機械波習題及答案

1、波的形式傳播波的圖象認識機械波及其形成條件，理解機械波的概念，實 質及特點，以及與機械振動的關系；理解波的圖像的含義，知道波的圖像的橫、縱坐標 各表示的物理量.能在簡諧波的圖像中指出波長和質點 振動的振幅，會畫出某時刻波的圖像一、機械波機械振動在介質中的傳播形成機械波.機械波產生的條件：波源，介質 .二、機械波的分類）橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫 橫波.橫波有波峰和波谷.縱波：質點振動方向與波的傳播方向在同一直線 上的波叫縱波.縱波有疏部和密部.三、機械波的特點（1）機械波傳播的是振動形式和能量， 質點只在各自 的平衡位置附近振動，并不隨波遷移 .介質中各質點的振動周期和頻率都與

2、波源的振動周期和頻率相同離波源近的質點帶動離波源遠的質點依次振動所有質點開始振動的方向與波源開始振動的方向 相同。四、波長、波速和頻率的關系波長：兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點間的距離叫波長 .振動在一個周期里在介質中傳播的距離等于一個波 長，對于橫波：相鄰的兩個波峰或相鄰的兩個波谷之間 的距離等于一個波長.對于縱波：相鄰的兩個密部中央或 相鄰的兩個疏部中央之間的距離等于一個波長.波速：波的傳播速率叫波速.機械波的傳播速率只 與介質有關，在同一種均勻介質中，波速是一個定值， 與波源無關.頻率：波的頻率始終等于波源的振動頻率.波長、波速和頻率的關系：v=入f=入/T五、波

3、動圖像波動圖象是表示在波的傳播方向上，介質中各個質點在同一時刻相對平衡位置的位移，當波源做簡諧運動 時，它在介質中形成簡諧波，其波動圖象為正弦或余弦 曲線.六、由波的圖象可獲取的信息該時刻各質點的位移.質點振動的振幅 A.波長.若知道波的傳播方向，可判斷各質點的運動方向.如圖 7-32-1 所示，設波向右傳播，圖7-32-1則1、4質點沿-y方向運動；2、3質點沿+y方向運動.若知道該時刻某質點的運動方向，可判斷波的傳播方向.如圖7-32-1中若質點4向上運動，則可判定該波 向左傳播.若知波速v的大小?？汕箢l率 f或周期T,即 f=1/T=v/ 人.若知f或T,可求波速v,即v=入f=入/T若

4、知波速v的大小和方向，可畫出后一時刻的波 形圖，波在均勻介質中做勻速運動，At時間后各質點的運動形式，沿波的傳播方向平移xrAt有關機械波的內容近年經常在選擇題中出現(xiàn)，尤其 是波的圖象以及波的多值解問題常常 被考生忽略。【例11關于機械波，下列說法中正確的是 （）A.質點振動方向總是垂直于波的傳播方向B.簡諧波沿長繩傳播時，繩上相距半個波長的兩質 點的振動位移總是相同C.任一振動質點每經過一個周期沿波的傳播方向移 動一個波長D.在相隔一個周期的兩個時刻，同一介質點的位移、 速度和加速度總相同【解析】波有縱波和橫波兩種，由于橫波的質點振 動方向總是與波的傳播方向垂直，而縱波的質點振動方 向與波的

5、傳播方向平行，所以選項 A是錯誤的。由于相距半個波長的兩質點振動的位移大小相等，方向相反，所以選項 B是錯誤的。機械振動，并不沿著傳播方向移動，所以選項C是錯誤的相隔一個周期的兩個時刻，同一介質質點的振動狀 態(tài)總是相同的，所以選項 D正確.【例2】一列橫波水平方向傳播，某一時刻的波形 如下圖7-32-2所示，則圖中a、b、c、d四點在此時刻 具有相同運動方向的是()A. a 和 c B . a 和 dC. b 和 c D . b 和 d【解析】若波向右傳播，則各質點的振動方向是：a向上，b向下，c向下，d向上，e向上；若波向左傳播，則各質點的圖 7-32-2c向上，d向下，e向下.圖 7-32

