第11章 机械波

第三章《机械波》达标检测—人教版高二物理选择性必修一

新人教版选择性必修一第三章机械波 本章达标检测 (满分:100分;时间:60分钟) 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的选项中,第1~2小题只有一个选项符合题目要求,第3~8小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选不全的得4分,选错或不答的得0分) 1.下列关于波的说法中不正确的是( ) A.机械波中各质点振动的频率与波源的振动频率相同 B.在机械波传播的过程中,机械能一定守恒 C.有机械波一定有振动,有振动不一定有机械波 D.空气中的声波是纵波 2.如图所示,一列横波沿x轴传播,t0时刻波的图像如图中实线所示。经Δt=0.2 s,波的图像如图中虚线所示。已知其波长为2 m,则下列说法中正确的是( ) A.若波向右传播,则波的周期可能大于2 s B.若波向左传播,则波的周期可能大于2 s C.若波向左传播,则波的传播速度可能小于9 m/s D.若波速是19 m/s,则波向左传播 3.如图所示,某均匀介质中各质点的平衡位置在x轴上,当t=0时,x=0处的波源S开始振动,t=0.5 s 时,刚好形成如图所示波形,则( ) A.波源的起振方向向下 B.该波的波长为4 m C.该波的波速为6 m/s D.t=1.5 s时,x=4 m处的质点速度最大 4.如图所示,两列简谐横波的振幅都是20 cm,在同一介质中传播,实线波沿x轴正方向传播,虚线波沿x轴负方向传播,某时刻两列波在图示区域相遇,则( ) A.实线波与虚线波的周期之比为1∶2 B.实线波与虚线波的频率之比为1∶2 C.实线波与虚线波的波速之比为1∶1

D.两列波在相遇区域会发生干涉现象 E.实线波与虚线波的波长之比为1∶2 5.一简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向向下,则( ) A.此波沿x轴负方向传播 B.质点D此时向下运动 C.质点B将比质点C先回到平衡位置 D.质点E的振幅为零 6.体育课上李辉同学一脚把足球踢到了足球场下面的池塘中间。王奇提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边,他抛出一石块到水池中激起了一列水波,结果足球并没有被推到池边。大家一筹莫展,恰好物理老师来了,大家进行了关于波的讨论。物理老师把两片小树叶放在水面上,大家观察发现两片小树叶上下振动,两树叶在1 min内都上下振动了36次,当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在 波谷,两树叶之间有2个波峰,他们测出两树叶间水平距离是4 m。则下列说法正确的是( ) A.该列水波的频率是36 Hz B.该列水波的波长是1.6 m C.该列水波的波速是0.96 m/s D.两片树叶的位移始终等大反向 E.足球不能到岸边的原因是水波的振幅太小 7.如图所示,一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2 Hz。现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间,某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而小球第二次发生了显著振动,则以下说法正确 的是( ) A.由振源P产生的波先到达弹簧振子处 B.由振源Q产生的波先到达弹簧振子处 C.两列波可能会发生干涉现象 D.由振源Q产生的波的波速接近4 m/s 8.一列简谐横波在某时刻的波形如图中实线所示,经0.2 s后波形如图中虚线所示,则( )

物理学教程上册课后答案第六章

第六章 机 械 波 6-1 图(a )表示t =0 时的简谐波的波形图,波沿x 轴正方向传播,图(b )为一质点的振动曲线.则图(a )中所表示的x =0 处振动的初相位与图(b )所表示的振动的初相位分别为( ) 题6-1 图 (A) 均为零 (B) 均为 2 π (C) 均为2 π - (D) 2π 与2π- (E) 2π-与2 π 分析与解 本题给了两个很相似的曲线图,但本质却完全不同.求解本题要弄清振动图和波形图不同的物理意义.图(a )描述的是连续介质中沿波线上许许多多质点振动在t 时刻的位移状态.其中原点处质点位移为零,其运动方向由图中波形状态和波的传播方向可以知道是沿y 轴负向,利用旋转矢量法可以方便的求出该质点振动的初相位为π/2.而图(b )是一个质点的振动曲线图,该质点在t =0 时位移为0,t >0 时,由曲线形状可知,质点向y 轴正向运动,故由旋转矢量法可判知初相位为-π/2,答案为(D ). 6-2 一横波以速度u 沿x 轴负方向传播,t 时刻波形曲线如图(a )所示,则该时刻() (A )A 点相位为 π (B )B 点静止不动 (C )C 点相位为 2 π 3 (D )D 点向上运动 分析与解 由波形曲线可知,波沿x 轴负向传播,B 、D 处质点均向y 轴负方向运动,且B 处质点在运动速度最快的位置. 因此答案(B )和(D )不对. A 处质点位于正最大位移处,C 处质点位于平衡位置且向y 轴正方向运动,它们的旋转矢量图如图(b )所示.A 、C 点的相位分别为0和 2 π 3.故答案为(C ) 题 6-2 图 6-3 如图所示,两列波长为λ的相干波在点P 相遇.波在点S 1 振动的初相是φ1 ,点S 1 到点P 的距离是r 1 .波在点S 2的初相是φ2 ,点S 2 到点P 的距离是r 2 ,以k 代表零或正、负整数,则点P 是干涉极大的条件为( )

