人教版高中物理選修二專題13 機(jī)械波-教師版輔導(dǎo)講義

專題13機(jī)械波（教師版）一、目標(biāo)要求目標(biāo)要求重、難點(diǎn)機(jī)械波的產(chǎn)生條件與分類重難點(diǎn)機(jī)械波的描述重點(diǎn)機(jī)械波的干涉和衍射多普勒效應(yīng)二、知識(shí)點(diǎn)解析1．機(jī)械波(1)機(jī)械波的形成與傳播①形成：介質(zhì)中相鄰質(zhì)點(diǎn)有相互作用力，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，這樣初始振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)通過(guò)介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)向外傳遞就形成了機(jī)械波．振動(dòng)狀態(tài)傳播的方向就是波的傳播方向．引起初始振動(dòng)的裝置稱為波源．②特點(diǎn)a．由于質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)并不是同步調(diào)，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總滯后于前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這樣同一時(shí)刻下各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移并不相同，就在介質(zhì)中形成了凸凹相間的波形，如圖1所示的繩波．圖圖1b．離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)就越滯后，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同．c．由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，因此各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率與波源的振動(dòng)頻率相同．d．波傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，各質(zhì)點(diǎn)在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波的傳播而遷移．③形成條件a．有持續(xù)振動(dòng)的波源．b．傳播振動(dòng)的介質(zhì)．(2)機(jī)械波的分類按照介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系不同，常將波分為橫波和縱波．①橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的叫做橫波，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷．如圖2所示的繩波就是一種橫波．②縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一條直線上的波叫縱波．質(zhì)點(diǎn)分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部，如圖3所示的彈簧波是一種縱波．圖2 圖2圖32．波的圖象及描述我們以橫波為例研究波的圖象及特點(diǎn)(1)圖象的建立用橫坐標(biāo)x表示波的傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，并規(guī)定橫波中位移向上時(shí)y取正值，建立如圖4所示的波的圖象．波的圖象有時(shí)也稱波形圖或波形．圖圖4(2)意義：波的圖象描述的是某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移．(3)特點(diǎn)①波的形狀與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況有關(guān)，若介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則形成的波的圖象也是正弦曲線，這樣的波稱為正弦波，也叫簡(jiǎn)諧波．②波在傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移不相同，因此不同時(shí)刻下波的圖象也不相同．但質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)具有周期性，因此質(zhì)點(diǎn)每振動(dòng)一個(gè)周期，波的圖象就重復(fù)一次．(4)波長(zhǎng)①定義：振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，用表示．②理解a．在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng)；在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離等于波長(zhǎng)．b．由于波具有周期性，若兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全一致．(5)頻率①定義：在波動(dòng)中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期或頻率均相同，且都等于波源的周期或頻率，這個(gè)周期或頻率也是波的周期或頻率．周期用T表示，頻率用f表示．②理解a．波上的質(zhì)點(diǎn)每振動(dòng)一個(gè)周期T，波在介質(zhì)中向前傳播的距離剛好等于一個(gè)波長(zhǎng)λ．b．波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)波的頻率不變．(6)波速①定義：波速是指波在介質(zhì)中傳播的速度，用v表示．②理解a．機(jī)械波的速度只與傳播介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)．波在同一介質(zhì)中勻速向前傳播，波速是不變的．b．由于在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，波在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，因而可以得到波長(zhǎng)、周期T和波速v三者的關(guān)系為：根據(jù)，則有．