第二章 机械波

第二章机械波

第1节机械波的形成和传播

【学习目标】

1．认识机械波在介质中形成和传播的物理机制。

2．理解机械波的概念和特点，以及与机械振动的关系。

3．知道横波和纵波的概念及实例。

4．知道波是传递能量的一种方式。

【阅读指导】

1．能够传播振动的物质，叫做，机械振动在介质中的传播，称为，振动状态传播的方向就是，引起初始振动的装置叫做。

2．机械波是机械振动这种的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生。机械波的传播也是机械能的传播，所以波是的一种方式。

3．若介质中质点的振动方向和波的传播方向，这种波称为横波。横波是一个凹凸相间的波，凸起来的最高处叫，凹下去的最低处叫。

4．若介质中质点的振动方向和波的传播方向，这种波称为纵波。纵波是介质密集和稀疏相间的波，介质中质点分布密集的部分叫做，质点分布稀疏的部分叫做。

5．不管横波还是纵波，如果传播的是简谐运动，这种波就叫。

【课堂练习】

★夯实基础

1．关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（）

A．只要有机械振动就一定会产生机械波

B．机械波是机械振动在介质中的传播过程

C．离振源较近的质点要比离振源较远的质点早一些振动起来

D．振源一旦停止振动，由它形成的机械波也会立即消失

2．一列波由振源开始在周围介质中传播，由此可知（）

A．介质中各质点随波向远离振源的方向迁移

B．各质点只是在各自平衡位置附近振动

C．振源的振动形式随波向远离振源的方向传播

D．振源的能量随波向远离振源的方向传播

3．关于机械波，下列说法中正确的是（）

A．质点振动方向总是垂直于波传播的方向

B．波在传播的过程中，介质中波的传播方向上的质点依次做受迫振动

C．机械波是物质在空间的传播

D．机械波可以传播信息

4．关于横波与纵波，下列说法正确的是（）

A．振源沿竖直方向振动所形成的波一定是横波

B．振源沿水平方向振动所形成的波一定是纵波

C．波沿水平方向传播，质点沿竖直方向振动，一定是横波

D．波沿水平方向传播，质点沿水平方向振动，一定是纵波

5．下列说法中正确的是（）

A．机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播

B．当波源停止振动时，介质中的波立即消失

C．声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波

D．从地震源传出的地震波中，既有横波，也有纵波

6．下图是某绳上形成横波过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，t=0时刻质点1从平衡位置开始向上运动。t=T/4时刻质点1到达最大位移处，质点5开始运动。试画出t=5T/4时刻绳上的波形。

★提升能力

1．把闹钟放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，但如果将罩内的空气抽去，就听不到闹钟的铃声了。由这个现象可直接得到的结论是（）

A．声波是纵波

B．抽去罩内的空气后，闹钟不能正常运转了

C．声波可以在水中传播

D．声波不能在真空中传播

2．一列简谐波在传播过程中，关于波上各质点的运动情况，下列说法中正确的是（）A．同一时刻各质点的位移都相等

B．同一时刻各质点运动的速率都相等

C．同一时刻各质点加速度都相等

D．各质点振动的周期和振幅都相等

3．一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()

A．树叶慢慢向湖心运动

B．树叶慢慢向湖岸漂去

C．在原处上下振动

D．沿着波纹做圆周运动

4．下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是()

A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等

B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等

C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致

D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍5．关于横波和纵波，下列说法中正确的是（）

A．横波中的质点在垂直波传播的方向上做振动，有确定的平衡位置

B．纵波中的质点在沿波传播的方向上做振动，但没有确定的平衡位置

C．横波会形成波峰和波谷，纵波会形成疏部和密部

D．地震波中的纵波传播的速度比横波传播的速度大

6．如图所示，为一列在绳子上沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻绳子形成的凹凸形状。A、B、C、D、E、F、G、H、I均为绳子上的点，其中A点为波源，振动周期为T。则（）