大学物理7章作业上课讲义

大学物理7章作业

第七章机械波 一. 选择题 1. 机械波的表示式为(SI),则 (A) 其振幅为3m (B) 其波速为10m/s (C) 其周期为1/3s (D) 波沿x轴正向传播 2. 一平面简谐波沿x轴正向传播,时波形图如图 示,此时处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) π/2 (D) - π/2 3. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波,在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3,则这两点相距 (A) 2m (B) 21.9m (C) 0.5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播,某瞬时介质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量为 (A) 动能最大,势能为零 (B) 动能为零,势能最大 (C) 动能为零,势能为零 (D) 动能最大,势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播,下述各结论哪个是正确的? (A) 介质质元的振动动能增大时,其弹性势能减小,总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化,但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同,但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇,S1到P点的距离是r1,S2到P点的距离是r2,则P点干涉极大的条件是 (A)

(B) (C) (D) 7. 两相干波源S1和S2相距λ/4(λ为波长),S1的相位比S2的相位超前,在S1、S2连线上,S1外侧各点(例如P点)两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大,有些点干涉极小 (D)无法确定 8. 在波长为λ的驻波中,任意两个相邻波节之间的距离为 (A) λ (B) 3λ/4 (C) λ/2 (D) λ/4 二. 填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m,传播速度时340m/s,当它进入另一种介质时,波长变成了0.37m,则它在该介质中的传播速度为__________________. 10. 平面简谐波沿x轴正向传播,波动方程为,则处质点的振动方程为_________________,处质点与处质点振动的相位差为_______. 11. 简谐波沿x轴正向传播,传播速度为5m/s ,原点O振动方程为 (SI),则处质点的振动方程为_____________________. 12. 一平面简谐波周期为2s,波速为10m/s,A、B是同一传播方向上的两点,间距为 5m,则A、B两点的相位差为_______________. 13. S1、S2是两个相干波源,已知S1初相位为,若使S1S2连线中垂线上各点均干涉

第11章 机械波

第11章机械波 振动在空间的传播过程称为波动(wave motion),简称波。它是自然界中一种重要而常见的运动形式。波动通常按照传播的物理量来分类。机械振动在弹性介质中的传播过程,称为机械波(mechanical wave)。如绳子上的波和声波等。变化的电场和变化的磁场在空间的传播过程,称为电磁波。如无线电波和光波等。近代物理还指出,微观粒子也具有波动性,这种波称为实物波或德布罗意波。各类波虽然其本质不同,但都具有波动的共同特征。并遵从相似的规律。本章我们以最简单,最典型的一种机械波——简谐波(simple harmonic wave)为例,来介绍波的一般表达式及其特征。并在此基础上描述波的能量、波的传播规律--惠更斯原理、以及波的叠加原理和驻波等现象。 通过本章的学习,理解机械波形成和传播的条件;掌握平面简谐波的波函数及其物理意义;理解波的能量传播特征;理解波的叠加原理及干涉现象;理解行波和驻波的区别及半波损失的概念。 11. 1 波动的基本概念 11.1.1 机械波的产生和传播 室内的闹钟,以发条的振动产生声波,我们能听到嘀嗒嘀嗒的声音。但将闹钟置于玻璃罩内,并将罩内空气缓缓抽出,直至真空,嘀嗒之声也渐渐减弱,乃至消失。这说明机械波的产生要有两个条件:一是做机械振动的物体即波源(wave source),二是能够传播机械振动的弹性介质(elastic medium)。 图11.1表示的是一根沿x轴放置的绳子中传播的机械波。我们可以认为绳子是由许多质点组成的,各质点间以弹性力相联系。绳子的左端O点即是波源,它在作简谐振动。当它离开平衡位置时,必与邻近质点间产生弹性力的作用,此弹性力既迫使它回到平衡位置,同时也使邻近质点离开平衡位置参与振动。这样在波源的带动下,就有波不断地从O点生成,并沿x轴向前传播,形成波动。 设t=0时,O点的相位是-π/2,O点在平衡位置,且向正方向运动;t=T/4时,O点的相位变为0,O点在正的最大位移处。此时O点的下一个考察点a,处在平衡位置,且向正方向运动,即相位为-π/2,这正是t=0时O点的相位。t=T/2时,O点的相位为π/2,O点在平衡位置,且向负方向运动。此时a点的相位为0,a点下一个考察点b的相位为-π/2……,以此类推,t=T时,从O点开始,沿传播的方向看过去,O、a、b、c、d各点的相位依次为3π/2、π、π/2、0、-π/2,是由近及远依次落后的。