3．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向(1)機(jī)械波上的質(zhì)點(diǎn)有這樣的特點(diǎn)：后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是由前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)的，我們可以利用該特點(diǎn)判定波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向之間的聯(lián)系．若P、Q相鄰兩質(zhì)點(diǎn)正在向上振動(dòng)，如圖所示，可以看出Q的振動(dòng)滯于P，因此是由P帶動(dòng)Q的振動(dòng)，則該列波正在向右傳播．(2)其他方法除同側(cè)法外，還可以利用下面兩種方法判定波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向．①微平移法已知波的傳播方向，可以將波的圖形沿傳播方向略微平移，由于質(zhì)點(diǎn)只在其平衡位置附近振動(dòng)，則可根據(jù)平移后的圖形判定質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，如圖所示，若波向右傳播，則平移后的圖形如虛線所示，此時(shí)P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到P'處，可知P質(zhì)點(diǎn)正在向上振動(dòng)；②“上坡下、下坡上”沿波的傳播方向看去，處于上坡的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，而處于下坡的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上．4．因波形的周期性導(dǎo)致的多解問(wèn)題已知某列波上a、b兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，此時(shí)a正處于波峰位置，b正處于波谷位置，求解波的波長(zhǎng)．由于波形的周期性，a、b之間可能有多個(gè)完整的波形，如圖所示：因此：，n=0、1、2……則波的波長(zhǎng)，n=0、1、2……5.因傳播方向的不確定導(dǎo)致的多解問(wèn)題如圖所示，實(shí)線為t=t0時(shí)刻機(jī)械波的波形，虛線為t=t1時(shí)刻的波形；由于不清楚波的傳播方向，因此可能有以下兩種情況：①波向右傳播，考慮到波的周期性，波向右傳播的距離為，n=0、1、2……，由于波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，因此，n=0、1、2……即，n=0、1、2……波長(zhǎng)與波速之間的關(guān)系即，n=0、1、2……②波向左傳播，則波向左傳播的距離為，n=0、1、2……，n=0、1、2……即，n=0、1、2……波長(zhǎng)與波速之間的關(guān)系即，n=0、1、2……6．波的衍射(1)波的衍射波能夠繞到障礙物的后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象，叫做波的衍射．如圖所示．(2)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或者比波長(zhǎng)更?。?．波的干涉(1)波的疊加原理在幾列波傳播的重疊區(qū)域內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)要同時(shí)參與由幾列波引起的的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波單獨(dú)存在時(shí)在該處引起的振動(dòng)位移的矢量和，這就是波的疊加原理．(2)波的干涉頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)總是減弱，并且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互間隔這種現(xiàn)象叫做波的干涉．形成的圖樣叫干涉圖樣，如圖所示．(3)兩列波干涉的必要條件兩列波的頻率相同，且具有固定的相位差．8．多普勒效應(yīng)波源與觀察者保持相對(duì)靜止時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)數(shù)目是一定的，觀察到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率；當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)數(shù)目增加，觀察到的頻率增加；反之，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察的波峰(或密部)數(shù)目減小，觀察到的頻率減?。@種現(xiàn)象叫做波的多普勒效應(yīng)．如上左圖所示，甲接收到的頻率大于波源的頻率，乙接收到的頻率小于波源的頻率，在(u為波速)的極限情況下，乙接收不到S發(fā)出的波；如上右圖所示，甲接收到的頻率小于波源的頻率，乙接收到的頻率大于波源的頻率，在(u為波速)的極限情況下，甲接收不到S發(fā)出的波．9．多普勒效應(yīng)的應(yīng)用(1)測(cè)速儀：安裝在公路上方的多普勒測(cè)速儀可以向行進(jìn)的車輛發(fā)出頻率已知的超聲波，超聲波反射后又被多普勒測(cè)速儀接收．根據(jù)反射波頻率變化就可以測(cè)量車輛的行進(jìn)速度．(2)彩超：檢驗(yàn)儀器向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管內(nèi)的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波頻率變化，就可以知道血流的速度，從而檢驗(yàn)人體臟器的病變與否．這種方法被稱為“彩超”．(3)紅移和藍(lán)移：宇宙中的星體都在不停地運(yùn)動(dòng)，測(cè)量星球表面某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)比，就可以測(cè)得星球靠近或遠(yuǎn)離地球的速度．