上的兩個質(zhì)點。圖乙是波上某一點是波上的兩個質(zhì)點。圖乙是波上某一點的振動圖象。則下列說法正確的是的振動圖象。則下列說法正
14、確的是()圖圖8A. .圖乙可以表示圖乙可以表示d質(zhì)點的振動質(zhì)點的振動B. .圖乙可以表示圖乙可以表示b質(zhì)點的振動質(zhì)點的振動C. .a、b兩質(zhì)點在兩質(zhì)點在t1.5 s時速度大小相同時速度大小相同D. .該波傳播速度為該波傳播速度為v4 m/sE. .t0時時b質(zhì)點速度沿質(zhì)點速度沿y軸正方向軸正方向答案答案ADE造成波動問題多解的主要因素有造成波動問題多解的主要因素有1. .周期性周期性(1)時間周期性：時間間隔時間周期性：時間間隔t與周期與周期T的關系不明確。的關系不明確。(2)空間周期性：波傳播距離空間周期性：波傳播距離x與波長與波長的關系不明確。的關系不明確。2. .雙向性雙向性(1)傳播
15、方向雙向性：波的傳播方向不確定。傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。(2)振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。3. .波形的隱含性形成多解波形的隱含性形成多解在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種特殊點，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種情況，形成波動問題的多解性。情況，形成波動問題的多解性。波的多解問題波的多解問題【典例】【典例】2017全國卷全國卷，34(1)(多選多選)如圖如圖9，一列簡諧橫，一列簡諧橫波沿波沿x軸正方向傳播，
16、實線為軸正方向傳播，實線為t0時的波形圖，虛線為時的波形圖，虛線為t0.5 s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5 s。關于該簡諧。關于該簡諧波，下列說法正確的是波，下列說法正確的是()A. .波長為波長為2 mB. .波速為波速為6 m/sC. .頻率為頻率為1.5 HzD. .t1 s時，時，x1 m處的質(zhì)點處于波峰處的質(zhì)點處于波峰E. .t2 s時，時，x2 m處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置處的質(zhì)點經(jīng)過平衡位置圖圖9答案答案BCE1. .(2018河北唐山一模河北唐山一模) (多選多選)如圖如圖10所示為一列向左傳播的所示為一列向左傳播的橫波的圖象，圖中實線表
17、示橫波的圖象，圖中實線表示t時刻的波形，虛線表示又經(jīng)時刻的波形，虛線表示又經(jīng)t0.2 s時刻的波形，已知波長為時刻的波形，已知波長為2 m，下列說法正確的是，下列說法正確的是()圖圖10答案答案BCE2. .(2018武漢市模擬武漢市模擬)(多選多選)如圖如圖11所示，有一列減幅傳播的簡諧所示，有一列減幅傳播的簡諧橫波，橫波，x0與與x75 m處的處的A、B兩個質(zhì)點的振動圖象分別如圖兩個質(zhì)點的振動圖象分別如圖中實線與虛線所示。則這列波的中實線與虛線所示。則這列波的()A. .A點處波長是點處波長是10 cm，B點處波長是點處波長是5 cmB. .周期一定都是周期一定都是2102 sC. .t0
18、.012 5 s時刻，兩質(zhì)點的振動速度方向相反時刻，兩質(zhì)點的振動速度方向相反D. .傳播速度一定是傳播速度一定是600 m/sE. .A質(zhì)點的振幅是質(zhì)點的振幅是B質(zhì)點的振幅的質(zhì)點的振幅的2倍倍圖圖11答案答案BCE3. .(2018湖南長沙四縣湖南長沙四縣3月模擬月模擬)(多選多選)一列簡諧橫波在一列簡諧橫波在t0時時刻的波形圖如圖刻的波形圖如圖12實線所示，從此刻起，經(jīng)實線所示，從此刻起，經(jīng)0.2 s波形圖如圖波形圖如圖虛線所示，若波傳播的速度為虛線所示，若波傳播的速度為5 m/s，則，則()圖圖12A. .這列波沿這列波沿x軸正方向傳播軸正方向傳播B. .t0時刻質(zhì)點時刻質(zhì)點a沿沿y軸正方
19、向運動軸正方向運動C. .若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，則該若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，則該波所遇到的簡諧橫波頻率為波所遇到的簡諧橫波頻率為1.25 HzD. .x2 m處的質(zhì)點的位移表達式為處的質(zhì)點的位移表達式為y0.4sin(2.5t)(m)E. .從從t0時刻開始質(zhì)點時刻開始質(zhì)點a經(jīng)經(jīng)0.4 s通過的路程為通過的路程為0.8 m答案答案CDE1. .波的干涉中振動加強點和減弱點的判斷波的干涉中振動加強點和減弱點的判斷波的干涉、衍射、多普勒效應波的干涉、衍射、多普勒效應2. .多普勒效應的成因分析多普勒效應的成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀
20、察者在單位時間接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)。內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)。(2)波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大。波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大。(3)波源與觀察者如果相互遠離，觀察者接收到的頻率減小。波源與觀察者如果相互遠離，觀察者接收到的頻率減小。(4)波源和觀察者如果相對靜止，觀察者接收到的頻率等于波源和觀察者如果相對靜止，觀察者接收到的頻率等于波源的頻率。波源的頻率。1. .(多選多選)如圖如圖13所示，實線與虛線分別表示振所示，實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列簡諧橫波的波峰和波幅、頻率均相同的兩列簡諧橫波的
