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專題復(fù)習(xí) 機(jī)械波
【復(fù)習(xí)學(xué)案】
一、機(jī)械波和波的圖像
1．機(jī)械波
(1)機(jī)械波的形成條件
①有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的 ．
②有傳播 ，如空氣、水等．
(2)傳播特點(diǎn)
①機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的 和 ，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做 運(yùn)動(dòng)，并不隨波 ．
②波傳到任意一點(diǎn)，該點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向 ．
③介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做 振動(dòng)，因此，任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率和周期都和波源的振動(dòng)頻率和周期 ．
④波源經(jīng)過一個(gè)周期T完成一次 振動(dòng)，波恰好向前傳播 的距離．
2．波的圖像
(1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的 ，縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的 ．
(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開 的位移．
(3)圖像(如圖)
3．波長、波速、頻率及其關(guān)系
(1)波長λ：在波的傳播方向上，振動(dòng)相位總是 的兩個(gè) 質(zhì)點(diǎn)間的距離．
(2)波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度，由 本身的性質(zhì)決定．
(3)頻率f：由 決定，等于波源的 ．
(4)波長、波速和頻率(周期)的關(guān)系：v＝ ＝ .
二、波的干涉和衍射現(xiàn)象　多普勒效應(yīng)
1．波的干涉和衍射
波的干涉 波的衍射
條件 兩列波的頻率必須 ，相位差 產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長 或
現(xiàn)象 形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的 波能夠 或孔繼續(xù)向前傳播
2.多普勒效應(yīng)
(1)條件：聲源和觀察者之間有 (距離發(fā)生變化)；
(2)現(xiàn)象：觀察者感到 發(fā)生變化；
(3)實(shí)質(zhì)： 頻率不變，觀察者 的頻率變化．
【鞏固練習(xí)】
一、單項(xiàng)選擇題
1．關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（　　）
A．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源頻率發(fā)生了變化
B．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者的聽力出現(xiàn)了問題
C．救護(hù)車迎面駛來時(shí)，聽到的聲音越來越尖的現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)
D．甲、乙兩列車相向行駛，兩車均鳴笛，且所發(fā)出的笛聲頻率相同，那么乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他聽到的乙車笛聲頻率
2．關(guān)于機(jī)械波的傳播現(xiàn)象，下列說法正確的是（　　）
A．一列機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，波長和頻率都會(huì)發(fā)生變化
B．《紅樓夢(mèng)》中王熙鳳的出現(xiàn)用“未見其人，先聞其聲”來描寫，這屬于聲波的衍射現(xiàn)象
C．波長不同的機(jī)械波通過寬度一定的狹縫時(shí)波長越小衍射越明顯
D．兩列波發(fā)生干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的位移一定大于振動(dòng)減弱點(diǎn)的位移
3．如圖所示是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)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個(gè)波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述錯(cuò)誤的是（ ）
A．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象
B．如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象
C．擋板前后波紋間距離相等
D．此時(shí)能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象
4．戰(zhàn)繩訓(xùn)練是當(dāng)下流行的一種健身方式，健身者通過晃動(dòng)戰(zhàn)繩的一端使其上下振動(dòng)從而讓手臂和肩部的肌肉得到良好的鍛煉。下圖左側(cè)的照片和右側(cè)的簡圖相對(duì)應(yīng)，不妨假設(shè)健身者左右手抓住的繩子是完全相同的，兩手的振動(dòng)能持續(xù)保持相同的頻率和振幅。下列說法正確的是（　　）
A．健身者左右手開始抖動(dòng)時(shí)的方向是相同的。
B．如果增加左右手上下振動(dòng)的幅度，可以增大繩波的波長
C．右手繩子上的a、b兩點(diǎn)將同時(shí)到達(dá)波峰
D．當(dāng)左右兩列繩波傳到P點(diǎn)時(shí)振動(dòng)將得到加強(qiáng)
5．漁船上的聲吶利用超聲波來探測(cè)遠(yuǎn)方魚群的方位。某漁船發(fā)出的一列超聲波在時(shí)的波動(dòng)圖像如圖1所示，圖2為質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則（　　）
A．該波沿軸負(fù)方向傳播
B．時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)沿軸運(yùn)動(dòng)了cm
C．該波的波速為m/s
D．在任意的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程一定是