在電磁波譜上，紅光的頻率比藍(lán)光的頻率小，紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的波長(zhǎng)大，當(dāng)星球靠近地球時(shí)，我們所接收到的光頻率變大，波長(zhǎng)變短，向電磁波譜的藍(lán)色端移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為藍(lán)移；相反，星球遠(yuǎn)離地球時(shí)我們接收到的光頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，向電磁波譜的紅色端移動(dòng)，這種現(xiàn)象被稱為紅移．三、考查方向題型1：機(jī)械波的形成與傳播典例一：關(guān)于一列簡(jiǎn)諧波，下面說(shuō)法中正確的是()A．波動(dòng)的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件，即波源和傳播波的介質(zhì)B．波動(dòng)過(guò)程是質(zhì)點(diǎn)由近向遠(yuǎn)傳遞的過(guò)程C．波由一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)，頻率變大D．同一性質(zhì)的波在同種介質(zhì)中傳遞時(shí)，頻率不同，波速不同題型2：波的圖像及描述波的物理量典例二：一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4m/s．某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．這列波的振幅為4cmB．這列波的周期為8sC．此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)速度向右D．此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0題型3：波的傳播方向和振動(dòng)方向的聯(lián)立考查典例三：（2020?北京）一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻波形如圖甲所示。由該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是A．該橫波沿軸負(fù)方向傳播 B．質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) C．質(zhì)點(diǎn)經(jīng)半個(gè)周期將沿軸正方向移動(dòng)到點(diǎn) D．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)與的速度、加速度都相同題型4：多解問(wèn)題典例四：（2018?北京）如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，、兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，則這列波的波長(zhǎng)可能是A． B． C． D．題型5：波的干涉和衍射典例五：（2019全國(guó)理綜III卷·多選）水槽中，與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上。振動(dòng)片做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇。在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是________。A．不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D．不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同E．同一質(zhì)點(diǎn)處，兩列波的相位差不隨時(shí)間變化題型6：多普勒效應(yīng)典例六：（2020?新課標(biāo)Ⅰ?多選）在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有A．雷雨天看到閃電后，稍過(guò)一會(huì)兒才能聽(tīng)到雷聲 B．超聲波被血管中的血流反射后，探測(cè)器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化 C．觀察者聽(tīng)到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會(huì)變低 D．同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同 四、模擬訓(xùn)練一、基礎(chǔ)練習(xí)1.下列關(guān)于機(jī)械波的說(shuō)法正確的是()A．聲波是機(jī)械波，其傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直 B．機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定 C．介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)的距離 D．機(jī)械波在傳播過(guò)程中，越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)其振動(dòng)周期越小2.如圖所示是某一時(shí)刻的波形圖象，波沿x軸正方向傳播，波速是12m/s，則波長(zhǎng)和頻率分別是()A．3cm；200HzB．6cm；200HzC．2cm；400HzD．12cm；50HzA．波向右傳播B．質(zhì)點(diǎn)E此時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與D相同C．此時(shí)A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向下D．質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置4.如圖為一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖，已知質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則()A．波向右傳播 B．此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度為零C．