A．此时刻C、E两点速度的大小可能相等

B．此时刻B、D两点的运动方向可能相同

C ．再经过

2

T

时间，C 点将位于波谷 D ．再经过

2

T

时间，I 点的运动状态与现在完全相同

7．如图所示，某介质中沿水平方向的部分质点，相邻两个质点间的距离相等，其中O 为波源，其做简谐运动的周期为T 。从波源通过平衡位置竖直向下运动开始计时，经过4

T

质点1开始振动。下列说法中正确的是（）

A ．介质中所有质点开始振动时的速度方向都是竖直向下

B ．介质中所有质点振动的周期都是T

C ．从质点4开始振动，经T 时间质点9开始振动

D ．当质点9开始振动时，质点5正通过平衡位置竖直向下运动

第2节波速与波长、频率的关系

【学习目标】

1．理解波的波长、频率、周期和波速的物理意义及其决定因素。

2．理解波速、波长和频率（周期）的关系，会应用这一关系计算和分析有关问题。 【阅读指导】

1．沿波的传播方向，任意两个相邻的的质点之间的距离，叫做波的波长，常用表示。

2．在波动中，各质点离开平衡位置的，叫做波的振幅。波的振幅大小是 的直接量度。

3．波在传播过程中，介质中质点振动的频率都，这个频率被称为。波的频率等于的频率，与无关。频率与周期的关系式为 或。

4．如果波源振动的周期为T ，波的波长为λ，则波速的公式为。波在介质中的传播速度由决定。当波从一种介质进入另一种介质时，波的_________保持不变，而会发生改变。 【课堂练习】 ★夯实基础

1．关于波的频率，下列说法中正确的是（）

A ．在波动中各质点振动的频率相同，都等于波源的振动频率

B ．波的频率与单位时间内通过某点的完整波形的数目相等

C ．波的频率与介质有关，波从一种介质进入另一种介质，波的频率将发生变化

D ．波从一种介质进入另一种介质，波的频率不发生变化

2．关于波速，下列说法中正确的是（）

A ．波速反映了介质中质点振动的快慢

B ．波速反映了振动在介质中传播的快慢

C ．波源的频率越大，波速也越快

D ．波速只由介质的性质决定

3．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( )

A ．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止

B ．物体作机械振动，一定产生机械波

C ．波的速度即波源的振动速度

D ．波在介质中的传播频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定 4．关于波长的下列说法中正确的是（）

A ．在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长

B ．在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长

C ．在波的传播方向上，相邻的、位移相同的两个质点间的距离等于波长

D ．在波的传播方向上，相邻的、运动状态始终相同的两个质点间的距离等于波长 5．在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s 到达最大位移处，在这段时间内波传播了0.5 m 。则这列波（）

A ．周期是0.2s

B ．波长是0.5m

C ．波速是2m/s

D ．经1.6 s 传播了8 m

6．有一振源可产生周期是10-3s 的波，并能在介质中以300m/s 的速度传播，这列波的频率是Hz ，波长是m 。

★提升能力

1．关于公式v ＝λf ，下列说法正确的是（）

A ．公式v ＝λf ，适用于一切波（包括电磁波、光波）

B ．由公式v ＝λf 可知，在空气中声波的频率越大，传播的速度也越大

C ．当同一列波在不同介质中传播时，在v 、λ和f 三个量中，只有f 保持不变

D ．由公式v ＝λf 可知，当同一列波在不同介质中传播时，λ一定发生变化

2．一列简谐横波沿x 轴传播，某时刻波上A 、B 两点都在平衡位置，这时两点间距离为3m ，且在两点间只有一个波峰，则这列波的波长可能为（） A ．2m B ．3m C ．4m D ．6m

3．如图，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m 。t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t ＝0.5s 时，a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断中正确的是（）

A ．波一定沿x 轴正方向传播

B ．波长可能是8m

C ．周期可能是0.5s

D ．波速一定是24m/s

4．一列声波由空气传到水中（） A ．频率不变，波长变小 B ．波速变大，波长变大 C ．频率变小，波长变小 D ．频率变大，波速变大

5．一列简谐横波沿直线传播，P 、Q 是直线上相距1.2m 的两个质点，当波刚好传到其 中某一点时开始计时，已知在4.0s 内P 点完成8次完全振动，Q 点完成了10次全振动，则该波的传播方向及波速分别为（）