6．簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v.若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是（ ）
7．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，實(shí)線為t=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t=0.6s時(shí)刻的波形圖，P、Q為傳播方向上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。已知波的周期T>0.6s，下列判斷正確的是（ ）
A．波的傳播速度有可能為20m/s
B．波的傳播周期有可能為1.6s
C．t=1.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P一定位于平衡位置
D．t=2.4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q一定位于平衡位置
8．A、B兩列簡諧橫波均沿x軸正向傳播，在某時(shí)刻的波形分別如圖中甲、乙所示，經(jīng)過時(shí)間t(t小于A波的周期TA)，這兩列簡諧橫波的波形分別變?yōu)閳D中丙、丁所示，則A、B兩列波的波速vA、vB之比不可能是（ ）
A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶3
9．如圖甲所示，某宇航員在太空中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，左邊為彈簧振動(dòng)系統(tǒng)，彈簧振子連接一根很長的軟繩，取沿繩方向?yàn)閤軸，沿彈簧軸線方向?yàn)閥軸（x軸與y軸垂直），振子從平衡位置（坐標(biāo)原點(diǎn)O點(diǎn)）沿y軸方向振動(dòng)，某時(shí)刻繩子的波形如圖乙中實(shí)線所示（t0=0），經(jīng)過t1=0.2s后的波形如圖乙中虛線所示，P為x=4m處的質(zhì)點(diǎn)，則（　　）
A．繩子上產(chǎn)生的波的傳播速度可能為35m/s
B．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)頻率可能為1.25Hz
C．從t=0開始，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過0.8s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)4m
D．t=0.4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位置在y=4cm處
10．一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，振幅為2cm。已知在時(shí)刻位于、的兩質(zhì)點(diǎn)P、Q的位移都是，但運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．該列簡諧橫波波長可能為
B．質(zhì)點(diǎn)P、Q的速度在某一時(shí)刻不可能相同
C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)到波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度沿y軸正方向
D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)到波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度沿y軸負(fù)方向
11．如圖（甲），在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1（0，4）和S2（0，–2），兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖（乙）和圖（丙）所示，兩列波的波速均為1.00m/s。A點(diǎn)坐標(biāo)（8，–2），B點(diǎn)坐標(biāo)（4，1），C點(diǎn)坐標(biāo)（0，0.75），則下列說法正確的是（　　）
A．穩(wěn)定后A點(diǎn)為減弱點(diǎn)
B．穩(wěn)定后B點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)
C．穩(wěn)定后C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的表達(dá)式cm
D．穩(wěn)定后C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的表達(dá)式cm
二、多項(xiàng)選擇題
12．關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（ ）
A．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源頻率發(fā)生了變化
B．產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是觀察者或波源發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩者間距發(fā)生變化
C．甲、乙兩列車相向行駛，兩車均鳴笛，且所發(fā)出的笛聲頻率相同，那么乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他聽到的乙車笛聲頻率
D．高速公路上的測(cè)速儀是應(yīng)用多普勒效應(yīng)測(cè)速的
13．一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，t=0時(shí)波的圖像如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置在x=8m處，該波的傳播速度為40m/s。下列說法正確的是（　　）
A．該列波的周期T=0.2s
B．在0~1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為2m
C．t=0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向
D．x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是