質(zhì)點(diǎn)a比b先回到平衡位置 D．質(zhì)點(diǎn)c與P的運(yùn)動(dòng)方向相同5.一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波周期為0.8s，在t=0時(shí)的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P處于平衡位置．在t=1.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P()A．向上運(yùn)動(dòng) B．位移為30cmC．向右移動(dòng)0.6m D．仍在原來(lái)的位置6.（2014?山東?多選）一列簡(jiǎn)諧波沿直線傳播，以波源由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，已知，的平衡位置相距，以下判斷正確的是A．波長(zhǎng)為 B．波源起振方向沿軸正方向 C．波速大小為 D．質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能在時(shí)最大7.（2014?福建）在均勻介質(zhì)中，一列沿軸正向傳播的橫波，其波源在第一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在第一個(gè)周期末的波形圖是A．B． C． D．8.圖甲為一列簡(jiǎn)諧波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則()A．在t=0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的速度方向?yàn)閥軸正方向B．質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=10sint(cm)C．從t=0.10s到t=0.20s，該波沿x軸正方向傳播了4mD．從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30cm9.一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸負(fù)方向傳播，圖甲是時(shí)的波形圖，圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖象（兩圖用同一時(shí)刻做起點(diǎn)），則圖乙可能是圖甲中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象A．處的質(zhì)點(diǎn) B．處的質(zhì)點(diǎn)C．處的質(zhì)點(diǎn) D．處的質(zhì)點(diǎn)A．該波的振幅一定是20cm B．該波的波長(zhǎng)可能是14m C．該波的波速可能是10.5m/s D．該波由a傳播到b可能歷時(shí)7s11.(多選)如圖所示，是干涉消聲器的原理示意圖，聲波從左管進(jìn)來(lái)，在a處分成上、下兩路，然后在b處相遇時(shí)發(fā)生干涉，使聲音減弱消失．關(guān)于該消聲器，下列說(shuō)法正確的是()A．為達(dá)到較好的消聲效果，聲波經(jīng)上下兩路的路程差應(yīng)為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍 B．為達(dá)到較好的消聲效果，聲波經(jīng)上下兩路的路程差應(yīng)為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 C．該消聲器能減弱或消除各種不同頻率的聲音 D．該消聲器只能減弱或消除特定頻率的聲音 12.如圖所示，振幅、頻率均相同的兩列波相遇，實(shí)線與虛線分別表示兩列波的波峰和波谷。某時(shí)刻，點(diǎn)處波峰與波峰相遇，下列說(shuō)法中正確的是A．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正處于平衡位置 B．、兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置 C．隨著時(shí)間的推移，質(zhì)點(diǎn)將沿波的傳播方向向點(diǎn)處移動(dòng) D．從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)將到達(dá)平衡位置13.如圖所示觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)小孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰的波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)于波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列描述正確的是()①此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象②如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象③擋板前后波紋之間距離相等④如果孔的大小不變，使波源頻率增大，一定能明顯觀察到衍射現(xiàn)象．A．只有②④ B．只有② C．只有①②③ D．①②③④14.如圖所示，向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側(cè)A處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f2，則()A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f15.如圖所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖線，虛線是0.4s后的波形圖線．(1)求該波的波長(zhǎng)、振幅和向右傳播的最大周期；(2)若波向左傳播，求它的傳播速度；(3)若波速為52.5m/s，求波的傳播方向．二、提升練習(xí)1.(2020高考全國(guó)理綜III卷)如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波平行于x軸傳播，圖中的實(shí)線和虛線分別為t=0和t=0.1s時(shí)的波形圖。已知平衡位置在x=6m處的質(zhì)點(diǎn)，在0到0.ls時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向不變。