2015届高考物理知识点之机械波知识点练习

高考物理知识点之机械波机械波：机械振动在介质中的传播形成机械波。（1）机械波产生的条件：①；②（2）机械波的分类①：质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）。②：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。纵波有密部和疏部。［注意］气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波。（3）机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。波长、波速和频率及其关系（1）波长：两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫。振动在一个周期里在介质中传播的距离等于。（2）波速：波的传播速率。机械波的传播速率由决定，与无关。（3）频率：波的频率始终等于的振动频率，与介质无关。（4）三者关系：★波动图像：表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线。（1）由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅（注意单位）。②从图像可以直接读出波长（注意单位）。③可求任一点在该时刻相对的位移（包括大小和方向）④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的。⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）（2）波动图像与振动图像的比较：波动问题多解性波的传播过程中的周期性、的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因。波的衍射波在传播过程中偏离直线传播，的现象。衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。波发生明显衍射现象的条件是：障碍物（或小孔）的尺寸比波的波长。波的叠加几列波相遇时，每列波能够保持各自的状态继续而不，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的。两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的。波的干涉：频率相同的两列波叠加，某些区域的，某些区域的，并且振动加强和振动减弱的区域的现象，叫波的干涉。产生干涉现象的条件：两列波的，振动情况稳定。［注意］①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差。②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大；减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小。声波（1）空气中的声波是，传播速度为340m/s。（2）能够引起人耳感觉的声波频率范围是：20～20000Hz。（3）超声波：频率高于20000Hz的声波。①超声波的重要性质有：波长短，发生衍射，基本上能直线传播，因此可以使能量定向集中传播；穿透能力强。②对超声波的利用：用声纳探测潜艇、鱼群，探察金属内部的缺陷；利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等；利用“B超”探察人体内病变。多普勒效应：由于波源和观察者之间有使观察者感到频率发生变化的现象。其特点是：当波源与观察者有相对运动，两者相互接近时，观察者接收到的频率；两者相互远离时，观察者接收到的频率。一、选择题1．如图所示是一列向右传播的横波在t=0时刻的波形图，已知此波的波速为2.4m／s，则此波传播的过程中，坐标为（0．9，0）的质点到t=1s时，所通过的路程为[]A．2.56mB．2.4mC．0.16mD．0.02m2．有一列向左传播的横波，某一时刻的波形如图所示，可知这一时刻P点的运动方向是A．y的正向B．y的负向C．x的负向[来源:学科网]D．沿曲线向左上方3．一质点作简谐振动，图象如图所示，由图可知[]A．4s末速度为零，加速度负向、最大B．4s末振子的位移为-0.02mC．振动周期是5s，振幅是0.02mD．1s末，振动物体的速度为正向最大4．一艘固有频率为50Hz的渔船，停泊天海岸边，若此时海浪两相邻波谷间的距离为10m，海浪的传播速度为5m／s，则渔船摇晃周期应是[]A．2sB．0.02sC．0.5sD．0.1s[来源:学科网ZXXK]5．如图所示是一列波的波形图，波沿x轴正向传播，就a、b、c、d、e五个质点而言，速度为正，加速度为负的点是[]A．bB．aC．dD．cE．e6．如图所示是一列横波在某一时刻的波形图，已知D点此时的运动方向如图所示，则[]A．波向左传播B．质点F和H的运动方向相同C．质点B和D的加速度方向相同，而速度方向相反D．质点G比H先回到平衡位置[来源:学科网]7．关于公式ν=λf，正确的说法是[]A．ν=λf适用于一切波B．由ν=λf知，f增大，则波速ν也增大C．由ν、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有fD．由ν=λf知，波长是2m的声波比波长是4m的声波传播速度小2倍8．在波的传播方向上，两质点a、b相距1.05m，已知当a达到最大位移时，b恰好在平衡位置，若波的频率是200Hz，则波的传播速度可能是[]A．120m／sB．140m／sC．280m／sD．420m／s[来源:Zxxk.Com]9．如图所示是某质点的振动图像及由此质点振动而激起的波的某时刻的波形图，下述说法中正确的是[]A．乙是波动图像，甲是振动图像B．由图像可知，振幅是2cm，周期是0.4，波长是0.4mC．P质点在此时刻的速度方向为正，而波源质点在0.2s时速度方向为负D．这列波的速度是1m/s10．对声波的各种现象，以下说法中正确的是[]A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象C．古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象二、填空题11．某声波在空气中的波长为2m，传播速度为340m／s，空气中某质点从离开平衡位置起至少经过____才能重新回到平衡位置．