第三章 机械振动与机械波自我测试题

第三章 机械振动与机械波自我测试题 一、选择题 1、谐振动是一种什么样的运动? A 匀加速运动; B 匀减速运动; C 匀速运动; D 变加速运动。 2、下列振动中,哪个不是谐振动? A 弹簧振子的振动; B 当摆角不大(<50)时的单摆的振动; C 位移方程满足x=sin(ωt+φ)的振动; D 拍皮球时皮球的振动。 3、一质点作上下方向的谐振动,设向上为正方向。当质点在平衡位置开始向上振动,则 初位相为: A 0; B 2π; C 2π-; D 3 π 4、当一物体系在一弹簧上作振动,振幅为A ,无阻尼,则: A 当位移是±A ,它的动能最大; B 在运动过程中它的总机械能有改变; C 在任一时刻其势能不变; D 当位移为零时它的势能为最小。 5、有一质量为4kg 的物体,连在一弹簧上,在垂直方向作简谐振动,振幅是1米。当物体上升到最高点时为自然长度。那么物体在最高点时的弹性势能、动能、重力势能之和为:(设弹簧伸到最长时重力势能为零,并取g= l0m/s 2) A 60J ; B 40J ; C 20J ; D 80J 。 6、某质点参与x 1=l0cos(πt -π/2)cm 及x 2=20cos(πt+π/2)cm 两个同方向的谐振动,则合成振动的振幅为: A 20cm ; B l0cm ; C 30cm ; D lcm 。 7、设某列波的波动方程为y=l0sin(10πt -x/100)cm ,在波线上x 等于一个波长处的点的位移方程为: A y= 10sin(10πt - 2π); B y= l0sin10πt ;

C y= 20sin5πt ; D y= l0cos(l0πt - 2π). 8、已知波动方程为y=0.05sin(l 0πt-πx )cm ,时间单位为秒,当t=T/4时,波源振动速度V 应为: A V= 0.5π; B V=-0.5π2; C V= 0.5πcos10πt ; D V= 0。 9、已知一个lkg 的物体作周期为0.5s 的谐振动,它的能量为2π2J ,则其振幅为: A 2m ; B 0.5m ; C 0.25m ; D 0.2m 。 10、实际的平面简谐波在波线上某点的振动位移是由什么决定的? A 时间和该点到波源的距离; B 时间及媒质的吸收系数; C 振源振幅、时间及该点到波源的距离; D 振源振幅、时间、媒质吸收系数及该点到波源的距离。 11、两相干波源的位相差为2π时,则在波相遇的某点的振幅: A 一定为两波源振幅之和; B 一定为两波源振幅之差; C 条件不够,不能确定; D 无衰减传播时则为两波源振幅之和。 12、两个初相相等的波源,分别由A 、B 两点向C 点无衰减的传播。波长为λ,AC= 2 5,BC=10λ,则C 点处的振动一定: A 加强; B 减弱; C 振幅为0; D 无法确定。 13、同一媒质中,两声波的声强级相差20dB ,则它们的声强之比为: A 20:1; B 100:1; C 2:1; D 40:1。 14、声压为80N/m 2,声阻抗为443.76kg/m.S 2的声强为: A 7.2J/m 2.s ; B 7.2J ; C 0.09J/m 2s ; D 0.18J/m 2S 。 15、低语时声强为10 -8 W/m 2,飞机发动机的噪声声强为10-1w/m 2,当其频率为1000Hz 时,则它们的声强级之差为: A 10-4d B ; B 150dB ; C ll0dB ; D 70dB 。 16、一个人说话的声强级为30dB ,那么10个人同时声强级说话时的声强级为: A 300d B ; B 3ldB ; C 40dB ; D 50dB 。

第06章机械振动机械波

第六章 机械振动和机械波 一、简谐运动的基本概念 1.定义 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。表达式为:F = -kx ⑴简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说,在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。 ⑵回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。 ⑶“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置,物体在该位置所受的合外力不一定为零。(如单摆摆到最低点时,沿振动方向的合力为零,但在指向悬点方向上的合力却不等于零,所以并不处于平衡状态) ⑷F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。 2.几个重要的物理量间的关系 要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻(或某一位置)的位移x 、回复力F 、加速度a 、速度v 这四个矢量的相互关系。 ⑴由定义知:F ∝x ,方向相反。 ⑵由牛顿第二定律知:F ∝a ,方向相同。 ⑶由以上两条可知:a ∝x ,方向相反。 ⑷v 和x 、F 、a 之间的关系最复杂:当v 、a 同向(即 v 、 F 同向,也就是v 、x 反向)时v 一定增大;当v 、a 反向(即 v 、 F 反向,也就是v 、x 同向)时,v 一定减小。 3.从总体上描述简谐运动的物理量 振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的范围,用振幅A 来描述;在时间上则用周期T 来描述完成一次全振动所须的时间。 ⑴振幅A 是描述振动强弱的物理量。(一定要将振幅跟位移相区别,在简谐运动的振动过程中,振幅是不变的而位移是时刻在改变的) ⑵周期T 是描述振动快慢的物理量。(频率f =1/T 也是描述振动快慢的物理量)周期由振动系统本身的因素决定,叫固有周期。任何简谐振动都有共同的周期公式:k m T π2=(其中m 是振动物体的质量,k 是回复力系数,即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数,对于弹簧振子k 就是弹簧的劲度,对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了)。 二、典型的简谐运动 1.弹簧振子 ⑴周期k m T π2=,与振幅无关,只由振子质量和弹簧的劲度决定。 ⑵可以证明,竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动,周期公式也是k m T π2=。这个结论可以直接使用。 ⑶在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力;在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力。