6、-5振動方向是：a向下，b向上 可見a、d、e、具有相同的運動方向，b、c具有相同的 運動方向，故答案BC是正確的?！纠?】一列波在介質中向某一方向傳播，如圖 7-32-3所示為此波在某一時刻的波形圖，并且此時振動圖 7-32-3還只發(fā)生在M N之 間，已知此波的周期 為T, Q質點速度方 向在波形圖中是向 下的，下列說法中正確的是()A.波源是M,由波源起振開始計時，P點已經振動時間TB.波源是N,由波源起振開始計時，P點已經振動時間3 T /4C.波源是N,由波源起振開始計時，P點已經振動 時間T /4D.波源是Ml,由波源起振開始計時，P點已經振動時間T /4【解析】因為此時 Q質點向下

7、振動，且此時 Q質點 右方鄰近質點在 Q點下方，說明波向左傳播，所以 N是 波源，振動從N點傳播到M點，經過一個周期，又 P、N 間水平距離為3入/4,故P質點已振動T /4 ,選項C正 確.【例4】一列簡諧波在x軸上傳播，其波形圖如圖 7-32-4所示，其中實線，虛線分別表示匕=0, t2=0.05s時的波形，求這列波的波速圖7-32-4若波速為 280m/s,其傳播方向如何？此時質點P從圖中位置運動至波谷位置的最短時間是多少？【解析】題目沒有指明波傳播方向，因此有左、 右傳播方向兩種可能性。若波向右傳播，則在 t =t 2+t 1=0.05s內傳播的 距離 s =(n+1/4)入，n=0,

8、 1, 2,。此時波速的 通式為 v 右=A s / A t= (n+1/4) X 8/0.05=(160n+40)m/s , n=0, 1, 2,。若波向左傳播，則4 t=0.05s內傳播的距離 s=(n+3/4)入，n=0、1、2。此時波速通式為：v左= s / t=(160n+120)m/s , n=0, 1 ,2。(2)若波速v=280m/s,在At =0.05s內傳播的距離為 s =v - At=280 X0.05=14(m)=7 入/4.由波形知，波再向 左傳 s =7m,則P點第一次到達波谷位置4 t =7/280=2.5 X 10-2s【例5】如圖7-32-5所示，甲為某一波在

9、t=1.0s 時的圖象，乙為對應該波動的P質點的振動圖象。說出兩圖中AA的意義？說出甲圖中OA B圖線的意義？ 求該波速v=?在甲圖中畫出再經 3.5s時的波形圖。求再經過3.5s時P質點的路程s和位移?！窘馕觥考讏D中 AA'表示A質點的振幅或1.0s 時A質點的位移大小為0.2m,方向為負，乙圖中AA'表 示P質點的振幅，也是 P質點在0.25s的位移大小為 0.2m,方向為負。圖 7-32-6甲圖中OA B段圖線表示。到B之間所有質點在 1.0s時的位移、方向均為負，由乙圖看出P質點在1.0s 時向-y方向振動，所以甲圖中波向左傳播，則OA間各質點正向遠離平衡位置方向 振動

10、，A B間各質點正向靠近平衡位置方向振動。甲圖得波長 九=4cm,乙圖得周期 T=1s所以波速v亍jm/s1傳播距離 ?3/4m 3 ).所以只需將波形向X軸負向平移2 742m即可，如圖7-32-6所示：t 3 5求路程：因為n =四=7T/2 1/2所以路程 s =2An =2 0.2 7m =2.8m.求位移：由于波動的重復性，經歷時間為周期的整數(shù)倍時，P質點又回到圖示位置，其位移為0。1.在波的傳播過程中，下列有關介質中質點的振動 說法正確的是（）A.質點在介質中做自由振動B.質點在介質中做受迫振動C.各質點的振動規(guī)律都相同D.各質點的振動速度都相同2 .下列關于橫波與縱波的說法中，正

11、確的是 （）A.振源上下振動形成的波是橫波B.振源左右振動形成的波是縱波C.振源振動方向與波的傳播方向相互垂直，形成的是橫波D.在固體中傳播的波一定是橫波3 .傳播一列簡諧波的介質中各點具有相同的（）A.步調B .振動周期C.動能D.振幅4 .一個小石子扔向平靜的湖水中，圓形波紋一圈圈 向外傳播，如果此時湖畔的樹上有一片樹葉落在水面上， 則樹葉（）A.漸漸漂向湖心B.漸漸漂向湖岸C.在落下處上下振動D.沿波紋做圓周運動5 .關于機械波的概念下列說法正確的是（）A.質點振動的方向總是垂直于波傳播的方向B.波在傳播過程中，介質中的質點的振動是受迫振 動C.如果振源停止振動，在媒質中傳播的波動也立即

