高二物理机械波多解问题分析
高二物理选修 机械振动和机械波 综合、总结与拓展
高二物理选修 机械振动和机械波 综合、总结与拓展一、知识地图二、应考指要本章知识在近几年高考中以选择题、填空题为主，在振动图象和波的图象上出题的概率比较大，而图象又是概念的集中体现，所以要高度重视对图象的理解和应用。
在振动部分，首先要掌握简谐运动在一个周期时间内，回复力、位移、加速度、速度的变化规律；单摆作为简谐运动的一个典型实例要较高，周期的计算、等效法的运用（等效摆长、等效重力加速度）是难点。
在波的部分，要着重理解波的周期性和对称性的特征，这一点在波的图象上尤其得到体现，还要掌握波的图象与振动图象的互推。
干涉、衍射、多普勒效应在概念上、产生条件和方式上要理解到位，看似很小的知识点可能被引申为综合计算题，如2004年的多普勒效应问题。
本章知识具有一定的可综合性，在力、运动、动量、能量等方面可以进行综合，第一轮复习时可以适当展开，以加强综合能力的培养。
三、好题精析例1 两个单摆摆长相同，一个静止于地面，一个个静止在悬浮于高空的气球中。
地面上的单摆摆动了n 次全振动时，气球中的单摆摆动了n -1次全振动。
已知地球半径为R ，求气球的高度？〖解析〗 T =n t=2πg lT ’=1 n t =2π'g l所以 g g '=22)1(n n -=22)(h R R + 所以 h =1-n R〖点评〗要了解全振动的次数与周期的反比关系，同时要掌握周期受重力加速度的影响，重力加速度随高度改变而发生变化。
例2 图7-5-1所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅是多大？共振时单摆的最大速度和最大加速度各是多大？（g 取10m/s 2）〖解析〗由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz ，所以周期为2s.T=2πgl 得 l=224fg π=1(m)共振时的振幅A =8cm.设最大偏角为θ，摆球能下降的最大高度为h ，则21mv m 2=mgh h=l(1-cos θ) 1-cos θ=2sin 22θ 又因为θ很小，sin 2θ≈l A 2所以 v m =lAgl =0.25m/s摆球在端点时加速度最大a m =gsin θ≈glA=0.8m/s 2. 〖点评〗在单摆这个近似的简谐运动系统中，应用到了许多三角函数的近似计算，需要很好得掌握。
高二物理机械波练习题及答案
高二物理机械波练习题及答案一、选择题1.下列哪个不是机械波的特点？A.能量传播B.只有振动的物体才能产生C.能在真空中传播D.需要介质传播2.下列哪个不是横波的特点？A.振动方向与波的传播方向垂直B.声波是横波C.不能穿透真空D.具有波峰和波谷3.下列哪个不是纵波的特点？A.振动方向与波的传播方向平行B.声波是纵波C.能穿透真空D.没有波峰和波谷4.当有两个同频率、同振幅的正弦波相遇时，如果相位差为0，其合成波的振幅为原波的多少？A.2倍B.1/2倍C.1倍D.无穷大5.在气温一定的情况下，声音在海拔较高的地方的传播速度会发生什么变化？A.增大B.减小C.不变D.没有固定规律二、计算题1.一根绳子上有一横波，波长为2m，频率为50Hz。
当波通过一个固定点需要0.1s时，该固定点处的速度是多少？解：速度=频率*波长=50Hz*2m=100m/s。
2.一根铁棒长度为20cm，悬挂一端后，其自由振动的最低频率为20Hz。
求声速。
解：声速=频率*波长。
最低频率对应的波长是最长波长，即铁棒的长度，所以波长为20cm=0.2m。
声速=20Hz * 0.2m=4m/s。
三、简答题1.什么是机械波？机械波是一种通过物质中的振动传播的波动形式。
机械波传播的物质称为介质，可以是固体、液体或气体。
机械波的振动传播是通过介质中的分子、离子或分子团的相互作用而实现的。
2.什么是横波和纵波？横波是指波动方向垂直于波的传播方向的波。
波峰和波谷是横波的特点。
典型的横波有水波和光波。
纵波是指波动方向与波的传播方向平行的波。
纵波没有波峰和波谷这种振动形态，采用方向性箭头表示。
典型的纵波有声波和地震波。
3.什么是波的干涉？波的干涉是指两个或多个波在空间中相遇、叠加产生干涉现象的过程。
干涉可以是构成波峰叠加而增强的叫做构成干涉峰，叠加而减弱或完全抵消的叫做构成干涉谷。
四、答案1.选C。
机械波能在介质中传播，但不能在真空中传播。
2.选C。
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(鲁科版)教学课件3.1波的形成和描述
律
整个波形沿波的传播方向平移,
不同时刻波形一般不同
高中物理 选择性必修第一册
第3章 机械波 第1节 波的形成和描述
比较项目
简谐运动的图像
简谐波的图像
不
振幅、周期、某时刻的 振幅、波长、某质点平衡
获取
同
位移、加速度方向、振 位置的坐标、位移、加速
信息
点
动方向
度方向、振动方向
现。波再经 3.5 s,即 3T+2,传播距离为 3λ+2,因此,将该时刻波形沿 x 轴负向平
移2距离,得到 3.5 s 时的波形图。
高中物理 选择性必修第一册
第3章 机械波 第1节 波的形成和描述
例题2 图甲为某一波在t=1.0 s时的图像,图乙为参与该波动的P质点的振动图像。
(1)说出两图中AA'的意义;
(2)说出甲图中OAB图线的意义,并判断甲图中
的波的传播方向;
(3)画出甲图中各质点再经3.5 s时的波形。
解析 (1)甲图中AA'表示质点A的振幅或1.0 s时A质点的位移,大小为0.2 m,方向为
的图像上另找一点P',若P'在P点上方,则P向上振动;若P'在下方,则P向下振动
(如图甲所示)。
高中物理 选择性必修第一册
第3章 机械波 第1节 波的形成和描述
(2)上下坡法:沿波的传播方向看去,“上坡”处的质点向下振动;“下坡”处的质
点向上振动,简称“上坡下,下坡上”(如图乙所示)。