14．一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t＝1.0s時(shí)的波形圖，圖乙是x＝3.0m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，a、b兩質(zhì)點(diǎn)在x軸上平衡位置分別為xa＝0.5m、xb＝2.5m，下列說法正確的是（　　）
A．波沿x軸負(fù)方向傳播
B．波的傳播速度為0.5m/s
C．t＝1.5s時(shí)，a、b兩點(diǎn)的速度和加速度均等大反向
D．從t＝1.0s到t＝1.5s質(zhì)點(diǎn)a的路程為10cm
15．在電視劇《西游記》中，孫悟空為朱紫國國王懸絲診脈，中醫(yī)懸絲診脈懸的是“絲”，“診”的是脈搏通過懸絲傳過來的振動(dòng)，即通過機(jī)械波判斷出病灶的位置與輕重緩急。如圖，假設(shè)“絲”上有相鄰兩點(diǎn)間距相等的點(diǎn)1、2、3、4、…，朱紫國國王在搭上絲線后圖中質(zhì)點(diǎn)1在t=0時(shí)開始向上振動(dòng)，產(chǎn)生的機(jī)械波沿絲線向?qū)O悟空傳播，t=0.75s時(shí)質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)最低點(diǎn)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)4剛好開始振動(dòng)，則（　　）
A．該波所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率均為1Hz
B．t=0.75s時(shí)質(zhì)點(diǎn)4振動(dòng)的方向向下
C．t=0.75s時(shí)質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)3的加速度相同
D．t=2.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)2恰好位于波峰位置
16．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到處的M點(diǎn)，處于處的質(zhì)點(diǎn)P從此時(shí)起經(jīng)過0.15s，經(jīng)過的路程為0.3m。則結(jié)合圖像信息可得（　　）
A．時(shí)刻，Q第一次到達(dá)波峰
B．從時(shí)刻開始，經(jīng)過0.2s質(zhì)點(diǎn)P傳播到處
C．這列波的傳播速度大小為2m/s
D．0~0.15s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)N經(jīng)過的路程小于0.3m
17．時(shí)，一列沿軸正方向傳播的簡諧橫波的波形如圖（a）所示；在范圍內(nèi)，一質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖（b）所示。已知質(zhì)點(diǎn)P在內(nèi)通過的路程為，則下列說法正確的是（　　）
A．該簡諧波的頻率為
B．該簡諧波的波速為
C．該波源的振幅為
D．質(zhì)點(diǎn)P平衡位置的坐標(biāo)一定是
E．質(zhì)點(diǎn)P平衡位置的坐標(biāo)可能是
18．如圖所示，圖中的實(shí)線是一列正弦波在某一時(shí)刻的波形曲線，經(jīng)過0.5s后，其波形如圖中的虛線所示，該波的周期T大于0.5s，下列說法正確的是（　　）
A．如果這列波往左傳播，這列波的周期為2s
B．如果這列波往左傳播，這列波的傳播速度為0.36m/s
C．如果這列波往右傳播，碰到尺寸為20cm的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
D．如果這列波往右傳播，碰到頻率為Hz的簡諧橫波能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象
19．甲乙兩列簡諧橫波沿同一彈性繩子相向傳播，繩子的兩個(gè)端點(diǎn)M、N為兩個(gè)波源，已知M的波速，時(shí)刻的波形如圖所示，下列說法中正確的是（　　）
A．兩列波疊加后能發(fā)生干涉現(xiàn)象
B．波源M的起振方向沿y軸負(fù)方向
C．時(shí)M、N之間有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移為
D．時(shí)兩波源間（不含波源）振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)有7個(gè)
20．兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，波速均為v＝0.4m/s，兩個(gè)波源分別位于x＝﹣0.2m和x＝1.2m處，波源的振幅均為2cm。如圖所示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置位于x＝0.5m處。下列判斷正確的是（　　）
A．質(zhì)點(diǎn)M剛開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸的正方向
B．t＝0.75s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P、Q的位移均為2cm
C．t＝0~2s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M經(jīng)過的路程為32cm
D．t＝2.5s時(shí)，兩波源間振動(dòng)最弱點(diǎn)有6個(gè)
21．均勻介質(zhì)中，波源位于O點(diǎn)的簡諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓。t=0時(shí)刻，波面分布如圖1所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷。A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖2所示，z軸正方向豎直向上。下列說法正確的是（　　）
A．該波從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)，所需時(shí)間為4s
B．t=8s時(shí)，C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向豎直向上
C．t=10s時(shí)，D處質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力方向豎直向上
D．E處質(zhì)點(diǎn)起振后，12s內(nèi)經(jīng)過的路程為12cm
參考答案
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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