A ．方向由P 向Q ，波速v ＝0.3m ／s

B ．方向由Q 向P ，波速v ＝0.3m ／s

C ．方向由Q 向P ，波速v ＝1.5m ／s

D ．方向由P 向Q ，波速v ＝1.5m ／s

6．中国台北消息：1999年9月21日凌晨，台湾南投地区发生了7.6级大地震，它是由

b

a

x

台湾中部大茅一双冬及车笼铺两块断层受到挤压，造成剧烈上升及平行移位而形成的．已知地震波分三种：纵波(P波)，速度v P＝9.9 km/s；横波(S波)，速度v S＝4.5 km/s；波面(L波)，速度v L

(1)位于地震源上方的南投地区某中学实验室内有水平摆A与竖直摆B，如图甲所示，地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？

(2)台中市地震观测台记录到的地震曲线假若如图乙所示，则由图可知a、b、c三处波形各对应于哪种地震波？若在曲线图上测得P波与S波的时间差为7.6 s，则地震台距地震源多远？

(3)假若地震P波沿直线传播到台中市时，当地地表某标志物振动方向沿如图丙中ZT方向，测得某时刻该标志物的水平分位移x＝23.1 mm，竖直分位移y＝0.4 mm，试由此估算地震源深度h.

第3节波的图像

【学习目标】

1．理解横波图像的物理意义。

2．能利用横波图像找到波长和振幅。

3．能根据横波的图像判断波的传播方向与质点振动方向的关系。

4．知道横波的图像与振动图像的区别和联系。

【阅读指导】

1．在xOy坐标平面上，以横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的，描绘出的曲线就是这一时刻横波的图像，也称为。波形图是正弦曲线的波，又称为。

2．如果知道了同一时刻各个质点的振动方向，可推断出波的。

【课堂练习】 ★夯实基础

1．关于波的图像，下列说法中正确的是（）

A ．横坐标x 表示在波传播方向上各个质点的平衡位置

B ．横坐标x 表示各个质点距波源的距离

C ．纵坐标y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移

D ．坐标原点一定是波源的位置

2．如图所示，为一简谐横波的波动图线，该时刻B 质点振动方向沿y 轴正方向。则下列说法中正确的是（） A ．波沿着x 轴正方向传播 B ．波沿着x 轴负方向传播 C ．此时C 质点振动方向沿y 轴正方向 D ．此时C 质点振动方向沿y 轴负方向

3．如图所示，为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，则（） A ．该波的波长为3m

B ．再经过一个周期，质点是A 运动到x =5m 处

C ．该时刻质点B 、

D 的动能均为0

D ．再经过四分之一周期，质点C 到达负的最大位移处 4．一列简谐横波在x 轴上传播，元，a 正向上运动。由此可知（） A

．该波沿x 轴正方向传播

B ．c 正向上运动

C ．该时刻以后，b 比c 先到达平衡位置

D ．该时刻以后，b 比c 先到达离平衡位置最远处

5．如图所示的是某横波的图像，由图可知（） A ．若波向右传播，则质点B 正向右运动 B ．若波向右传播，则质点C 正向左运动 C ．若波向左传播，则质点D 正向下运动

D ．若波向左传播，则质点B 正向上运动

6．如图所示，为一列沿x 轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，之后经过0.5s 质点A 第一次回到平衡位置。则这列波的振幅为cm ；波长为m ；周期为s ；频率为Hz ；波速为m/s 。

下

上

O x/m

7．如图所示，图甲为一列横波在t ＝1.0 s 时刻的波动图像，图乙为P 处质点的振动图像，则对该波的传播速度和传播方向，下列说法中正确的是( )

A ．沿x 轴正方向传播

B ．沿x 轴负方向传播

C ．波长为4.0 m

D ．波长为1.0m

★提升能力

1．如图所示实线为简谐波在t 时刻的图像，虚线为简谐波又经Δt 时间后的图像，则下列说法中正确的是（）

A ．这列简谐波一定沿x 轴正向传播

B ．这列简谐波一定沿x 轴负向传播

C ．实线上的质点a 经Δt 时间后位于虚线上a 1位置

D ．实线上的质点a 经Δt 时间后位于虚线上a 2位置

2．如图所示，为一列沿x 轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，并已知质点P 开始 振动时，质点N 已经振动了0.02s ，则（ ）