(3)同侧法:在波的图像上的某一点,沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播纵波
新教材高中物理第三章机械波第1节波的形成作业含解析新人教版选择性必修第一册
第1节波的形成1.（多选）关于机械波的形成，下列说法正确的是( )A.物体做机械振动，不一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步C.机械波中介质随波迁移D.机械波可以传递能量和信息答案：A ; A ; A解析：若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，A正确；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，离波源越远，振动步调越落后，机械波中各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，A错误，A正确。
2.下列关于横波、纵波的说法正确的是( )A.凹凸相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波C.沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波D.沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波答案：A解析：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波，A、A、A错误；横波具有波峰和波谷，A正确。
3.（2021山东济南高二期末）某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。
该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波。
关于两次形成的绳波，下列判断正确的是( )A.波形甲的振幅比波形乙的大B.波形甲的周期比波形乙的长C.波形甲的形成时间比波形乙早D.波形甲的起振方向与波形乙相同答案：A解析：由题图可知波形甲的振幅比波形乙的小，A错误；甲、乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长大于波形乙的波长，根据A=A，波形甲的周期大于波形乙的周A期，A正确；波形乙的形成时间比波形甲早，A错误；波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，A错误。
4.（多选）在学到“机械振动”“机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表了自己的观点。
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.以下关于波与相对论的说法，正确的是（）A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化【答案】 CD【解析】试题分析:能否产生产生明显的衍射现象看障碍物与波长的尺寸关系，与振幅无关，当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时能产生明显的衍射现象；故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波．故B错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，会产生多普勒效应，观察者接收到的波的频率都会增大或减小．故C正确；火车以接近光速行驶时，根据相对论，沿着物体的运动方向，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化．故D正确。
【考点】机械波2.两列波在某区域相遇，下列说法中正确的是()．A．两列波相遇前后能够保持各自的状态而不互相干扰B．由于一切波都能发生干涉，故这两列波相遇一定能产生干涉图样C．若这两列波叠加后，出现某些区域振动加强，某些区域振动减弱，这两列波发生了干涉D．在两列波重叠区域里，任何一个质点的位移都是由这两列波引起的位移的矢量和【答案】ACD【解析】根据波的独立传播原理，选项A正确；一切波都能发生叠加，但是要产生干涉图样则两列波必须具备频率相同、相位差固定的条件，选项B错；若两列波叠加，出现某些区域振动加强、某些区域振动减弱的现象，这就是波的干涉，选项C正确；根据波的叠加原理，选项D正确．3.两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则A．在两波相遇的区域中会产生干涉B．在两波相遇的区域中不会产生干涉C．点的振动始终加强D．点的振动始终减弱【答案】B【解析】波在确定的介质中具有确定的速度，图中两列波波长不同，根据可知，两列波的频率、周期不同，不能产生稳定的干涉图样，故选B。
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析
高二物理波的干涉和衍射试题答案及解析1.以下关于波与相对论的说法，正确的是（）A．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的频率都会发生变化D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化【答案】 CD【解析】试题分析:能否产生产生明显的衍射现象看障碍物与波长的尺寸关系，与振幅无关，当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时能产生明显的衍射现象；故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波．故B错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，会产生多普勒效应，观察者接收到的波的频率都会增大或减小．故C正确；火车以接近光速行驶时，根据相对论，沿着物体的运动方向，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化．故D正确。