大学物理第二章 机械波

151 第2章 机械波 一.基本要求 1.理解机械波产生的机制和波动的特征。 2.掌握简谐波的概念以及描述简谐波的物理量:波长、周期、波速和相位。 3.掌握波函数的建立过程,能根据任一点的振动方程写波函数,并理解波函数的物理意义.掌握振动曲线和波形曲线的区别和联系,能够从波形曲线获取有关信息。 4.理解波的能量以及与能量有关的物理量:能量密度、波的强度.掌握振动的能量和波的能量的差异。 5.了解惠更斯原理,并能用它解释波的衍射、反射和折射。 6.掌握波的迭加原理,特别波的干涉,以及干涉的特例——驻波。 7.掌握多普勒效应。 二.内容提要和学习指导 (一)机械波的基本概念 1.定义:机械振动在弹性媒质中传播形成机械波。 2.产生的条件:①产生振动的波源;②传播振动的弹性媒质; 3.分类:①按振动方向分为:纵波和横波;②按波面形状分为:平面波、球面波和柱面波等;③按频率分为:次声波(ν<20Hz)、声波(20Hz <ν<2?104Hz)、超声波(ν>2?104Hz);④按波源是否谐振分为:简谐波和非简谐波。 (二)波动的描述 1.描述波的基本物理量: (1)波的周期T (频率ν、圆频率ω):1/2/T νπω==,波场中各质元振动的周期,由波源决定,与介质无关,它反应波在时间上的周期性............。 (2)波速u :单位时间内振动所传播的距离.它决定于介质的弹性性质和介质的密度,与波源无关.值得注意的是:波速与质元的振动速度是两个不同的概念;(理想的流体中只能传播纵波,其波速ρ/K u = ;固体中横波的波速ρ/G u =,纵波的波速 ρ/E u =;柔软的轻绳中只能传播横波,其波速μ/T u =); (3)波长uT λ=:沿波的传播方向两个相邻同相点之间的距离,或者说波在一个周期内向前传播的距离.它反应波在空间上的周期性............ . (4)波的相位:设0x =处的质元在t 时刻的振动相位是0t ωφ+,波沿x 轴正(反) 向传播,则位于x 处的质元在t 时刻的振动相位为0(/)t x u φωφ=+ ; 2.波动的几何描述:①波线:表示波的传播方向的直线或曲线;②介质中位相相同的点构成的面叫等相面,位置在波的最前方的等相面称为波前或波面;③在各向同性均匀介质中,波线与波面正交;④沿波线单位长度上完整波的个数称为波数,2/k πλ= 称为角波 数,2/k n πλ= 称为波矢量(n 是沿波传播方向的单位矢量); 3.波动的解析函数描述: (1)平面波的微分方程 0122222=??-??t u x ξ ξ,其解满足叠加原理。应用动力学的规律,

第十一章 机械波作业答案教学内容

一.选择题 [ C]1. 一沿x轴负方向传播的平面简谐波在t= 2 s时的波形曲线如图所示,则原点O的振动方程为 (A) ) 2 1 ( cos 50 .0π π+ =t y,(SI). (B) ) 2 1 2 1 ( cos 50 .0π π- =t y,(SI). (C) ) 2 1 2 1 ( cos 50 .0π π+ =t y,(SI). (D) ) 2 1 4 1 ( cos 50 .0π π+ =t y,(SI). 提示:设O点的振动方程为 O0 ()cos() y t A tω? =+。由图知,当t=2s时,O点的振动状 [ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t时刻的波形 图,BC为波密介质的反射面,波由P点反射,则反射波在t时 刻的波形图为 提示: 由题中所给波形图可知,入射波在P点的振 动方向向下;而BC为波密介质反射面,故 在P点反射波存在“半波损失”,即反射波 与入射波反相,所以,反射波在P点的振动 方向向上,又P点为波节,因而得答案B。

[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播,t = 0 时刻的波形图如图所示,则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是 [ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是 (A) 动能为零,势能最大. (B) 动能为零,势能为零. (C) 动能最大,势能最大. (D) 动能最大,势能为零. 提示:动能=势能,在负的最大位移处时,速度=0,所以动能为零,势能也为零。 [ B ]5. 在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动 (A) 振幅相同,相位相同. (B) 振幅不同,相位相同. (C) 振幅相同,相位不同. (D) 振幅不同,相位不同. 提示:根据驻波的特点判断。 [ C ]6. 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I 1 / I 2 = 4,则两列波的 振幅之比是 (A) A 1 / A 2 = 16. (B) A 1 / A 2 = 4. (C) A 1 / A 2 = 2. (D) A 1 / A 2 = 1 /4. 二. 填空题 1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时,若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10 J ,则在 (t +2. 一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面,波速u 与该平面的法线0n v 的夹 角为θ,则通过该平面的能流是cos IS θ。 ωS A ?O ′ ω S A ?O ′ ω A ? O ′ ω S A ?O ′ (A) (B)(C)(D) S