A ．该波沿x 轴正方向传播

B ．该波的波长为6m

C ．该波的周期为0.8s

D ．该波的波速为100m/s

3．一简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻其波形如图

所示。下列说法正确的是（）

A ．由波形图可知该波的波长为4cm

B ．由波形图可知该波的周期为4s

C ．经1/2周期后质元P 运动到Q 位置

D ．经1/4周期后质元Q 的速度变为零 4．沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形曲线如图所示，其波速为10m/s ，该时刻波恰好传播到x = 6m 的位置。介质中有a 、b 两质点，下

列说法中正确的是

A ．0=t 时刻，b 质点的运动方向向上

B ．0=t 时刻，b 质点的速度大于a 质点的速度 C

．0=t 时刻，b 质点的加速度大于a 质点的加速度

D ．s t 2.0=时刻，x =9m 处的质点位于波谷 5．一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波

cm y /m

x /

长为λ，周期为T 。t=0时刻的波形如图1所示， a 、b 是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是

A ．t=0时质点a 的速度比质点b 的大

B ．t=0时质点a 的加速度比质点b 的小

C ．图2可以表示质点a 的振动

D ．图2可以表示质点b 的振动

6．如图所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，虚线为t =0.6s 时的波形图，波的周期T >0.6s ，则（）

A ．波的周期为2.4s

B ．在t ＝0.9s 时，P 点沿y 轴正方向运动

C ．经过0.4s ，P 点经过的路程为4m

D ．在t =0.5s 时，Q 点到达波峰位置

7．如图所示，一列简谐横波沿x 轴负方向传播，图甲是t ＝1 s 时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点）。则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线（）

A ．x ＝0处的质点

B ．x ＝1 m 处的质点

C ．x ＝2 m 处的质点

D ．x ＝3 m 处的质点

8．如图甲为t =0时刻沿x 轴方向传播的简谐横波，图乙是横波上P 质点的振动图线，则该横波（） A ．沿x 轴正方向传播，波速为0.2m/s B ．沿x 轴正方向传播，波速为20m/s C ．沿x 轴负方向传播，波速为0.2m/s D ．沿x 轴负方向传播，波速为20m/s 第4节惠更斯原理波的反射与折射

【学习目标】

1．了解惠更斯原理。 2．理解波的反射和折射。

3．会用波的反射定律和折射定律分析和解决简单的实际问题。

【阅读指导】

1．从波源发出的波经过_________传播时间而到达的各个点所组成的面，叫做波面，最前面的波面叫做__________。从波源沿着波的________方向画出的带箭头的线称为________，它表示波动的_____________。

2．惠更斯原理的内容是什么？

3．波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时________________

继续传播的现象叫

/cm -

/s

-

做波的反射。波的反射定律的内容是什么？

4．波在传播的过程中，从一种介质______另一种介质时，波传播的方向_________的现象叫做波的折射。在折射中，波的___________保持不变，_________和_________都会发生变化。

5．波的折射定律的内容是什么？

【课堂练习】

★夯实基础

1．有时人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要宏亮，是因为（）A．室内空气不流动B．室内声音多次反射

C．室内声音发生折射D．室内物体会吸收声音

2．下列说法正确的是（）

A．入射波面与法线的夹角为入射角B．入射波面与界面的夹角为入射角

C．入射波线与法线的夹角为入射角D．入射角跟反射角相等3．如图所示，1、2、3分别代表入射波、反射波和折射波的波线，下列说法中正确的是（）

A．2与1的波长和频率相等，波速不相等

B．2与1的波速和频率相等，波长不相等

C．3与1的波速、波长和频率均相等

D．3与1的波速、波长不相等，频率相等

4．一列水波由深水区进入浅水区，入射角为60°时，折射角为45°，则下列说法正确的是（）

A．波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同

B．波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同

C．深水区中的波速、波长比浅水区中的小

D．深水区中的波速、波长比浅水区中的大

5．某测量员是这样利用回声测距离的：他站在两平行峭壁间的某一位置鸣枪，经过1.00s 第一次听到回声，又经过0.50s再次听到回声。已知声速为340 m/s，则两峭壁间的距离为__________m。

6．蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官，一只蝙蝠以6.0 m/s的速度垂直于墙飞行，且发出频率f=4.5×104Hz的超声波，并经0.01s接收到回声。若声速是340 m/s，求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所发出的超声波的波长。