【考点】机械波2.关于波的衍射，下列说法正确的是()．A．衍射是机械波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长【答案】D【解析】衍射是一切波特有的现象，选项A、C错误；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；声波的波长1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，由于声波的波长较长，所以声波容易发生明显的衍射现象，选项D正确．3.下列事实属于明显的衍射现象的是()．A．池塘里的水波，遇到突出水面的小石块，小石块对波的传播没有影响B．水波前进方向上有一障碍物，其后面没有水波传播过去C．水波前进方向上有一带孔的屏，水波通过小孔传播到屏后的区域D．板胡的声音比弦声更响【答案】AC【解析】波绕过障碍物(或小孔)的现象叫衍射现象，故A、C正确；又因为水波没有绕过障碍物，所以B错；声音的响亮与否不是衍射现象所决定的，故D错．4.两列相干波在同一水平面上传播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示.图中M是波峰与波峰相遇点，是凸起最高的位置之一.回答下列问题：(1)由图中时刻经T/4，质点M相对平衡位置的位移是________；(2)在图中标出的M、N、O、P、Q几点中，振动增强的点是________；振动减弱的点是________.【答案】(1)0(2)M、O、P、Q N【解析】（1）经过T/4，M从波峰振动到了平衡位置，所以位移为零，（2）当两列波振动步调一致时，为振动加强点，M点是波峰与波峰，为振动加强点；N为波峰遇波谷，为振动减弱点，Q为两列波从波谷振动到平衡位置时相遇点，振动步调一致，为加强点。
高中物理 第二章 机械波2.3 惠更斯原理及其应用练习(含解析)教科版选修3-4-教科版高二选修3-
惠更斯原理与其应用根底夯实1.如下说法中正确的答案是()A.同一波面上各点振动情况一定一样B.同一波面上各点振动情况可以不同C.空间某一点发出的波面一定是以波源为球心的球面D.只有横波才有波面,故A项正确,B项错误;波面是平面的叫平面波,纵波也会形成波面,故C、D两项错误。
2.(多项选择)如下现象哪些是利用波的反射的()A.手扶耳旁听远处的人说话B.医生给病人做超声波检查C.雷达的工作原理D.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况;超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射;雷达如此是利用了电磁波的反射。
3.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮,是因为()A.室内空气不流动B.室内声音屡次反射C.室内声音发生折射D.室内物体会吸收声音,声波在传播过程中,遇到障碍物产生反射,在室内发生反射的次数比在空旷处的次数多,因此声音要洪亮。
4.(多项选择)以下关于波的认识,哪些是正确的()A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理B.隐形飞机怪异的外形与外表涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的C.雷达的工作原理是利用波的反射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象、B、C选项中应用了波的反射现象;深水区和浅水区可视为不同介质,故波的传播方向发生改变,选项D正确。
5.如下哪些现象不属于反射现象()A.回声B.夏日雷声轰鸣不绝C.水波绕过水中芦苇秆传播D.在空房中讲话感到声音更响6.(多项选择)如下说法正确的答案是()A.波发生反射时波的频率不变,波速变小,波长变短B.波发生反射时频率、波长、波速均不变C.波发生折射时波的频率不变,但波长、波速发生变化D.波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化,频率、波长、波速均不变,选项A错误,B正确;波发生折射时,介质改变,故波速发生变化,但频率由波源决定,波的频率不变,由v=λf可知波长也发生变化,选项C正确,D错误。
高二物理机械波复习
C t=0.5s D t=0.6s
6、如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6m/s，P质点的横坐标x=0.96m，从图中状态开始计时，求：
1、经过多少时间，P质点第一次达到波谷？
2、经过多少时间，P质点第二次达到波峰？
3、P质点刚开始振动时，振动方向如何？
C、波长由介质的性质决定，与波源的振动无关。
D、波的传播速度就是波源的振动速度。
2、在波的传播方向上，在任意时刻，下来各对质点位移相同的是（）
A、与平衡位置相等的两个质点B、相距半个波长的两个质点
C、相距半个波长奇数倍的两个质点D、相距半个波长偶数倍的两个质点
3、如图（1）为一列简谐横波在t＝20s时的波形图，如图（2）为是这列波中P点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是（）
7、如图实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2s后的波形图象，