人教版本(2019)高中物理选择性必修第一册第三章《 机械波》测试卷

第三章《机械波》测试卷 一、单选题(共15小题) 1.某次地震的震源O离地面深度12 km,假设该地震波中的某一种波为简谐横波.该波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s,已知从t=0时刻波源开始振动,该波沿x轴正方向传播,某时刻刚好传到x=120 m处.如图所示,则() A.从波源开始振动到波源迁移到x=120 m处需要经过0.03 s B.此刻波动图象上除M点外与M点势能相同的质点有5个 C.波动图象上M点此时速度方向沿y轴正向,动能在减小 D.从波传到x=120 m处开始计时,经过t=0.06 s位于x=360 m处的质点开始振动 2.手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意图如图,绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L.t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是() A.该简谐波是纵波 B.该简谐波的最大波长为2L C.t=时,P在平衡位置上方 D.t=时,P的速度方向竖直向上 3.两列简谐横波,波源的振动频率相同,如图为某时刻两列波在介质中相遇的情景,实线表示波峰,虚线表示波谷,则下面说法正确的是(a、b、c、e各点均在交点上)() A.a、b点是振动加强的位置,c点振动最弱 B.a、b、c点是振动加强的位置,e点振动最弱 C.再过,a、b将变成振动减弱的位置,e点的振动将加强

D.当振源的振动频率同时增加时,干涉区域的干涉图样不发生任何改变 4.下列关于纵波的说法中,正确的是() A.在纵波中,波的传播方向就是波中质点的移动方向 B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上 C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 D.纵波也有波峰和波谷 5.关于多普勒效应,下列说法正确的是() A.多普勒效应是由波的干涉引起的 B.多普勒效应说明波源的频率发生了改变 C.多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的 D.只有声波才能产生多普勒效应 6.如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷.设两列波的振幅均为5 cm,且在图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1 m/s和0.5 m.C点是BE连线的中点,下列说法不正确的是() A.从图示的时刻起经0.25 s后,B处质点通过的路程为20 cm B.从图示的时刻起经0.25 s后,A处质点的位移为0 C.图示时刻C处质点正处在平衡位置且向波峰运动 D.图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20 cm 7.一列简谐横波a,某时刻的波形如图甲所示.从该时刻开始计时,波上质点A的振动图象如图乙所示.波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象,则下列判断正确的是() A.波a沿x轴负方向传播 B.波b的频率为0.4 Hz C.从该时刻起,再经过0.4 s质点A通过的路程为40 cm D.若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象,则障碍物的尺寸一定比0.4 m大很多 8.有一障碍物的高度为10 m,下列哪一列波衍射最明显()

物理:第二章《机械波》教案(2)(沪科版选修3-4)

机械波的描述 一、教学任务分析 机械波的描述是在学习了匀速圆周运动、机械振动和机械波以后,对机械运动的进一步学习,关于波的概念也是今后学习交流电、电磁波等内容的基础。 学习机械波的描述需要匀速圆周运动、机械振动和机械波以及匀速直线运动的知识为基础。 通过有关“波”的录像揭示波在现实生活中的应用,激发学生的学习兴趣,同时也引出如何描述波的课题。 通过绳波演示和相应多媒体课件的演示,揭示机械波的产生过程,在此基础上引人机械波的图像。 联系匀速圆周运动、机械振动等周期性运动,通过DIS实验(或演示多媒体课件),从分析、比较波形图中波形的分布和重复,归纳得出波速、波长、频率等概念;根据机械波传播的特点,联系匀速直线运动的的规律,得出波速、波长、频率三者之间的的关系:v =λf。 通过课内学习训练巩固对波速、波长、频率的关系的理解。 本节课的教学要鼓励学生主动参与,在概念形成过程中,让学生感受到分析、比较、归纳、演绎等科学方法的应用,感悟观察、实验对形成概念和发现规律的重要作用。 二、教学目标 1、知识与技能 (1)理解机械波的图像。 (2)知道描述机械波的物理量波速、波长、频率和周期。 (3)理解波速、波长、频率的关系。 2、过程与方法 (1)通过对波形图的认知过程,明白正确的观察在建立概念过程中的重要作用。 (2)通过对波速、波长、频率的关系探究过程,感受根据实验事实进行分析、比较和归纳是探究物理规律的重要方法之一。 3、情感、态度与价值观 (1)通过对有关“波”的录像的观察,感悟物理源于生活,从而重视对生活中物理现象的观察。