12、 停止D.物體做機械振動，一定產生機械波6 .如圖7-32-7所示為沿水平方向的介質中的部分 質點，每相鄰兩質點間距離相等，其中 。為波圖7-32-7源.設波源的振動周期為T,自波源通過平衡位置豎直向下振動時開始計時，經過T/4質點1開始起振，則下列關于各質點 的振動和介質中的波的說法中正確的是（）A.介質中所有質點的起振方向都是豎直向下的，但圖中質點9起振最晚B.圖中所畫出的質點起振時間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C.圖中質點8的振動完全重復質點 7的振動，只是 質點8振動時，通過平衡位置或最大位移的時間總是比 質點7通過相同位置時落后T/4D.只要圖中所有質點都已振動了， 質

13、點1與質點9 的振動步調就完全一致，但如果質點 1發(fā)生的是第100 次振動，則質點9發(fā)生的就是第98次振動.7 .如圖7-32-9所示，為一列簡諧橫波在某時刻的波 動圖像，已知圖中質點 F此時刻運動方向豎直向下，則 應有（）A.此時刻質點H和F運動方向相反B.質點C將比質點B先回到平衡位置C.此時刻質點C的加速度為零D.此時刻質點B和D的加速度方向相同圖 7-32-98.如下 圖7-32-10所示為波源開始振動后經過一個周期的波形圖，設介質中質點振動周期為T,則下列說法中正確的是（）A.若點M為振源，則點 M開圖 7-32-10始振動時的方向向下B.若點N為振源，則點P已振動了 3T/4C.若

14、點M為振源，則點P已振動了 3T/4D.若點N為振源，到該時刻點 Q向下振動9.一列沿x軸方向傳播的橫波，振幅為 A,波 長為九，某一時刻波的圖象如圖 7-32-11 所圖7-32-11示，在該時刻某一質點的坐標為（兒，0）經過四分之一周期后，該質點的坐標為（）A. （5 九 /4 , 0）B.（九，-A）C.（九，A ）D. （5 7J4 , A）10.如圖7-32-12所示,S點為波源，其頻率100Hz, 所產生的橫波向右傳播，波速為 80m/s, P、Q是波傳播 途徑中的兩點，已知 SP=4.2m, SQ=5.4m當S通過平衡 位置向上運動時，則（）A. P在波谷，Q在波峰B. P在波出

15、t, Q在波谷C. P、Q都在波峰D. P通過平衡位置向上運動，Q通過平衡位置向下運動11.如圖7-32-13 甲所示圖 7-32-12為一列簡諧橫波在t=20s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是（）A. v=25m/s,向左傳播B . v=50m/s,向左傳播圖 7-32-13C. v=25m/s,向右傳播D . v=50m/s,向右傳播12. 她中考列正弦松波.陽x軸傳播.如圖 7-32-14中a、b是繩上兩點，它們在x軸方向上的距離 小于一個波長，當 a點振動到最高點時，b點恰經過平 衡位置向上運動，在 a、b之間畫出兩個波形分別表示：圖 7-32-

16、14沿x軸正方向 傳播的 波；沿x軸負方向傳播的波，并注明和.13. 平I卜機械市.才波某時刻內波Illi罪如兇 7-32-15所示，圖中給出了 P點的振動方向.請畫出Q點 的振動方向及經1/4周期時的波形圖。圖 7-32-15波的形式、傳播波的圖象1 . B 2 . C3. B 4. C5. B 6 . ACD解析：首先根據(jù)題給條件：繩上點12均做周期相同的簡諧運動，由于點 9達到最大位移時點12正從平衡們向最 大位移處運動，可知這兩點運動先后 相差1/4周期，且點9超前于點12, 可見波源的振動是沿繩向右傳播的， 序號小的點帶動相鄰的序號在的點運 動，并依次超前，這樣，我們可在題圖 上確定平衡位置與點9