這列簡(jiǎn)諧波的周期為_(kāi)________s，波速為_(kāi)________m/s，傳播方向沿x軸_________（填“正方向”或“負(fù)方向”）。A．質(zhì)點(diǎn)a速度方向沿y軸負(fù)方向B．質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正方向遷移了1mC．質(zhì)點(diǎn)c的加速度為零D．質(zhì)點(diǎn)d的位移為-5cm3.（2019高考理綜天津卷·多選）一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播，已知軸上和處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是（）A. B. C. D.4.（2019?北京）一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)、、，則A．此刻的加速度最小 B．此刻的速度最小 C．若波沿軸正方向傳播，此刻向軸正方向運(yùn)動(dòng) D．若波沿軸負(fù)方向傳播，比先回到平衡位置5.（2019全國(guó)理綜I卷·多選）一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=5時(shí)刻，該波的波形圖如圖（a）所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖（b）表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像與圖（b）相同B．在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大C．在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大D．平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖（b）所示E．在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大6.（2016高考四川理綜物理·多選）簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開(kāi)始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示。則（）A.質(zhì)點(diǎn)Q開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向B.該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7sC.該波的傳播速度可能為2m/sD.該波的波長(zhǎng)可能為6m典例一【解答】A【解析】波動(dòng)的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件，一個(gè)是要有波源，再一個(gè)要有傳播波的介質(zhì)；故A正確；波動(dòng)過(guò)程是能量或振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳遞的過(guò)程；質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波移動(dòng)；故B錯(cuò)誤；波由一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，而波速與波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生變化；C錯(cuò)誤；同一性質(zhì)的波在同種介質(zhì)中傳遞時(shí)，頻率與波速均相同，故D錯(cuò)誤．故選：A．典例二【答案】D【解析】振幅等于y的最大值，故這列波的振幅為A=2cm．故A錯(cuò)誤；由圖知，波長(zhǎng)λ=8m，由波速公式v=，得周期T==s=2s．故B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播，但質(zhì)點(diǎn)只是上下振動(dòng)，故C錯(cuò)誤；此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿處于平衡位置，加速度為零．故D正確．故選：D．典例三【答案】B【解析】．由圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻，向軸正方向振動(dòng)，依據(jù)微平移法，可知，該橫波沿軸正方向傳播，故錯(cuò)誤；．由上分析，結(jié)合微平移法，可知，質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故正確；．依據(jù)機(jī)械波在傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)并不隨波一起遷移，因此質(zhì)點(diǎn)經(jīng)半個(gè)周期不會(huì)沿軸正方向移動(dòng)到點(diǎn)，故錯(cuò)誤；．因、之間間隔半個(gè)波長(zhǎng)，、的步調(diào)始終相反，因此該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)與的速度、加速度大小都相同，但它們的方向不同，故錯(cuò)誤；故選：。典例四【答案】B【解析】、兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，則有：；解得：、1、2、當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，故正確、錯(cuò)誤。故選：。典例五【解答】BDE【解析】在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣，加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振幅大，減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振幅小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同，但是不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位不相同，選項(xiàng)B正確C錯(cuò)誤；不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都是受迫振動(dòng)，振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同，選項(xiàng)D正確；同一質(zhì)點(diǎn)處，兩列波的相位差不隨時(shí)間變化，選項(xiàng)E正確。