7．一列声波在空气中传播的波长为34cm，传播速度为340m/s，传入另一种介质中时，波长变为68cm。求

（1）声波在这种介质中传播的频率；

（2）声波在这种介质中传播的速度。

★提升能力

1．一列波由一种介质进入另一种介质中继续传播，则（）

A ．传播方向一定改变

B ．频率一定不变

C ．如波速变大，频率也会变大

D ．如波长变小，频率也会变小 2．下列说法中正确的是（）

A ．潜水艇利用声呐探测周围的物体，应用的是波的反射原理

B ．隐形飞机的表面涂有特殊的隐形物质，目的是减少雷达波的折射

C ．水波从深水区传到浅水区会改变传播方向，是波的反射现象

D ．水波在深水区的传播速度小于在浅水区的传播速度

3．如图所示，一列机械波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ，由此可知该波在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的

传播速度之比为（）

A ．21:

B ．12:

C ．32:

D ．23:

4．如图所示，某列波以60°的入射角由甲射到乙介质的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为1.2×105m/s 。求：

（1）该波在乙介质中的折射角； （2）该波在甲介质中的传播速度； （3）该波在两种介质中的波长比。

5．为了测出海底的深度，现向海底定向发射波长为3.4cm 的超声波，经过0.8s ，探测仪器收到发射出去的超声波返回的信号，超声波在海水中的波长为15.3cm ，超声波在空气中的波速为340m/s ，则海底有多深？

6．图A 是在高速公路上用超声波速度仪测量车速的示意图，测速仪固定并正对被测物发出和接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B 是测量仪记录脉冲信号得到的纸带，P 1、P 2表示测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2表示P 1、P 2经汽车反射回来的信号。设记录时纸带匀速移动，P 1、P 2之间的时间间隔△t ＝1.0s ，超声波在空气中传播的速度是v ＝340 m/s ，若汽车是匀速行驶的，则根据图B 可知，汽车在接收到P 1、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是_________m ，汽车的速度是

___________ m/s 。

7．平面简谐波传播速度为100m/s 、频率为50Hz ，在同一条波线上相距0.5m 的两点之间的相位差是（）

A.

3π B. 6π C. 2π

D. 4

π

第5节波的干涉、衍射

【学习目标】

1．知道波的叠加原理。

2．知道波的干涉现象及条件，认识干涉图样。 3．知道波的衍射现象及发生明显衍射的条件。

4．知道干涉和衍射是波特有的现象，了解干涉和衍射的实例。 【阅读指导】

1．大量事实证明，介质中几列波相遇后，仍将保持它们各自继续传播。在它们重叠的区域里，质点要同时参与这几列波引起的，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的，这就是波的叠加原理。

2．频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终，另一些区域的质点振动始终，这种稳定的叠加现象叫做。产生干涉的一个必要条件是必须相同。

3．波能够的现象，叫做波的衍射。衍射是波特有的现象，发生明显衍射现象的条件是。 4．举例说明你生活中遇到过的波的衍射现象。 【课堂练习】 ★夯实基础

1．关于两列波相遇叠加，下列说法中正确的是（） A ．振幅小的一列波被减弱，振幅大的一列波被加强 B ．分开后各自的振幅和频率都发生了变化

C ．分开后各自的振动方向和传播方向都发生了变化

D ．介质中任一质点的总位移等于两列波分别引起的位移的矢量和 2．关于波的干涉，下列说法中正确的是（） A ．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉 B ．只要两列波叠加都能发生干涉

C ．只有两列波的频率相等振动情况相同，才能发生干涉

D ．两列波干涉，一定出现稳定的干涉图样

3．关于波的衍射，下列说法中正确的是（）

A．只要是波都能发生衍射，衍射是波的特有现象

B．波长与障碍物的宽度相差不多或略大些时，能发生明显的衍射现象

C．波长比障碍物或孔的宽度小得多时，衍射不明显

D．波长比障碍物或孔的宽度大得多时，衍射不明显

4．S1、S2为两个相干波源，图中分别以S1和S2为圆心作出同心圆弧，表示同一时刻的波峰和波谷，实线表示波峰，虚线表示波谷，则图中标出的a、b、c、d 四个点中，振动加强的点为，振动减弱的点为。

