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专题复习 机械波
【复习学案】
一、机械波和波的图像
1．机械波
(1)机械波的形成条件
①有发生机械振动的 ．
②有传播 ，如空气、水等．
(2)传播特点
①机械波传播的只是振动的 和 ，质点只在各自的平衡位置附近做 运动，并不随波 ．
②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向 ．
③介质中每个质点都做 振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期 ．
④波源经过一个周期T完成一次 振动，波恰好向前传播 的距离．
2．波的图像
(1)坐标轴：横轴表示各质点的 ，纵轴表示该时刻各质点的 ．
(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移．
(3)图像(如图)
3．波长、波速、频率及其关系
(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是 的两个 质点间的距离．
(2)波速v：波在介质中的传播速度，由 本身的性质决定．
(3)频率f：由 决定，等于波源的 ．
(4)波长、波速和频率(周期)的关系：v＝ ＝ .
二、波的干涉和衍射现象　多普勒效应
1．波的干涉和衍射
波的干涉 波的衍射
条件 两列波的频率必须 ，相位差 产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长 或
现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的 波能够 或孔继续向前传播
2.多普勒效应
(1)条件：声源和观察者之间有 (距离发生变化)；
(2)现象：观察者感到 发生变化；
(3)实质： 频率不变，观察者 的频率变化．
【巩固练习】
一、单项选择题
1．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．产生多普勒效应的原因是观察者的听力出现了问题
C．救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应
D．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
2．关于机械波的传播现象，下列说法正确的是（　　）
A．一列机械波在不同介质中传播时，波长和频率都会发生变化
B．《红楼梦》中王熙凤的出现用“未见其人，先闻其声”来描写，这属于声波的衍射现象
C．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
D．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
3．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是（ ）
A．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
B．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
C．挡板前后波纹间距离相等
D．此时能观察到明显的波的衍射现象
4．战绳训练是当下流行的一种健身方式，健身者通过晃动战绳的一端使其上下振动从而让手臂和肩部的肌肉得到良好的锻炼。下图左侧的照片和右侧的简图相对应，不妨假设健身者左右手抓住的绳子是完全相同的，两手的振动能持续保持相同的频率和振幅。下列说法正确的是（　　）
A．健身者左右手开始抖动时的方向是相同的。
B．如果增加左右手上下振动的幅度，可以增大绳波的波长
C．右手绳子上的a、b两点将同时到达波峰
D．当左右两列绳波传到P点时振动将得到加强
5．渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在时的波动图像如图1所示，图2为质点的振动图像，则（　　）
A．该波沿轴负方向传播
B．时间内，质点沿轴运动了cm
C．该波的波速为m/s
D．在任意的时间内，质点运动的路程一定是
6．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v.若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是（ ）
7．如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时刻的波形图，P、Q为传播方向上的两个质点。已知波的周期T>0.6s，下列判断正确的是（ ）
A．波的传播速度有可能为20m/s
B．波的传播周期有可能为1.6s
C．t=1.2s时，质点P一定位于平衡位置
D．t=2.4s时，质点Q一定位于平衡位置
8．A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t(t小于A波的周期TA)，这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比不可能是（ ）
A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶3
9．如图甲所示，某宇航员在太空中进行实验，左边为弹簧振动系统，弹簧振子连接一根很长的软绳，取沿绳方向为x轴，沿弹簧轴线方向为y轴（x轴与y轴垂直），振子从平衡位置（坐标原点O点）沿y轴方向振动，某时刻绳子的波形如图乙中实线所示（t0=0），经过t1=0.2s后的波形如图乙中虚线所示，P为x=4m处的质点，则（　　）
A．绳子上产生的波的传播速度可能为35m/s
B．质点P的振动频率可能为1.25Hz
C．从t=0开始，质点P经过0.8s沿x轴正方向运动4m
D．t=0.4s时，质点P的位置在y=4cm处
10．一列简谐横波沿x轴负方向传播，振幅为2cm。已知在时刻位于、的两质点P、Q的位移都是，但运动方向相反，其中质点P沿y轴负方向运动，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该列简谐横波波长可能为