典例六【答案】BCE【解析】、發(fā)生雷電時(shí)，人們利用看見(jiàn)閃電與聽(tīng)見(jiàn)雷聲的時(shí)間間隔來(lái)估算自己與雷電發(fā)生處之間的距離是通過(guò)光速遠(yuǎn)大于聲速，用這個(gè)時(shí)間間隔乘聲速來(lái)估算的，故它不屬于多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，故錯(cuò)誤；、醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)接收到的被血管中的血流反射后的超聲波的頻率變化，判斷血流的速度是否正常也屬于聲波多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，故正確；、根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源和觀察者間距變小，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率高；當(dāng)波源和觀察者距變大，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率低，因此觀察者聽(tīng)到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會(huì)變低，屬于多普勒效應(yīng)，故正確；、同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同，是由于介質(zhì)折射率不同導(dǎo)致的，與多普勒效應(yīng)無(wú)關(guān)，故錯(cuò)誤；、天文學(xué)上觀察到雙星（相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的兩顆恒星）光譜隨時(shí)間的周期性變化，可通過(guò)接收的光頻率變化來(lái)判定雙星運(yùn)動(dòng)情況，屬于光波的多普勒效應(yīng)的原理應(yīng)用，故正確；故選：。四、模擬訓(xùn)練一、基礎(chǔ)練習(xí)1.【答案】B【解析】A、聲波是縱波，其傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向平行；故A錯(cuò)誤；B、機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，通過(guò)不同的介質(zhì)時(shí)，速度發(fā)生改變，故B正確；C、介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波移動(dòng)，而是在其平衡位置附近振動(dòng)；故C錯(cuò)誤；D、機(jī)械波的頻率等于波源的振動(dòng)頻率，由波源決定的，當(dāng)它通過(guò)不同的介質(zhì)時(shí)，只有頻率f和周期不會(huì)改變．故D錯(cuò)誤；2.【答案】B【解析】由波形圖可知，波長(zhǎng)λ=6cm=0.06m，則周期為：T==s=s，所以頻率為：f==200Hz，故B正確，ACD錯(cuò)誤．故選：B．【答案】D【解析】由圖中質(zhì)點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向，D點(diǎn)的振動(dòng)方向也沿y軸正方向，但E點(diǎn)的振動(dòng)比D點(diǎn)的振動(dòng)超前，則波向左傳播．故A錯(cuò)誤．根據(jù)波形的平移法可知：質(zhì)點(diǎn)D、F與E此時(shí)的速度方向相反．故B錯(cuò)誤．根據(jù)波形的平移法可知A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤．圖示時(shí)間質(zhì)點(diǎn)B沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，它回到平衡位置的最短時(shí)間大于，而質(zhì)點(diǎn)C經(jīng)過(guò)回到平衡位置，則質(zhì)點(diǎn)C比B先回到平衡位置，故D正確．故選：D．4.【答案】C【解析】質(zhì)點(diǎn)P向下振動(dòng)，波形向左平移，則知波向左傳播，故A錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的位移最大，加速度最大，故B錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻b向上振動(dòng)，而a直接向下回到平衡位置，所以質(zhì)點(diǎn)b比a后回到平衡位置，故C正確；波谷兩側(cè)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相反，故D錯(cuò)誤．故選：C．5.【答案】D【解析】因?yàn)橹芷赥=0.8s，t=1.2s=1.5T，所以在t=1.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P仍在原來(lái)的位置，運(yùn)動(dòng)方向與t=0時(shí)刻相反，即向下，故AB錯(cuò)誤，D正確；簡(jiǎn)諧波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)P只能上下振動(dòng)，不會(huì)向右移動(dòng)．故C錯(cuò)誤．故選：D．6.【答案】【解析】解：、據(jù)圖象可知：比波源晚振動(dòng)，其周期為，所以波速為：。在據(jù)波速公式得：故正確；錯(cuò)誤；、據(jù)波的傳播特點(diǎn)，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同；據(jù)圖象可知，起振方向沿軸的正方向，質(zhì)點(diǎn)在時(shí)位于最大位移處，速率為零，動(dòng)能為零，故正確，錯(cuò)誤。故選：。7.