5．利用发波水槽得到的水面波形如a，b所示，则（）

A．图a、b均显示了波的干涉现象

B．图a、b均显示了波的衍射现象

C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象

D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象

6．在观察水波的衍射现象实验中，若打击水面的振子振动的频率是5Hz，水波在水中传播的速度为0.05m/s，为了观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为（）

A．10.0cm B．5.0cm C．1.0cm D．0.5cm

7．音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它障碍了声音的传播，造成了声音失真。你认为声音损失掉的主要是（）

A．高频部分B．低频部分C．中频部分D．不能确定

8．图为声波干涉演示仪的原理图。两个U形管A和B套在一

起，A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列

频率________的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若

两列波的路程相差半个波长，则此处声波的振幅________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅__________________。

★提升能力

1．如图甲所示，两列相同的波相向传播，当它们相遇时，图（乙）中可能的波形是（）

A ．a 和b

B ．b 和c

C ．c 和d

D ．d 和a

2．如图所示是观察水波的衍射实验，AC 、BD 是两块挡板，AB 是一小孔，O 是波源，图中已画出波源所在区域由波峰构成的波面，相邻的两个波面之间的距离为一个波长，则关于波通过孔之后的传播情况，描述正确的是（） A ．在挡板后水波继续传播

B ．在挡板后相邻两波峰构成的波间距离不变

C ．如果将孔的宽度变大，有可能观察不到水波的衍射现象

D ．如果使波源频率增大，能观察到更明显的水波衍射现象

3．如图所示，S 为波源，M 、N 为两块挡板，其中M 板固定，N 板可

上下移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A 点在振动，为了能观察到

A 点的振动，可采用的办法是（ ）

A ．增大波源的频率

B ．减小波源的频率

C ．将N 板向上移动一些

D ．将N 板向下移动一些

4．如图所示为两列同频率的相干水波在t ＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为2 cm ，波速为2 m/s ，波长为0.4 m ，E 点在B 、D 连线和A 、C 连线的交点，下列说法正确的是（）

A ．A 、C 两点是振动的减弱点

B ．B 、D 两点在该时刻的竖直高度差为4 cm

C ．E 点是振动加强点

D ．

E 点是振动减弱点

5．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示。产生的波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，

在声波到达

A

a 处时，分成两束相干波，它们分别通过r 1和r 2的路程，再在

b 处相遇，即可达到削弱噪声的目的。若△r =r 2-r 1，则△r 等于（）

A ．波长λ的整数倍

B ．波长λ的奇数倍

C ．半波长

2λ

的奇数倍 D ．半波长2

λ

的偶数倍

6．A 、B 两波相向而行,在某时刻的波形与位置如图所示。已知波的传播速度为v ，图中标尺每格长度为l ，在图中画出又经过t ＝7l /v 时的波形。

第6节多普勒效应

【学习目标】

1．知道什么是多普勒效应及其产生的条件。 2．了解多普勒效应的应用。

3．能用多普勒效应解释一些简单现象。

【阅读指导】

1．当观测者和波源之间有时，观测者测得的频率与波源的频率，这种现象叫做多普勒效应。当观测者与波源两者相互接近时，接收到的频率将波源的频率；当两者远离时，接收到的频率将波源的频率。

2．机械波、电磁波都会产生多普勒效应。根据频率的变化，可以测出相对于_______的速度。

3．彩超、CT 和核磁共振都是医院里先进的检测设备，其中应用多普勒效应的是。 【课堂练习】 ★夯实基础

1．下列说法中正确的是（）

A ．多普勒效应是由于波的干涉而引起的

B ．多普勒效应是由于波源的频率发生改变而引起的

C ．当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会变大

D ．只有声波才会产生多普勒效应

2．下列哪种情况一定会发生多普勒效应（）

A ．波源与观察者都相对介质同向运动

B ．波源与观察者都相对介质相向运动

C ．波源与观察者相对运动

D ．波源与观察者相对静止，介质运动

3．一列正在鸣笛的火车，高速通过某火车站站台的过程中，站在站台上的人听到笛声的频率与笛声实际的频率相比将（）

A ．变大

B ．变小

C ．先变大后变小

D ．先变小后变大

4．下列说法中正确的是（）

A．医生检查身体用的“B超”是根据超声波的多普勒效应制成的

B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他靠近C．根据光波的多普勒效应，由地球接收到的遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球

