7.1機械波（講義）（3考點4題型）（原卷版）

7.1機械波TOC\o"13"\h\z\u考點一波動圖象與波速公式的應用 1考點二振動圖象與波動圖象 2考點三波的干涉、衍射、多普勒效應 3TOC\o"44"\h\z\u題型1機械波的形成與傳播 4題型2波動圖像和振動圖像的理解和應用 8題型3波傳播的周期性和多解性問題. 12題型4波特有的現(xiàn)象——波的干涉、衍射和多普勒效應 15考點一波動圖象與波速公式的應用1.波的圖象反映了在某時刻介質(zhì)中的各質(zhì)點離開平衡位置的位移情況，圖象的橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位移，如圖1所示．圖1圖象的應用：(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點的位移．(2)確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向，并能比較其大?。?3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向．2．波速與波長、周期、頻率的關系為：v＝eq\f(λ,T)＝λf.3．由波動圖象分析質(zhì)點運動的方法(1)特殊點法在波形圖上取數(shù)個特殊點(波峰、波谷或平衡位置)，先根據(jù)波傳播的方向確定它們的振動方向，再判斷Δt后各點運動到什么位置，最后連成曲線，即為另一時刻的波形圖，適用于Δt＝neq\f(T,4)的情形．(2)平移法先求出在Δt時間內(nèi)波傳播的距離Δx＝vΔt(v為波速)，再將原波形沿波傳播方向平移Δx(若要畫t－Δt時刻的波形圖，則需逆著波傳播方向平移Δx)，然后將新波形“修補”，使原有波形的區(qū)間充滿波形．4．造成波動問題多解的主要因素(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關系不明確．②空間周期性：波傳播的距離Δx與波長λ的關系不明確．(2)雙向性①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．考點二振動圖象與波動圖象振動圖象波動圖象研究對象一振動質(zhì)點沿波傳播方向的所有質(zhì)點研究內(nèi)容一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示同一質(zhì)點在各時刻的位移表示某時刻各質(zhì)點的位移圖象信息(1)質(zhì)點振動周期(2)質(zhì)點振幅(3)某一質(zhì)點在各時刻的位移(4)各時刻速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點在該時刻的位移(3)任意一質(zhì)點在該時刻的加速度方向(4)傳播方向、振動方向的互判圖象變化隨時間推移，圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，波形沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長考點三波的干涉、衍射、多普勒效應1．波的干涉中振動加強點和減弱點的判斷某質(zhì)點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr.(1)當兩波源振動步調(diào)一致時若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動加強；若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動減弱．(2)當兩波源振動步調(diào)相反時若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動加強；若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動減弱．2．波的衍射現(xiàn)象波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不大或者小于波長．3．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察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)．當波以速度v通過觀察者時，時間t內(nèi)通過的完全波的個數(shù)為N＝eq\f(vt,λ)，因而單位時間內(nèi)通過觀察者的完全波的個數(shù)即接收頻率．(2)當波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大；當波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率變?。}型1機械波的形成與傳播（2023秋?常州期末）王老師在課堂上演示繩波的傳播過程，他握住繩上的A點上下振動，某時刻繩上波形如圖，則繩上A點的振動圖像正確的是（）A． B． C． D．（2022秋?桂林期末）由多家中國建筑公司承擔建設的卡塔爾盧賽爾體育場，承辦了2022年足球世界杯包括決賽在內(nèi)的多場賽事。12月10日，阿根廷隊和荷蘭隊在盧賽爾體育場爭奪世界杯“八進四”的比賽中，八萬觀眾自發(fā)的在觀眾席上進行“人浪”游戲，從看臺A區(qū)到B區(qū)的觀眾依次做出下列動作：起立—舉起雙臂—坐下，呈現(xiàn)類似波浪的效果，下列關于“人浪”說法正確的是（）A．當“人浪”從看臺A區(qū)傳到B區(qū)時，觀眾也要從看臺A區(qū)跑到B區(qū) B．