题目列表(包括答案和解析)
1.如图1 所示,用手拿着绳子的一端上下摆动,保持摆动幅度相等,就会看到一列凹凸相间的波向绳子的另一端传去。设在t时刻波传到P点,则下列判断错误的是( )
A.在此时刻质点A(在波谷处)加速度向上
B.在此时刻质点B速度向下
C.再过T/2时间,绳上波形如图2所示
D.再过T/2时间,质点A向右移过/ 2的距离
4.声波亦能发生反射、干涉和衍射等现象,声波的共振现象称为声波的共鸣.
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一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射,是波特有的性质。
产生干涉的必要条件是,两列波源的频率必须相同。
需要说明的是:以上是发生干涉的必要条件,而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同(要上下振动就都是上下振动,要左右振动就都是左右振动),还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的,也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的,那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。
干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件:
①最强:该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍
②最弱:该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍
根据以上分析,在稳定的干涉区域内,振动加强点始终加强;振动减弱点始终减弱。至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”,“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”,“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件,不是必要条件。
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例1.如图7-6-1所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的有( )
A.该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,d质点振动既不是最强也不是最弱
B.该时刻a质点振动最弱,b、c、d质点振动都最强
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
解析:该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,这不难理解。但是d既不是波峰和波峰叠加,又不是波谷和波谷叠加,如何判定其振动强弱?这就要用到充要条件:“到两波源的路程之差是波长的整数倍”时振动最强,从图中可以看出,d是S1、S2连线的中垂线上的一点,到S1、S2的距离相等,所以必然为振动最强点。
描述振动强弱的物理量是振幅,而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的,但振幅是保持不变的,所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷,振动始终是最强的。
本题答案应选B、C
变式训练1.如图7-6-2所示为两列波叠加的示意图,这两列波的振动方向、振幅、频率完全相同,M、N、Q为叠加区域的三个点,Q为两个波谷相遇,M为两个波峰相遇,N为波峰和波谷相遇,则下列说法正确的是( )
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A. Q点为振动加强点
B. N点始终静止不动
C.经1/2周期,质点Q传播到N点
D.M点为振动加强点,经T/2此点为减弱点
解析:由题意可得选项AB正确
机械振动和机械波单元检测
3.人能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为0.1s.
2.能够引起人耳感觉的声波频率范围是20-20000Hz.频率高于20000Hz为超声波,低于20Hz为次声波.
1.空气中的声波是纵波.
3.共同特征:
波源不动,
观察者不动。
2.相对运动对频率的影响
⑴波源和观察者都不动。
⑵波源不动:
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②观察者远离波源
⑶观察者不动:
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②波源远离观察者
1.波源发出的频率:波源单位时间内发出波的个数
观察者接收到的频率:观察者单位时间内接收到波的个数
3. 波的衍射:波在传播过程偏离直线传播,绕过障碍物的现象,衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异,波发生明显衍射现象的条件是:障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长相比拟.
注意:干涉和衍射现象是波的特有现象,一切波都能够发生干涉和衍射现象,反之能够发生干涉和衍射现象,一定是波.
2.波的干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且有振动的加强区与减弱区互相间隔的现象,在理解波的干涉时,必须注意
①在波的干涉现象中,加强区是指该区域内质点的振幅A增大;减弱区是指该区域内质点的振幅 A减小,当相干波的振动方向一致时,加强区内质点的振幅 A=Al+A2;减弱区内质点的振幅A = ,这里的Al、A2是指两列相干波的分振幅.
②振动情况完全相同的两个波源,在同一介质中形成的两列波的重叠区内,某质点的振动是加强还是减弱,取决于两个相干波源到该质点的距离之差△r,若△r = k(k= 0,1,2,……),则该质点振动加强;若△r = (2k + 1)(k = 0,1,2,……),则该质点振动减弱.
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