(2)通过对绳波的观察、探索,并由此得出波速、波长、频率的关系,感悟物理学是一门以实验为基础的科学,从而认真观察演示实验,自觉进行物理实验。 三、教学重点和难点 重点:波速、波长、频率的概念及三者之间的关系。 难点:机械波的图像。 四、教学资源 1、器材:DIS实验设备、长绳。 2、录像:“泰坦尼克”号被冰山撞沉、海洋渔业勘测等。 3、课件:机械波的形成。 五、教学设计思路 本设计的内容包括两个部分:一是机械波的图像;二是波速、波长、频率的概念以及三者之间的关系。 本设计的基本思路是:以DIS实验、多媒体课件演示为基础,通过观察机械波形成过程引人波形图,然后从分析、比较波形图中波形的分布和重复,归纳得出波速、波长、频率等概念;根据机械波传播的特点,联系匀速直线运动的的规律,得出波速、波长、频率三者之间的的关系:v =λf。 本设计要突出的重点是:波速、波长、频率的概念及三者之间的关系。方法是:利用多媒体课件演示绳波的产生过程,引导、组织学生进行讨论、交流,通过分析、比较,归纳出描述机械波的物理量——波速、波长、频率,然后让学生通过DIS实验(或演示实验、课件)探究波速、波长、频率的关系,再运用图像法等处理数据的手段归纳出波速、波长、频率的定量关系。 本设计要突破的难点是:机械波的图像。方法是:通过绳波产生的实验演示、多媒体课件对机械波产生过程的动态过程和瞬态的模拟展示,让学生在观察的基础上,通过分组讨论、交流,通过分析、比较,建立波形图的概念。 对部分有兴趣的学生还可提供有关多普勒效应方面的学习指导。教师可根据学校和学生的具体情况,由部分有兴趣的学生以小组形式进行课外拓展探究,教师应在背景资料搜集、探究目标制定、研究方法选择等方面发挥指导作用,注意不要因此加重学生的负担。 本设计首先通过对录像的观察,激发学生的学习兴趣;然后通过实验、多媒体演示等教学活动,使学生充分感受知识获得的过程,感悟物理学研究的方法,逐步养成良好的学习习

第十一章机械波作业答案

第十一章机械波作业答案-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

一.选择题 [ C ]1. 一沿x轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s时的波形曲线如图所示,则原点O的振动方程 为 (A) ) 2 1 ( cos 50 .0π π+ =t y, (SI). (B) ) 2 1 2 1 ( cos 50 .0π π- =t y, (SI). (C) ) 2 1 2 1 ( cos 50 .0π π+ =t y, (SI). (D) ) 2 1 4 1 ( cos 50 .0π π+ =t y,(SI). 提示:设O点的振动方程为 O0 ()cos() y t A tω? =+。由图知,当t=2s时,O点的 [ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t时刻的 波形图,BC为波密介质的反射面,波由P点反射,则 反射波在t时刻的波形图为 提示: 由题中所给波形图可知,入射波在P 点的振动方向向下;而BC为波密介 质反射面,故在P点反射波存在“半波

损失”,即反射波与入射波反相,所以,反射波在P 点的振动方向向上,又P 点为波节,因而得答案B 。 [ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播,t = 0 时刻的波形图如图所示,则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是 提示:由图可知,P 点的振动在t=0 时的状态为: [ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是 (A) 动能为零,势能最大. (B) 动能为零,势能为零. (C) 动能最大,势能最大. (D) 动能最大,势能为零. 提示:动能=势能,在负的最大位移处时,速度=0,所以动能为零,势能也为零。 [ B ]5. 在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动 (A) 振幅相同,相位相同. (B) 振幅不同,相位相同. (C) 振幅相同,相位不同. (D) 振幅不同,相位不同. ωS A O ′ ω S A O ′ ω A O ′ ω S A O ′ (A) (B)(C)(D) S

大学物理7章作业

选择题 1. 机械波的表示式为 ^ 7 - . 。1 (Sl),贝U (A) 其振幅为3m (B ) 其波速为10m∕s (C )其周期为1∕3s (D ) 波沿X 轴正向传播 2. 一平面简谐波沿X 轴正向传 播, 此时。丫门奇j 处质点的相位为 (A) 0 (B) π (C) Π2 (D) - Π2 3. 频率为100Hz 、波速为300m∕s 的简谐波,在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为 Π3,则这两点相距 (A ) 2m (B) 21.9m (C ) 0。5m (D) 28.6m 4. 一平面简谐波在介质中传播,某瞬时介质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量为 (A)动能最大,势能为零 (B ) 动能为零,势能最大 (C)动能为零,势能为零 (D) 动能最大,势能最大 5. 一平面简谐波在弹性介质中传播,下述各结论哪个是正确的? (A) 介质质元的振动动能增大时,其弹性势能减小,总机械能守恒 (B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化,但二者的相位不相同 (C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同,但二者的数值不相等 (D) 介质质元在其平衡位置处弹性势能最大 6. 两相干波源$、Q 发出的两列波长为λ的同相位波列在P 点相遇,Sl 到P 点的距离是 r1,Q 第七章 机械波 V(Ill)