【答案】D【解析】由波源的振動(dòng)圖象可判斷出波源的起振方向向下，則介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向均向下，簡(jiǎn)諧橫波沿軸正向傳播，根據(jù)波形的平移法可知，兩圖中波最前列的質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，故錯(cuò)誤。再由振動(dòng)圖象振幅的變化，可知波源的振幅在減小，故錯(cuò)誤，正確。故選：。8.【答案】A【解析】由振動(dòng)圖象知，t=0.10s時(shí)，Q處于平衡位置向下振動(dòng)，根據(jù)上下坡法知，波沿x軸負(fù)方向傳播，當(dāng)t=0.25s時(shí)，即在t=0.10s開(kāi)始經(jīng)過(guò)，質(zhì)點(diǎn)P在平衡位置以下向上振動(dòng)，即速度方向沿y軸正方向，故A正確．rad/s，則質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=10sin10πt(cm)，故B錯(cuò)誤．根據(jù)圖象可以看出波在向左傳播，故C錯(cuò)誤．由于P點(diǎn)不是在波峰或波谷，或平衡位置，經(jīng)過(guò)0.15s，即經(jīng)過(guò)個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的路程不等于3A，即30cm，故D錯(cuò)誤．故選：A．9.【答案】A【解析】由圖乙可知，該波的振動(dòng)周期是，所以結(jié)合甲圖可知，時(shí)，該波的波形如圖中紅色線：圖乙上，時(shí)刻，只有處質(zhì)點(diǎn)位于最大位移處。故乙圖是處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象故選：?！敬鸢浮緾【解析】A、由圖讀出，該波的振幅為A=10cm，周期為4s．故A錯(cuò)誤．B、C、由圖看出，在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)b位于波谷，波由a向b傳播，結(jié)合波形得到a、b間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系為：Δx=(n+)λ，(n=0，1，2，…)，得到波長(zhǎng)為：λ==m，如果λ=14m，則n=0.5，不是整數(shù)，矛盾；故B錯(cuò)誤；當(dāng)n=1時(shí)，λ=8.4m，波速為：v===2.1m/s，當(dāng)n=0時(shí)，λ=42m，波速為：v=10.5m/s．故C正確．D、該波由a傳播到b的時(shí)間為t=(n+)T=(4n+1)s，(n=0，1，2，…)，由于n是整數(shù)，t不可能等于7s．故D錯(cuò)誤．故選：C．11.【答案】BD【解析】AB、由波的干涉特點(diǎn)可知：當(dāng)某點(diǎn)到波源的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，此點(diǎn)的振動(dòng)減弱，即為達(dá)到較好的消聲效果，聲波經(jīng)上下兩路的路程差應(yīng)為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、發(fā)生干涉的條件是兩列波的頻率相同，所以該消聲器只能減弱或消除特定頻率的聲音，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：BD．12.【答案】B【解析】、由圖知點(diǎn)是波谷和波谷疊加，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，錯(cuò)誤；、、兩點(diǎn)是波谷和波峰疊加，由于振幅相同，位移始終為零，即處于平衡位置，正確；、振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)“隨波逐流”，錯(cuò)誤；、從該時(shí)刻起，經(jīng)過(guò)四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置，錯(cuò)誤；故選：。13.【答案】C【解析】因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)與孔的尺寸差不多，所以能夠觀察到明顯的衍射現(xiàn)象．故①正確．如果將孔AB擴(kuò)大，孔的尺寸大于波的波長(zhǎng)，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象．故②正確．波通過(guò)孔后，波速、頻率、波長(zhǎng)不變，則擋板前后波紋間的距離相等．故③正確．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，因?yàn)椴ㄋ俨蛔?，根?jù)λ=知，波長(zhǎng)減小，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象．故④錯(cuò)誤．故選：C．14.【答案】D【解析】由題意可知，聲源靠近A處的人，由多普勒效應(yīng)可知，他接收的頻率變大，即f1＞f；當(dāng)聲源遠(yuǎn)離A處的人，他接收頻率的變小，即f2＜f．故選：D．15.【答案】(1)該波的波長(zhǎng)、振幅和向右傳播的最大周期分別為4m、5cm和1.6s；(2)若波向左傳播，它的傳播速度為10n+7.5m/s(n=0，1，2，3…)；(3)若波速為52.5m/s，波的傳播方向向右．【解析】(1)由圖知波長(zhǎng)為λ=4m，振幅A=5cm；當(dāng)波向右傳播時(shí)，傳播距離為Δx1=1m時(shí)對(duì)應(yīng)的周期最大，則有：波速為v1===2.5m/s；周期為T1==s=1.6s．(2)當(dāng)波向左傳播時(shí)，傳播距離為Δx2=nλ+3m，波速為v2===10n+7.5m/s(n=0，1，2，3…)；(3)若波速為52.5m/s，在0.4s內(nèi)傳播的距離)Δx=v?Δt=52.5×0.4=21(m)=5λ，所以波向右傳播．二、提升練習(xí)1.【答案】0.410負(fù)方向【解析】根據(jù)題述，已知平衡位置在x=6m處的質(zhì)點(diǎn)，在0到0.ls時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向不變，可知這列簡(jiǎn)諧波的周期為T=0.4s。由波形圖可知，波長(zhǎng)λ=4m，波速為v=λ/T=10m/s，傳播方向沿x軸負(fù)方向?！敬鸢浮緾【解析】t=T/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸正方