12．一列横波在向右传播过程中，a和b两个质点在某一时刻处于如图所示的位置，其中b在平衡位置，a在最大位移处，在波的传播方向上，a、b两质点相距35cm，且大于一个波长而小于两个波长，则该波波长可能为____，画出相应波形图．三、计算题13．一列向右传播的横波在某一时刻的波形如图所示，波速为24m/s，在传播过程中，从该时刻起，质点P在1s内，经过的路程为_多少？14．一列波的波速为0.5m／s，某时刻的波形图如图所示，经过一段时间（小于一个周期）后波形如细线所示，这段时间可能是多少？15．一列波沿+x轴方向传播，当x1=10m的A点位于波峰时，x2=140m的B点位于波谷，在A、B之间有6个波峰，振源的振动周期为0.2s，求：（1）波的速度；（2）B点从波谷开始经多少时间位于波峰？选修3-4第十二章机械波练习题（共100分90分钟）一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）1．如图1所示，S点为振源，其频率为100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播途中的两点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m．当S通过平衡位置向上运动时A．P在波谷，Q在波峰B．P在波峰，Q在波谷C．P、Q都在波峰D．P通过平衡位置向上运动，Q通过平衡位置向下运动．2．如图2所示，一列机械波沿x轴传播，波速为16m/s，某时刻的图象如图，则A．这列波波长为16mB．这列波传播8m需2s时间C．x=4m处质点的振幅为0D．x=6m处质点将向y轴正向运动3．a、b是一条水平绳上相距为L的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长等于2L/3，当a点经过平衡位置向上运动时，b点A．经过平衡位置，向上运动B．处于平衡位置上方位移最大处C．经过平衡位置，向下运动D．处于平衡位置下方位移最大处4．一列沿x轴正方向传播的波，波速为6m/s，振幅为2cm，在某一时刻距波源5cm的A点运动到负最大位移时，距波源8cm的B点恰在平衡位置且向上运动．可知该波的波长λ，频率f分别为A．λ=12cm，f=50HzB．λ=4cm，f=150HzC．λ=12cm，f=150HzD．λ=4cm，f=50Hz5．一列沿x方向传播的横波，其振幅为A，波长为λ，某一时刻波的图象如图3所示。在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为A．(5/4)λ，0B．λ，－AC．λ，AD．(5/4)λ，A6．以下对波的说法中正确的是A．频率相同的波叠加，一定可以发生稳定的干涉现象B．横波可以在固体、液体和气体中传播图1图3图2C．纵波不能用波的图象描述D．波长和障碍物尺寸相近时，衍射现象明显7．图4所示为一列简谐波在t=7/4s时的波动图象。已知波速为v=20m/s．在t=0时刻，x=10m的质点的位置和速度可能是A．y=4cm，速度方向向下B．y=0cm，速度方向向下C．y=0cm，速度方向向上D．y=-4cm，速度方向向上8．图5中有一为上下振动的波源S，频率为100Hz．所激起的波向左右传播，波速为8m/s．其振动先后传到A、B两个质点，当S通过平衡位置向上振动时A、B质点的位置是A．A在波谷，B在波峰B．A、B都在波峰C．A在波峰，B在波谷D．A、B都在波谷．9．如图6所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是方向与传播距离是A．沿x轴正方向，6mB．沿x轴负方向，6mC．沿x轴正方向，2mD．沿x轴负方向，2m10．图7为一列横波的某时刻的图象a、b、c、d为介质的几个质点，则A.a、c两质点有相同的振幅B.a质点此时的加速度为正方向最大C.b质点此时向正方向运动D.b质点此时速度为零，b、d的距离为波长二、填空题（每小题6分，共24分）12．如图9所示，一列简谐横波在x轴上传播着，在图7图4图5图6图9t1=0和t2=0.05s的时刻，波的图像分别如图中的实线和虚线所示。这列波的波速可能是______。13．如图10所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播着，各质点的振幅都是2cm。某时刻P、Q两质点的位移都是1cm，质点P的速度方向沿y轴负方向，质点Q与之相反。已知P、Q两质点相距60m，则这列波的波长最长可能是______m。14．图11是一列简谐波在某一时刻的图像。质点P在此时刻的速度为v.若已知经过0.2s质点P的速度仍为v，再经过0.2s，质点P的速度大小为v，但方向反向。由此可知这列波是沿x轴______方向传播的，波速大小为______m/s(已知周期大于0.2s)。三、计算题（每题12分，共36分）15．横波如图12所示，t1时刻波形为图中实线所示；t2时刻波形如图中虚线所示．已知Δt=t2-t1=0.5s，且3T＜t2-t1＜4T，问：（1）如果波向右传播，波速多大？（2）如果波向左传播，波速多大？16．一横波在某一时刻的波形如图13所示，P点经Δt=0.2s第一次到达波峰，波速多大？17．在一列横波的传播方向上有两点P和Q，两点间距离30m，它们的振动图象如图14所示．问：（1）若P点距波源近，波速多大？（2）若Q点距波源近，波速多大？图11图10图12图13图14机械波高考真题1．(高考大纲全国卷)一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A.当坐标为x＝0处质元的位移为－32A且向y轴负方向运动时，坐标为x＝0.4m处质元的位移为32A．当坐标为x＝0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x＝0.4m处质元的位移和运动方向分别为()A．－12A、沿y轴正方向B．－12A、沿y轴负方向C．－32A、沿y轴正方向D．－32A、沿y轴负方向2．(高考四川卷)如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，则()A．1cmx3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处3．(高考重庆卷)介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，