到P点的距离是匕,贝U P点干涉极大的条件是 (A) ]—一— - (B) ::^ _、_ _ _

7. 两相干波源S i和S2相距λ∕4 (λ为波长),S i的相位比S2的相位超前。,在S i、S2连线上,Sl外侧各点(例如P点)两波干涉叠加的结果是 (A) 干涉极大 (B) 干涉极小 (C) 有些点干涉极大,有些点干涉极小 (D) 无法确定 8. 在波长为λ的驻波中,任意两个相邻波节之间的距离为 (A)λ(B) 3 λ∕4(C)λ∕2(D) λ∕4 二。填空题 9. 一声波在空气中的波长是0.25m,传播速度时340m∕s,当它进入另一种介质时,波长变成了0。37m ,则它在该介质中的传播速度为________________________ 。 10.平面简谐波沿X轴正向传播,波动方程为y=λcosω 动方程为__________________ ,X =^L2处质点与X = LI处质点振动的相位差为 ________ . 11. 简谐波沿 X轴正向传播,传播速度为5m∕s ,原点O振动方程为 y= 20COS(J T¢+^(SI),则工二5m处质点的振动方程为____________________________ 。 12. 一平面简谐波周期为2s,波速为10m/s,A、B是同一传播方向上的两点,间距为 5m,则 A、B两点的相位差为 ___________________ . 13. Si、S2是两个相干波源,已知Sl初相位为吋2 ,若使S1S2连线中垂线上各点均干涉相 消,S2的初相位为 _________________ 。 14. 如图,波源Sl、S2发出的波在P点相遇,若P点的合振 幅总是极大值,则波源Sl的相位比S2的相位领先 计算题 15. 一横波沿绳子传播时的波动表式为y = 0.05cos(10二t-4二x) [SI].求:

第十一章机械波作业答案教学内容

第十一章机械波 选择题 提示:设0点的振动方程为y O (t) ACOS ( t °)。由图知,当t=2s 时,O 点的振动状 3 3 态为:y o (2) A cos(2 0)=0 , 且v 0 ,二 2 0 —, 0 2 —2 ,将 2 0代 入振动方程得: y o (t) Acos( t 3 2 2 )。由题中所给的四种选择, 3取值有三种: ,, ,将3 的三种取值分别代入 y °(t) 3 Acos( t 2 )中, 发现只有答案( C ) 2 4 2 是正确的。 [C ]1. 一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在 (A) y 0.50cos (n t -n ) , (SI). 2 (B) y 1 0.50cos ( n t 2 1 、 n ) , (SI). 2 (C) y 1 0.50cos ( n t 2 1 、 ~ n) , (SI). (D) y 1 0.50 cos (-n t 1 、 n ) , (S|) . [B ]2.图中画出一向右传播的简谐波在 图, BC 为波密介质的反射面,波由 P 点反射, 刻的波形图为 提示: 由题中所给波形图可知, 入射波在P 点的振 动方向向下;而 BC 为波密介质反射面,故 在P 点反射波存在“半波损失”,即反射波 与入射波反相,所以,反射波在 P 点的振动 方向向上,又P 点为波节,因而得答案 B 。 t 时刻的波形 则反射波在 t 时 2s 时的波形曲线如图所示,则原点 0的振动方程为 1 4 2 y

[ A ]3. 一平面简谐波沿x轴正方向传播,t = 0时刻的波形图如图所示,则P处质 点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是 由图可知,P点的振动在t=0时的状态为: t 0: y P0,且V o 0, [B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时,某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处,则它的能量是 (A)动能为零,势能最大. (C)动能最大,势能最大. (B)动能为零,势能为零. (D)动能最大,势能为零. 动能=势能,在负的最大位移处时,速度=0,所以动能为零,势能也为零。 [B ]5.在驻波中,两个相邻波节间各质点的振动 (A)振幅相同,相位相同. (C)振幅相同,相位不同. 提示:根据驻波的特点判断(B)振幅不同,相位相同. (D)振幅不同,相位不同. [C ]6.在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I1 / I2 = 4,则两列波的振幅之比是 (A) A i / A2 = 16 . (B) A i / A2 = 4 . (C) A i / A2 = 2 . 提示:波的强度与振幅的平方成正比,J1 2 A2 \ I2 (D) A1 / A2 = 1 /4 . 填空题 1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时,若一媒质质元在t时刻的总机械能是10 J,则在(t 提示: t T时刻的总机械能t时刻的总机械能, E 10( J) E K E p 1E5( J) 2 (B) f (D)十松T) (T为波的周期)时刻该媒质质元的振动动能是 5 (J)

选择性必修一,第三章机械波反射、折射和衍射及干涉

反射、折射、衍射、干涉 一、波的衍射 [导学探究]如图2所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽, 振源的频率是可以调节的,槽中放置两块可移动的挡板形成宽度 可调节的小孔,观察水波的传播,也可以在水槽中放置宽度不同 的挡板,观察水波的传播.思考下列问题: (1)水波遇到小孔时,会观察到什么现象?依次减小小孔尺寸,观察到的现象有什么变化? (2)当水波遇到较大的障碍物时,会观察到什么现象?当障碍物较小时,会观察到什么现象? [知识深化] 1.关于衍射的条件:应该说衍射是没有条件的,衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分,障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多,或比波长小是产生明显衍射的条件. 2.波的衍射实质分析:波传到小孔(障碍物)时,小孔(障碍物)仿佛是一个新波源,由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况. 一、波的衍射 1.定义:波可以绕过障碍物继续传播的现象. 2.发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象. 3.波的衍射的普遍性:一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象. 二、波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.三、波的干涉 1.定义 频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象. 2.稳定干涉条件 (1)两列波的频率必须相同. (2)两个波源的相位差必须保持不变.