D．当波源和观察者间有相对运动时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同

5．如图所示为一个机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D是四个观察者的位置，由图可以看出（）

A．波源正在向A点移动

B．波源正在向C点移动

C．B点的观察者接收到的频率最低

D．D点的观察者接收到的频率最高

★提升能力

1．下列哪些情况中，观察者感到声音的音调变高了（）

A．声源静止，观察者向着声源运动

B．声源静止，观察者远离声源运动

C．观察者静止，声源向着观察者运动

D．观察者静止，声源远离观察者运动

2．一种用细绳操纵沿圆周运动飞行的模型飞机，装有内燃发动机作为动力。则（）

A．站在中心的操纵者听到发动机的声音，音调忽高忽低地做周期性变化

B．站在中心的操纵者听到发动机的声音，音调不变

C．站在场边的观察者听到发动机的声音，音调忽高忽低地做周期性变化

D．站在场边的观察者听到发动机的声音，音调不变

3．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，v表示声波的速度（u

A．f增大，v增大B．f增大，v不变

C．f不变，v增大D．f减小，v不变

4．一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.80 m的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示。下列判断正确的是（）A．观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600 Hz

B．观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600 Hz

C．观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600 Hz

D．观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600 Hz

5．如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速

v=400m/s。为了接收信号，在x=400m处设有一接收器A（图中未标出）。已知t=0，波已经传播到x=40m处，则下列说法中正确的是（）

A．波源振动的周期为0.05s

B．x=40m处的质点在t=0.5s时位移最大

C．接收器在t=1.0s时才能接收到此波

D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20Hz

第一章《机械振动》第二章《机械波》测试题

一、选择题

1．关于弹簧振子的简谐运动，下列说法中正确的是（） A ．振子通过平衡位置时，速度一定为零 B ．振子通过平衡位置时，加速度一定为零 C ．振子做减速运动时，加速度一定减小 D ．振子做加速运动时，加速度一定减小 2．关于机械波，下列说法不正确．．．

的是（） A ．在传播过程中能传递能量 B ．频率由波源决定 C ．能产生干涉、衍射现象 D ．能在真空中传播 3．如图所示为一质点做简谐运动的振动图象，由图可知，

在t =4s 时，质点的（）

A ．速度为正的最大值，加速度为零

B ．速度为负的最大值，加速度为零

C ．速度为零，加速度为负的最大值

D ．速度为零，加速度为正的最大值

4．物体在周期性外力作用下做受迫振动，物体的固有频率为f 1，驱动力的频率为f 2，则物体做受迫振动的频率为（）

A ．f 1

B ．f 2

C ．f 1+f 2

D ．f 1－f 2 5．甲、乙两个单摆摆长相同，摆球质量之比为4∶1，两个单摆在同一地点做简谐运动，摆球经过平衡位置时的速率之比为1∶2，则两摆（）

A ．振幅相同，频率相同

B ．振幅不同，频率相同

C ．振幅相同，频率不同

D ．振幅不同，频率不同 6．一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（） A ．质点振动频率为4Hz

B ．在10s 内质点经过的路程是20cm C

．在5s 末，速度为零，加速度最大

D ．t =1.5s 和t =4.5s 两时刻质点的位移大小相等， 7．关于简谐运动和简谐机械波，下列说法正确的是（） A ．弹簧振子的周期与振幅有关

B ．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定

C ．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度

D

．单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率

8．手机来信息时可以用振动的方式提醒人们。手机振动的原理很简单：用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶片转动时手机就跟着振动起来。其中叶片的形状你认为是下图中的（ ）

9．如图所示，光滑圆槽的半径R 远大于小球运动的弧长，今有两个小球（可视为质点）同时由静止释放，其中A 球开始时离圆槽最低点O 较远些，则它们第一次相碰的地点在（）