21、波峰和波谷，此刻，谷，此刻，M是波峰與波峰的相遇點。設這是波峰與波峰的相遇點。設這兩列波的振幅均為兩列波的振幅均為A，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()A. .此時刻位于此時刻位于O處的質(zhì)點正處于平衡位置處的質(zhì)點正處于平衡位置B. .P、N兩處的質(zhì)點始終處在平衡位置兩處的質(zhì)點始終處在平衡位置C. .隨著時間的推移，隨著時間的推移，M處的質(zhì)點將向處的質(zhì)點將向O處移動處移動D. .從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，M處的質(zhì)點到達平衡位處的質(zhì)點到達平衡位置，此時位移為零置，此時位移為零E. .O、M連線的中點是振動加強的點，其振幅為連線的中點是振動加強的點，其振幅為
22、2A圖圖13解析解析此時刻位于此時刻位于O處的質(zhì)點正處于波谷與波谷的相遇點，不處的質(zhì)點正處于波谷與波谷的相遇點，不在平衡位置，選項在平衡位置，選項A錯誤；錯誤；P、N兩處的質(zhì)點處于波峰和波谷兩處的質(zhì)點處于波峰和波谷的相遇點，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移為的相遇點，兩列波在這兩處的位移始終相反，合位移為0，選，選項項B正確；質(zhì)點并不隨波遷移，選項正確；質(zhì)點并不隨波遷移，選項C錯誤；從此時刻起，經(jīng)錯誤；從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，兩列波在過四分之一周期，兩列波在M點的振動均達到平衡位置，合點的振動均達到平衡位置，合位移為零，選項位移為零，選項D正確；正確；O、M連線的中點是振動加強區(qū)的點
23、，連線的中點是振動加強區(qū)的點，其振幅為其振幅為2A，選項，選項E正確。正確。答案答案BDE2. .(2018四川綿陽二診四川綿陽二診)(多選多選)一頻率為一頻率為600 Hz的聲源以的聲源以20 rad/s的角速度沿一半徑為的角速度沿一半徑為0.8 m的圓周的圓周(圓心為圓心為O點點)做勻速圓做勻速圓周運動，一觀察者站在離圓心很遠的周運動，一觀察者站在離圓心很遠的P點且相對于圓心靜止，點且相對于圓心靜止，如圖如圖14所示，則觀察者接收到所示，則觀察者接收到()A. .聲源在聲源在A點時發(fā)出聲音的頻率大于點時發(fā)出聲音的頻率大于600 HzB. .聲源在聲源在B點時發(fā)出聲音的頻率等于點時發(fā)出聲音的
24、頻率等于600 HzC. .聲源在聲源在C點時發(fā)出聲音的頻率等于點時發(fā)出聲音的頻率等于600 HzD. .聲源在聲源在C點時發(fā)出聲音的頻率小于點時發(fā)出聲音的頻率小于600 HzE. .聲源在聲源在D點時發(fā)出聲音的頻率小于點時發(fā)出聲音的頻率小于600 Hz圖圖14解析解析根據(jù)多普勒效應，當聲源和觀察者相向運動時，觀察根據(jù)多普勒效應，當聲源和觀察者相向運動時，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，當聲源和觀察者反向運動者接收到的頻率大于聲源的頻率，當聲源和觀察者反向運動時，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，將聲源運動至時，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，將聲源運動至A、B、C、D四個點時相對于觀察者
25、的速度方向標出來，四個點時相對于觀察者的速度方向標出來，A點有接點有接近觀察者的趨勢，近觀察者的趨勢，C點有遠離觀察者的趨勢，聲源在點有遠離觀察者的趨勢，聲源在B、D兩兩點的速度方向垂直點的速度方向垂直O(jiān)點與觀察者的連線，故選項點與觀察者的連線，故選項A、B、D正確，正確，C、E錯誤。錯誤。答案答案ABD3. .(多選多選)在坐標原點的波源產(chǎn)生一列沿在坐標原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧軸正方向傳播的簡諧橫波，波速橫波，波速v200 m/s。已知。已知t0時，波剛好傳播到時，波剛好傳播到x40 m處，如圖處，如圖15所示，在所示，在x400 m處有一接收器處有一接收器(圖中未畫出圖中未
26、畫出)，則下列說法正確的是則下列說法正確的是()圖圖15A. .波源開始振動時方向沿波源開始振動時方向沿y軸正方向軸正方向B. .從從t0開始經(jīng)過開始經(jīng)過0.15 s，x40 m處的質(zhì)點運動路程為處的質(zhì)點運動路程為0.6 mC. .接收器在接收器在t1.8 s時才能接收到此波時才能接收到此波D. .若波源向若波源向x軸負方向運動，根據(jù)多普勒效應，接收器接收軸負方向運動，根據(jù)多普勒效應，接收器接收到的波源頻率可能為到的波源頻率可能為11 HzE. .若該波與另一列頻率為若該波與另一列頻率為10 Hz、波源在、波源在x350 m處的沿處的沿x軸負方向傳播的簡諧橫波相遇，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣軸負方向傳播的簡諧橫波相遇，能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣答案答案BCE
物理總選考部分 機械振動 機械波 光 電磁波 相對論簡介 基礎課2 機械波
