2022届高考物理一轮复习-第十四章-机械振动和机械波-第二节-波的传播规律及图象学案-新人教版.doc

2022届高考物理一轮复习 第十四章 机械振动和机械波 第二节 波的传播规律及图象学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第十四章 机械振动和机械波 第二节 波的传播规律及图象学案 新人教版年级：姓名：- 10 -第二节波的传播规律及图象1机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波。波源和介质是波的二要素。2质点的振动方向与传播方向垂直的波叫做横波，其中突起部分叫波峰，凹陷部分叫波谷；质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫做纵波，其中质点分布密的部分叫密部，质点分布疏的部分叫做疏部，波包括横波与纵波。3两个相邻的、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波长(用表示)，在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长。4单位时间内振动向外传播的距离叫做波速，即v。5在波动中，质点振动的周期与波源振动的周期相等，这个周期也叫做波的周期，用T表示。6波在一个周期内传播的距离恰好为波长。于是有vT，进而有vf(f为频率，f1/T)。7波的频率由波源决定，与介质无关。8相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。9顺着波传播的方向，波形上升的地方质点向下振动，波形下降的地方，质点向上振动波峰波谷处质点速度均为零。例1一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()Av变小，a变大Bv变小，a变小Cv变大，a变大 Dv变大，a变小【解析】 由题图知波传播方向沿x轴正方向，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点P的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿y轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此P质点速度增大；质点P做简谐运动，向平衡位置运动，距离平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度a减小，即v变大，a减小，故只有D正确。【答案】 D例2如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在t2 s时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，那么：(1)该波的传播速度为_m/s；(2)该波的传播方向为_(选填“向左”或“向右”)；(3)图甲中质点Q(坐标为x2.25 m处的点)的振动方程为y_cm。【解析】 (1)波的周期T2 s，波长1.0 m，波速v0.5 m/s。(2)由yt图象可知，t2 s时，质点P向上运动，不难判断波是向左传播。(3)质点Q此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图象是一条余弦曲线，A0.2 cm， rad/s，质点Q的振动方程为y0.2cos t cm。【答案】 (1)0.5(2)向左(3)0.2cos t例3如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图。 (1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期。(2)若波向右传播，求它可能的传播速度。【解析】 (1)波向左传播，传播的时间为tTnT(n0,1,2，)，所以T4ss(n0,1,2，)，最大周期Tm s0.27 s。(2)波向右传播，tnT(n0,1,2，)，T s(n0,1,2，)，而4 m，所以v5(4n1) m/s(n0,1,2，)。【答案】 (1)(n0,1,2，)，0.27 s(2)5(4n1)m/s(n0,1,2，)1介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率2一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置，某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图乙描述的是()Aa处质点的振动图象 Bb处质点的振动图象Cc处质点的振动图象 Dd处质点的振动图象3简谐横波某时刻波形图线如图所示，由此图可知()A若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C若波从右向左传播，则质点c向下运动D若波从右向左传播，则质点d向上运动4(多选)一列向右传播的简谐横波，当波传到x2.0 m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示。t0.9 s时观测到质点P第三次到达波峰位置。下列说法正确的是()A波速为0.5 m/sB经1.4 s质点P运动的路程为70 cmCt1.6 s时，x4.5 m处的质点Q第三次到达波谷D与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5 Hz5(多选)图(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE质点Q简谐运动的表达式为y0.10 sin 10t(国际单位)6(多选)如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m，一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是()A在t6 s时刻波恰好传到质点d处B在t5 s时刻质点c恰好到达最高点C质点b开始振动后，其振动周期为4 sD在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动E当质点d向下运动时，质点b一定向上运动1(多选)(2018台州市外国语学校期末)如图甲、乙所示，是某质点的振动图象及由此质点振动而激起的波在某时刻的波形图，下述说法中正确的是()A乙是振动图象，甲是波动图象B由图象可知，振幅是2 cm，周期是0.4 s，波长是0.4 mCP质点在此时刻的速度方向为正，而波源质点在0.2 s时速度方向为正D这列波的速度是1 m/s2(多选)(2018金华十校联考)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x1.0 m处的M质点从该时刻开始经0.6 s第一次到达波谷位置已知质点P的平衡位置坐标为x2.0 m，质点Q的平衡位置坐标为x3.5 m，则()A该简谐波的波速为5 m/sB图示时刻质点Q正在沿y轴正方向运动C从图示时刻开始，质点Q经过0.7 s第一次到达波峰位置D在某时刻，质点P和Q的速度、加速度可能都相同3(多选)一列横波沿绳子向右传播，某一时刻形成如图所示的凹凸形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点()A它们的振幅相同B质点D和F的速度方向相同C质点A和C的速度方向相同D从此时算起，质点B比C先回到平衡位置4如图所示，(1)为某一波在t0时刻的波形图，(2)为参与该波动的P点的振动图象，则下列判断正确的是()A该列波的波速为4 m/sB若P点的坐标为xP2 m，则该列波沿x轴正方向传播C该列波的频率可能为2 HzD若P点的坐标为xP4 m，则该列波沿x轴负方向传播5如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，P质点的横坐标x0.96 m。从图 中状态开始计时，求：(1)P点刚开始振动时，振动方向如何？(2)经过多长时间，P点第一次达到波谷？(3)经过多长时间，P点第二次达到波峰？6(2015海南)一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s。下列说法正确的是()A波速为4 m/sB波的频率为1.25 HzCx坐标为15 m的质点在t0.2 s时恰好位于波谷Dx的坐标为22 m的质点在t0.2 s时恰好位于波峰E当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷7(多选)一列简谐波沿x轴正方向传播，在某一时刻波形图如图5所示，已知P点振动周期为0.5 s，由此可以判断出()A此时P点加速度正在增大B该波波速为8 m/sC离坐标原点为11 m的Q点先沿y轴负方向运动D从此时刻算起，t1.125 s时Q点第一次达到波峰8两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v0.4 m/s，两波源分别位于A、B处， t0时的波形如图所示。当 t2.5 s时，M点的位移为_cm，N点的位移为_ cm。9(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图象如图所示。则()A质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B该波从P传到Q的时间可能为7 sC该波的传播速度可能为2 m/sD该波的波长可能为6 m第二节波的传播规律及图象课堂练习1D2.B3.B4.BCD5.BCE6.ACD课后练习1ABD2.AC3.AD4.A5【答案】(1)沿y轴负方向(2)1.3 s(3)1.9 s【解析】(1)P质点刚开始振动时的振动方向就是初始时x坐标为0.24 m处质点的振动方向。因为横波沿x轴正方向传播，所以初始时x坐标为0.24 m处质点起振方向为y轴负方向，故P质点刚开始振动的方向也沿y轴负方向。(2)P点第一次达到波谷的时间，就是初始时刻x坐标为0.18 m处的质点的振动状态传到P点所需的时间，则t1，又x1(0.960.18)m0.78 m, 所以t1 s1.3 s。(3)P点第二次达到波峰的时间等于初始时刻x坐标为0.06 m处质点的振动状态传到P质点所需的时间与一个周期的和，则t2T，又x2(0.960.06)m0.9 m，0.24 m, 所以t2 s1.9 s。6BDE7.BC8. 209.AD