A ．O 点

B ．O 点偏左

C ．O 点偏右

D ．无法判断

10．如图是沿x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的图象，已知该波的波

速为20m/s 。则

A ．经过0.1s ，质点a 运动到质点b 的位置

B ．经过0.2s ，质点a 的速度最小，加速度最大

C ．经过0.2s ，质点a 的动能开始减小，势能开始增大

D ．该波能与一列频率为10Hz 的波发生干涉现象

11．关于多普勒效应，下列说法正确的是（）

A ．若声源向观察者靠近，则声源发出声波的频率变小

B ．若声源向观察者靠近，则声察者接收到声波的频率变大

C ．观察者远离波源，则波源发出声波的频率变小

D ．若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到声波的频率变小

12．如图所示，在均匀介质中S 1和S 2是同时起振（起振方向相同）、频率相同的两个机械波源，它们发出的简谐波相向传播。在介质中S 1和S 2平衡位置的连线上有a 、b 、c 三点，已知S 1a =ab =bc =cS 2=λ/2（λ为波长），则下列说法中正确的是（）

A ．b 点的振动总是最强，a 、c 两点的振动总是最弱

B ．b 点的振动总是最弱，a 、c 两点的振动总是最强

C ．a 、b 、c 三点的振动都总是最强

D ．a 、b 、c 三点的振动都是有时最强有时最弱

13．如图所示，实线为一列横波某时刻的图象，这列波的传播速度为0.25 m/s ，经过时间t =1s 后的波形为虚线所示。那么这列波的传播方向与在这段时间内质点P （x =0.1m 处）所通过的路程是（）

A ．向左，10cm

B ．向右，30cm

C ．向左，50cm

D ．向右，70cm

14．如图所示是一列简谐横波在t =0时刻的波形图。已知这列波沿x 轴正方向传播，波速为20m/s ，则在t =0.17s 时，质点P （）

A ．速度和加速度都沿y 负方向方向

B ．速度沿y 轴正方向，加速度沿y 轴负方向方向

C ．速度和加速度均正在增大

D ．速度正在增大，加速度正在减小

15．一列简谐横波沿x 轴负方向传播，图（1）是t =1s 时的波形图，图（2）是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图（2）可能是图（1）中哪个质元的振动图线（）

A ．x =1m 处

B ．x =2m 处

C ．x =3m 处

D ．x =4m 处

16．如图所示,简谐横波传播方向上相距s 的a 、b 两点间只存在一个波谷的波形图，设 图中所示的四种情况下波速均为v ，且均向右传播，则由图示时刻起，a 点首先出现波谷的图是（）

17．如图所示，a 、b 是一列横波的两个质点，它们在x 轴上的距离S 为30m ，波沿x 轴正方向传播，当质点a 达到最高点时，质点b 恰好经过平衡位置且向下运动，经过3 s ，波向前传播30m ，并且a 经过平衡位置时b 恰好达到最高点，下列说法中正确的是（）

A ．这列波的周期可能是4s

B ．这列波的波长可能是24m

C ．这列波的周期可能是3s

D ．这列波的速度可能是2m/s

18．一个简谐运动的振动曲线如图甲所示，关于乙图中的下列判断正确的是（ ）

A ．图（1）可作为v -t 图像

B ．图（2）可作为F -t 图像

C ．图（3）可作为F -t 图像

D ．图（4）可作为a -t 图像

19．图甲为一列横波在t ＝1.0 s 时刻的波动图像，图乙为P 处质点的振动图像。关于 该波的传播速度和传播方向，下列说法正确的是（）

A ．沿x 轴正方向传播

B ．沿x 轴负方向传播

C ．波速为4 m/s

D ．波速为6 m/s

图（1）

图（2）

A B C D

二、实验题

20．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中

（1）如图 (A)所示，将摆线平放在水平桌面上，用毫米刻度尺测量摆线的长，则刻度尺读数是cm ；如图(B)所示，用游标卡尺测量摆球直径，可知摆球直径是cm ；这样测摆长有不妥之处，正确的测量方法是。

（2）该同学用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间，如图C 所示，则秒表的读数为 s ，单摆的周期是s 。（保留三位有效数字）

（3）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L ，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L 与T 的数值，再以l 为横坐标2

T 为纵坐标，将所得数据连成直线如图D 所示，2

T 与L 的关系式2

T =，利用图线可求出图线的斜率k =____，再由k 可求出g =m/s 2。

（4）如果他测得的g 值偏小，可能的原因是（）

A ．未挂小球就测量绳长，然后与小球半径相加作为摆长

B ．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C ．开始计时，秒表过迟按下

D ．实验中误将29次全振动数记为30次