（1）假定波向左传播，求它传播的可能距离？
（2）若这列波向右传播，求它的最大周期？
（3）假如波速为35m/s，求波的传播方向？
附答案：
典型例题
例1、D附图
例2、如下图
例3、0.4,1s
例4、向右：v=5(4n+1) (n=0、1、2、…)
向左：v=5(4n+3) (n=0、1、2、…)
C.a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的
D.再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱
6、解释生活中的自然现象
闻其声而不见其人是声波的现象。
夏日雷声隆隆，是声波的现象。
围绕发声的音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，是声波的现象。
在墙外听到墙内的人讲话，这是声波的现象。
最新高二物理下册机械波知识总结及题型练习
机械波如图为某一质点的振动图象，在1t 和2t 两时刻12||||x x >，则质点速度1v 、2v 与加速度1a 、2a 的关系为A ．12v v <，方向相同B ．12v v <，方向相反C ．12a a >，方向相同D ．12a a >，方向相反 【答案】 A D 1. 物体做简谐运动图象如图，下列说法正确的是A ．图象是从平衡位置起计时的B ．2s t =时，速度为x -方向，加速度最大基础训练温故知新C．3st=时，速度为零，加速度为负D．5st=时，速度为零，加速度为负【答案】A D2.如图为一单摆做简谐运动的振动图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是A．0.2s时的位移与0.4s时位移相同B．0.2s时的回复力与0.4s时的回复力相同C．0.4s时的动量与0.6s时动量相同D．0.4s时的加速度与0.6s时的加速度相同【答案】D3.下列有关机械波的说法中正确的是A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长大得多C．医院中的“B超”是利用次声波的反射来检查身体有无异常D．根据听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向是多普勒效应的应用【答案】D4.下列关于机械振动和机械波的说法，正确的是A．介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B．介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介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【答案】A D5.一个小石子投向平静的湖水中，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中正确的是A、树叶渐渐飘向湖心；B、树叶渐渐飘向湖边；C、在原处振荡；D、沿着波纹做圆周运动。
【答案】C6.心电图仪（如右图所示）通过一系列的传感手段，可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上。
人教版高二物理选修3-4第12章 机械波基础知识梳理
第十二章机械波12.1 波的形成和传播一、机械波的形成1．机械波的定义机械振动在介质中传播，形成机械波。
即波源和介质是波的形成条件2．介质（1）定义：波借以传播的物质。
（2）特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
说明：介质是能够传播机械振动的物质，其状态可以是固、液、气三态中的任意一种。
3．机械波的形成（1）动力学观点：介质质点间存在相互作用力，介质中前面的质点带动后面的质点振动，将波源的振动形式向外传播。
（2）能量观点：介质中前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，从而将波源能量向外传播。
特别提醒（1）机械波的形成是介质中各质点集体运动的结果，个别质点振动不能形成波。
（2）单个质点是在平衡位置附近往复运动，并不随波迁移。
（3）所有质点前面带后面，后面学前面。
4．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。
(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。
(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。
(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。
(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。
二、机械波的传播1．机械波传播的是波源的振动形式介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动，各质点都做受迫振动，其振幅和频率（或周期）都与波源的相同，各质点的起振方向也与波源的相同，但振动并不同步，离波源越远的质点振动越滞后。
2．机械波传播的是波源的提供的能量介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故可根据前一质点的位置来确定后一质点的运动方向。
若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同。
3．机械波传播的是波源的信息我们用语言进行交流就是利用声波传递信息的。
4．机械波的传播特点（1）波的传播可以脱离波源的振动而独立存在，也就是说机械波一旦形成，运动形式和能量就会向外传播，即使波源的振动停止波也不会停止传播。