“人浪”從看臺A區(qū)傳到B區(qū)的速度由觀眾從看臺A區(qū)跑到看臺B區(qū)的速度決定 C．觀眾“起立—舉起雙臂—坐下”的動作越頻繁，“人浪”傳播的速度一定越快 D．“人浪”的傳播是觀眾所做動作“起立—舉起雙臂—坐下”形式的傳播（2023春?泰和縣校級期末）下列關于機械振動和機械波說法正確的是（）A．簡諧振動的物體每次經(jīng)過同一位置時，速度可能不同 B．利用盛砂的漏斗演示簡諧振動，如果漏斗里的砂子逐漸減少，則砂擺的頻率將先增大后減小C．隔著很高很厚的墻聽不到對面說話的聲音是因為聲波在這時沒有發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．如果機械波波源停止振動，在介質(zhì)中傳播的機械波也立即停止（2023春?西城區(qū)期末）某同學將機械波與電磁波進行對比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中正確的是（）A．機械波和電磁波的傳播都需要介質(zhì) B．機械波和電磁波都有橫波和縱波 C．機械波和電磁波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 D．機械波和電磁波的傳播速度都與介質(zhì)無關（2022秋?渝中區(qū)校級期末）如圖所示，是一個人兩次抖動同一細繩形成的機械波，第一次抖動形成圖甲所示波形，第二次抖動形成圖乙所示的波形，下列說法中正確的是（）A．機械波向外傳遞的過程中頻率會逐漸減小 B．在傳播方向上相鄰兩個波峰間的距離是一個波長 C．甲、乙兩列繩波的起振方向相同 D．機械波以傳遞振動，所以繩上的各點隨波向外遷移（2023秋?武漢期末）“地震預警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到受災地區(qū)前，向受災地區(qū)提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，通知目標區(qū)域從而實現(xiàn)預警?？蒲袡C構(gòu)對波的特性展開研究，如圖甲所示為研究過程中簡諧波t＝0時刻的波形圖，M是此波上的一個質(zhì)點，平衡位置處于4m處，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像，則（）A．該列波的傳播方向沿x軸正向傳播 B．該列波的傳播速度為4m/s C．質(zhì)點M在7s內(nèi)通過的路程為280cm D．質(zhì)點M在2s內(nèi)沿x軸運動了8m（2024?沈陽模擬）如圖所示為血管探頭發(fā)射的沿x軸正方向傳播的簡諧橫波圖像，t＝0時刻波恰好傳到質(zhì)點M。已知該簡諧波的頻率為2×107Hz，則下列說法正確的是（）A．簡諧波在血管中的傳播速度為8000m/s B．t＝2.5×10﹣8s時，質(zhì)點M運動到橫坐標上的N點 C．t＝2.5×10﹣8s時，質(zhì)點N沿y軸正方向開始振動 D．t＝2.5×10﹣8s時，質(zhì)點N處于波谷題型2波動圖像和振動圖像的理解和應用（2023秋?新市區(qū)校級期末）“地震預警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到設防區(qū)域前，向設防區(qū)域提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，以減少損失?？蒲袡C構(gòu)對波的特性展開研究，圖甲為簡諧波在t＝1.75s時的波形圖，M是此波上的一個質(zhì)點，平衡位置處于11m處，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像，則（）A．該列波沿x軸負方向傳播 B．經(jīng)過一段時間后，質(zhì)點M將到達x＝18m處 C．在t＝13.5s時，質(zhì)點M的加速度沿y軸負方向 D．在1.75s～5.25s內(nèi)，質(zhì)點M通過的路程為0.9m（2023秋?奉化區(qū)期末）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其波速為6m/s，t＝0時刻的波形如圖所示。下列說法正確的是（）A．該簡諧橫波的周期為2.5s B．該時刻質(zhì)點R沿y軸正方向運動 C．t＝4.5s時刻，質(zhì)點Q加速度最大 D．0～1.5s時間內(nèi)，質(zhì)點P沿x軸正方向平移9m（2023秋?和平區(qū)期末）取一條較長的軟繩，用手握住一端拉平后連續(xù)周期性地向上、向下抖動，可以看到在繩上產(chǎn)生一列波，a、b、c為繩上的質(zhì)點，某時刻波剛好傳播到質(zhì)點c，繩上形成的波形如圖所示，下列說法正確的是（）A．手開始抖動時運動方向向上 B．之后質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置 C．該時刻質(zhì)點a的速度比質(zhì)點b的速度大 D．圖中為波源開始振動后1.5周期時刻的波形（2023秋?武昌區(qū)期末）如圖所示，一平面簡諧橫波在t＝0和t＝1s時刻的波形曲線分別為圖中實線和虛線。介質(zhì)中平衡位置在坐標原點的質(zhì)點P在圖示的兩個時刻的位移都為y＝1cm。已知該波的周期1s＜T＜3s，質(zhì)點P的位移—時間關系可表示為（）A．y=2sin(4π3t+5π6C．y=2sin(2（2023秋?宜興市期末）如圖所示x軸上，波源在原點O處，Oa＝3m，Ob＝4m，Oc＝6m。