高中物理选择性必修一第3章 机械波章末总结

章末总结 突破一波的图像反映的信息及其应用 从波的图像可以看出: (1)波长λ;(2)振幅A;(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况;(4)如果波的传播方向已知,可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形;(5)如果波的传播速度大小已知,可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周 期和频率:T=λ v,f= v λ。 [例1] (多选)一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示,从此刻起,经0.1 s波形图如图虚线所示,若波传播的速度为10 m/s,则() A.这列波沿x轴正方向传播 B.这列波的周期为0.4 s

C.t=0时刻质点a沿y轴正方向运动 D.从t=0时刻开始质点a经0.2 s通过的路程为0.4 m 解析从题图可以看出波长λ=4 m,由已知波速v=10 m/s,求得周期T=0.4 s;经0.1 s波传播的距离x=vΔt=1 m,说明波沿x轴负方向传播;t=0时刻质点a 沿y轴负方向运动;从t=0时刻开始质点a经0.2 s,即半个周期通过的路程为s=2A=0.4 m。 答案BD 突破二波的图像和振动图像的综合应用 对波的图像和振动图像问题可按如下步骤来分析 (1)先看两轴:由两轴确定图像种类。 (2)读取直接信息:从振动图像上可直接读取周期和振幅;从波的图像上可直接读取波长和振幅。 (3)读取间接信息:利用振动图像可确定某一质点在某一时刻的振动方向;利用波的图像可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判。 (4)利用波速关系式:v=λ T=λf。 [例2]如图所示,甲为t=1 s 时某横波的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点Δx=0.5 m 处质点的振动图像可能是()

选修3-4第二章第一节机械波的描述之(波长,频率,周期)

福清美佛儿学校自主学习模式物理教学 姓名__________ 高二_班日期_月_日编号020课题机械波的描述(波长、周期、频率)课时:2课时一、学习目标: 1知道什么是波的波长,能在波的图象中求出波长。 2 ?知道什么是波传播的周期(频率),理解各质点振动周期与波源振动周期的关系。 3?知道波速的物理意义,理解波长、周期(频率)和波速之间的关系。 4. 理解周期(频率)、波速的决定因素,知道波由一种介质进入另一种介质时谁变谁不变。 5. 能从某一时刻的波的图象和波的传播方向,正确画出下一时刻和前一时刻的波的图象。 、学习指导: 模块一、对于“波长”概念的理解 解读:“相邻的”和“位移总是相等”是波长定义的关键,二者缺一不可.例如,某 时刻的波形如图10.3 —I所示,在此时刻,图中P、Q R、S、M五个质点位移相等.因P、Q振动方向相反,故经一段很短的时间到下一时刻,P、Q位移不再相等,所以P、Q之间 的距离不是一个波长;初时刻R和M与P的位移相等且振动方向相同,在以后的时间里任 一时刻,它们的位移都相等,但R与P是“相邻”的而M与P则不是,所以P与R、R与M 之间的距离是一个波长,而P与M之间的距离不是一个波长. 图10, 3 - 1 根据波长的定义可知,在波的传播方向上,相距为波长整数倍的质点,振动情况完全相同,进一步分析可知,相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反. 如图10.3 —I所示,O B、D等质点的振动情况完全相同,而O与A O与C A与B等振动情况完全相反. 模块二:波长与介质质点振动的关系 解读:(1)质点完成一次全振动,波向前传播一个波长,即波在一个周期内向前传播一个波长. 可推知,质点振动1/4周期,波向前传播1/4波长;反之,相隔1/4波长的两质点的振动的时间间隔是1/4周期.并可依此类推. (2)相隔距离为整数个波长的点的振动完全相同,把振动完全相同的点称同相点. 波长反映了波在空间的周期性. 相距一个(或整数个)波长的两个质点离开平衡位置的位移“总是”相等,因此,它们的振动速度大小和方向也“总是”相同,即它们在任何时刻的振动完全相同.因而波长显示了波的空间的周期性. 据此,可以丢掉一段整数个波长的波形,剩下的波的图象与原来的波形图象完全相同.利用此种特性可以把相隔较远(至少大于一个波长)的两个质点移到同一波长内(或在同一波长内找到振动完全相同的替代质点)比较它们的振动. (3 )相隔距离为半波长的奇数倍的两点的振动完全相反,这种点称反相点. 距离为(2n +1) (n= 0, 1, 2, 3,,)的两点,任何时刻它们的位移大小相等、 方向相反,速度也是大/小相等、方向相反,会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置.

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