B．质点P、Q的速度在某一时刻不可能相同
C．当质点Q振动到波峰时，质点P的加速度沿y轴正方向
D．当质点P振动到波峰时，质点Q的速度沿y轴负方向
11．如图（甲），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1（0，4）和S2（0，–2），两波源的振动图线分别如图（乙）和图（丙）所示，两列波的波速均为1.00m/s。A点坐标（8，–2），B点坐标（4，1），C点坐标（0，0.75），则下列说法正确的是（　　）
A．稳定后A点为减弱点
B．稳定后B点为加强点
C．稳定后C处质点振动的表达式cm
D．稳定后C处质点振动的表达式cm
二、多项选择题
12．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生了相对运动，且两者间距发生变化
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
D．高速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的
13．一列简谐横波沿x轴负方向传播，t=0时波的图像如图所示，质点P的平衡位置在x=8m处，该波的传播速度为40m/s。下列说法正确的是（　　）
A．该列波的周期T=0.2s
B．在0~1s内质点P通过的路程为2m
C．t=0.3s时质点P的速度方向沿y轴负方向
D．x=4m处质点的振动方程是
14．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1.0s时的波形图，图乙是x＝3.0m处质点的振动图像，a、b两质点在x轴上平衡位置分别为xa＝0.5m、xb＝2.5m，下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴负方向传播
B．波的传播速度为0.5m/s
C．t＝1.5s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向
D．从t＝1.0s到t＝1.5s质点a的路程为10cm
15．在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有相邻两点间距相等的点1、2、3、4、…，朱紫国国王在搭上丝线后图中质点1在t=0时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向孙悟空传播，t=0.75s时质点1第一次到达最低点，此时质点4刚好开始振动，则（　　）
A．该波所有质点的振动频率均为1Hz
B．t=0.75s时质点4振动的方向向下
C．t=0.75s时质点1和质点3的加速度相同
D．t=2.5s时质点2恰好位于波峰位置
16．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到处的M点，处于处的质点P从此时起经过0.15s，经过的路程为0.3m。则结合图像信息可得（　　）
A．时刻，Q第一次到达波峰
B．从时刻开始，经过0.2s质点P传播到处
C．这列波的传播速度大小为2m/s
D．0~0.15s时间内，质点N经过的路程小于0.3m
17．时，一列沿轴正方向传播的简谐横波的波形如图（a）所示；在范围内，一质点P的振动图像如图（b）所示。已知质点P在内通过的路程为，则下列说法正确的是（　　）
A．该简谐波的频率为
B．该简谐波的波速为
C．该波源的振幅为
D．质点P平衡位置的坐标一定是
E．质点P平衡位置的坐标可能是
18．如图所示，图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线，经过0.5s后，其波形如图中的虚线所示，该波的周期T大于0.5s，下列说法正确的是（　　）
A．如果这列波往左传播，这列波的周期为2s
B．如果这列波往左传播，这列波的传播速度为0.36m/s
C．如果这列波往右传播，碰到尺寸为20cm的障碍物，能发生明显衍射现象
D．如果这列波往右传播，碰到频率为Hz的简谐横波能够发生干涉现象
19．甲乙两列简谐横波沿同一弹性绳子相向传播，绳子的两个端点M、N为两个波源，已知M的波速，时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．两列波叠加后能发生干涉现象
B．波源M的起振方向沿y轴负方向
C．时M、N之间有5个质点位移为
D．时两波源间（不含波源）振动加强点有7个
20．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.4m/s，两个波源分别位于x＝﹣0.2m和x＝1.2m处，波源的振幅均为2cm。如图所示为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置位于x＝0.5m处。下列判断正确的是（　　）
A．质点M刚开始振动时的方向沿y轴的正方向
B．t＝0.75s时，质点P、Q的位移均为2cm
C．t＝0~2s时间内，质点M经过的路程为32cm
D．t＝2.5s时，两波源间振动最弱点有6个
21．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t=0时刻，波面分布如图1所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图2所示，z轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（　　）
A．该波从A点传播到B点，所需时间为4s
B．t=8s时，C处质点振动速度方向竖直向上
C．t=10s时，D处质点所受回复力方向竖直向上
D．E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm
参考答案
1．C 2．B 3．A 4．C 5．D 6．D 7．C 8．B 9．B 10．C 11．D
12．BD 13．AB 14．AC 15．AD 16．AD 17．BCD 18．AC 19．ACD 20．BD 21．BD

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