t＝0時，波源從平衡位置開始豎直向上振動，形成分別沿x軸向正方向和負方向傳播的簡諧橫波，t＝6s時，波源剛好第一次回到平衡位置，此時質(zhì)點c剛好開始振動。則下列說法正確的是（）A．該波的周期為6s B．該波的波速為0.5m/s C．t＝6s時，質(zhì)點b正在向下運動 D．t＝15s時，質(zhì)點a回到平衡位置且向上振動題型3波傳播的周期性和多解性問題.（2023秋?天心區(qū)校級期末）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形，P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x＝3.5m和x＝6.5m處。t＝0.5s時，質(zhì)點P恰好第二次位于波峰位置。下列說法正確的是（）A．這列波的周期為0.5s B．這列波的傳播速度為6m/s C．t＝0.6s時，質(zhì)點Q將位于波峰位置 D．質(zhì)點Q在0～0.9s內(nèi)的路程為18cm（2022秋?德州期末）一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t＝2s時的波形如圖甲所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，P的平衡位置x＝5m，Q的平衡位置x＝6m；圖乙為質(zhì)點P的振動圖像。下列說法正確的是（）A．這列波的傳播速度大小為3m/s B．這列波的傳播方向沿x軸正方向 C．再經(jīng)過1s，質(zhì)點Q沿x軸負方向運動3m D．t＝2s時，質(zhì)點Q離開平衡位置的位移為-（2022秋?岳陽期末）如圖為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知圖中質(zhì)點b的起振時刻比質(zhì)點a超前了0.4s，則以下說法正確的是（）A．這列波的波速為10m/s B．這列波沿x軸正方向傳播 C．這列波的周期為0.4s D．再經(jīng)過03s，P質(zhì)點的位移為負，振動方向向上（2023秋?福田區(qū)校級期末）現(xiàn)在的智能大多有“雙MIC降噪技術(shù)”，簡單說就是在通話時，輔助麥克風收集背景音，與主麥克風音質(zhì)信號相減來降低背景噪音。圖甲是原理簡化圖，圖乙是理想狀態(tài)下的降噪過程，實線表示環(huán)境噪聲聲波，虛線表示降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅降噪聲波，則下列說法正確的是（）A．降噪過程應用的是聲波的衍射原理 B．理想狀態(tài)下，降噪聲波與環(huán)境噪聲聲波的傳播速度大小相等，波長相等 C．P點處的質(zhì)點經(jīng)過一個周期振動所產(chǎn)生的路程為4A（A為降噪聲波的振幅） D．P點處的質(zhì)點經(jīng)過一個周期向外遷移的距離為一個波長（2023秋?蘇州期末）如圖所示，波源O1、O2以相同頻率垂直紙面振動激發(fā)出橫波在紙面內(nèi)沿著各個方向傳播，A、B、C三點在O1、O2連線的中垂線上，t＝0時刻O1、O2同時沿相同方向開始振動，經(jīng)過4s的時間，與O1相距8m的A點開始振動，此后A點每分鐘上下振動20次，且當A位于波峰時，B點同時位于離A點最近的波谷，O1C相距20m。則下列說法正確的（）A．波源O1激發(fā)的橫波波速為83B．波源O2激發(fā)的橫波波長為8m C．O1與B之間的距離為11m D．振動穩(wěn)定后AC兩點間共有5個振動加強點（含AC兩點）題型4波特有的現(xiàn)象——波的干涉、衍射和多普勒效應（2023春?石家莊期末）消除噪聲污染是當前環(huán)境保護的一個重要課題．內(nèi)燃機、通風機等在排放各種高速氣流的過程中都發(fā)出噪聲，干涉型消聲器可以用來消弱高速氣流產(chǎn)生的噪聲．干涉型消聲器的結(jié)構(gòu)及氣流運行如圖所示，產(chǎn)生波長為λ的聲波沿水平管道自左向右傳播．當聲波到達a處時，分成兩束相干波，它們分別通過r1和r2的路程，再在b處相遇，即可達到消弱噪聲的目的．若Δr＝r2﹣r1，則Δr取的值是（）A．波長λ的整數(shù)倍 B．波長λ的奇數(shù)倍 C．半波長λ2的奇數(shù)倍 D．半波長λ（2023春?沙依巴克區(qū)校級期末）如圖所示，S1、S2是兩個步調(diào)完全相同的相干波源，其中實線表示波峰，虛線表示波谷。若兩列波的振幅均保持5cm不變，關于圖中所標的a、b、c、d四點，下列說法中正確的是（）A．b點振動始終加強，c點振動始終減弱 B．圖示時刻質(zhì)點c的位移為零 C．d點始終保持靜止不動 D．a(chǎn)點振動介于加強點和減弱點之間（2022秋?六盤水期末）如圖所示，s1，s2是同頻率同步調(diào)的兩個水波波源，實線代表波峰，虛線代表波谷，A、B、C、D四個點為相應線條的交點，下列說法中正確的是（）A．圖中A點到兩波源s1，s2的距離之差等于該波半波長的奇數(shù)倍 B．圖中兩波源s1，s2發(fā)出的波在B點的振動步調(diào)總是相同的 C．圖中C處質(zhì)點的位移等于兩列波各自在C點引起的位移的矢量和 D．不管波源s1，s2的頻率如何變化，D點總處于振動減弱區(qū)（多選）（2023秋?江岸區(qū)期末）汽車主動降噪系統(tǒng)是一種能夠自動減少車內(nèi)噪音的技術(shù)，在汽車行駛過程中，許多因素都會產(chǎn)生噪音，系統(tǒng)會通過車身的聲學反饋技術(shù)，通過揚聲器發(fā)出聲波將車外噪音反向抵消，從而減少車內(nèi)噪音。某一穩(wěn)定噪聲信號的振動方程為y=0.