第三章机械波 课本例题课后习题-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章机械波课本例题课后习题 3.1 波的形成 课后习题 1. 举出一个生活中的例子，说明机械波是 “质点振动”这种运动形式在介质中的传播，质 点并没迁移。 2. 图 3.1-6 是以质点 P 为波源的机械波在绳上传到质点 Q 时的波形。 （1）请判断此机械波的类型。 （2）P 点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？ 3. 图 3.1-7 是某绳波形成过程的示意图。质点 1 在外力作用下沿竖直方向做简谐运动， 带动 2，3，4，…各个质点依次上下振动，把 振动从绳的左端传到右端。已知 t ＝ 0 时，质 点 1 开始向上运动；t ＝ 1/4 T 时，1 到达最上方，5 开始向上运动。 （1）t ＝ 1/ 2 T 时，质点 8、12、16 的运动状态如何？ （2）t ＝ 3/4 T 时，质点 8、12、16 的运动状态如何？ （3）t ＝ T 时 , 质点 8、12、16 的运动状态如何？ 3.2 波的描述 课本例题 【例题】图 3.2-5 中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 1. 图 3.2-6 为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形，试画出该简谐波经过 极短一段时间后的波形图，并确定初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向及这段时间内质点速度大小的变化情况。 2.简谐横波某时刻的波形如图3.2-7所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向 传播。加速度的方向各是怎样的？ （1）此时刻与 1 4 T 时刻，质点 P 的速度与加速度的方向各是怎样的？ （2）经过一个周期，质点 P 通过的路程为多少？ （3）有同学说由此时刻起经过 1 4 T 后，质点 P 通过的路程为 A0，你认为这种说法对吗？ 3. 图 3.2-8 是一列波的图像。（1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、 M 三个质点，哪一个最先回到平衡位置？（2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位置？ 4. 一列横波某时刻的波形如图 3.2-9 甲所示，图 3.2-9 乙表示介质中某质点此后一段时 间内的振动图像。（1）若波沿 x 轴的正方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中哪点的振动图像？（2）若波沿 x 轴的负方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中哪点的振动图像？ 5. 在空气中波长为 1 m 的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？ （此时温度为 0 ℃） 6. 湖面上停着 A、B 两条小船，它们相距20 m。一列水波正在湖面上沿 AB 连线的方向 传播，每条小船每分钟上下浮动 20 次。当 A 船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一 个波峰。求水波的波速。 3.3波的反射、折射和衍射 1. 蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨 了很多系有铜铃的绳索，蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据 此，你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征？尽可能用数量级来描述你的估算。 2. 操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。走到离操场不远的教学大楼后面，听 到喇叭播放的音乐声有所减弱。是高音还是低音减弱得明显一些？为什么？ 3. 如 图 3.3-5，挡板 M 是固定的，挡板 N 可以上下移动。现在把 M、N 两块挡板中的空隙当作一 个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P 点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到 P 点，可以采用什么办法？ 4.4波的干涉 1. 图 3.4-6 表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示 波谷。（1）描述一个周期内 M、N 两个质点的运 动情况。（2）用空心小圆圈把半个周期后图中具有 最大正位移的点标出来，用实心小圆点把半个 周期后图中具有最大负位移的点标出来。（3）把图中比较“平静”的地方用虚线标 出来。 2. 在图 3.4-6 所描述的时刻，M 是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。 （1）随着时间的推移，这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是 M 质点在向那个 方向迁移？ M 质点在哪个方向上运动？ （2）指出图中哪个位置是凹下最低的位置（只需指出一个）。随着时间的推