高中波的描述学案及答案

这是一份高中波的描述学案及答案，共4页。

一、波的图像
1．波的图像的画法
(1)建立坐标系，描点
用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的________________，纵坐标y表示某一时刻各质点__________________________。得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点。
(2)连线
用一条____________的曲线把各点连接起来就是这一时刻______________，有时也称__________。
2．简谐波(正弦波)
(1)如果波的图像是________________，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。
(2)简谐波中各质点的振动是__________，各质点振动的振幅均__________。
3．波形图与振动图像
(1)简谐波的波形图与质点的振动图像都是________________。
(2)波形图表示介质中的“各个质点”在“________________”的位移。
(3)振动图像表示介质中“某一质点”在“________________”的位移。
如图所示，观察图像思考：
(1)图中M、P、Q三个点坐标的意义分别是什么？
(2)P点的振幅是多少？


例1 (多选)根据图甲、乙所示，判断下列说法正确的是( )
A．甲是振动图像，乙是波的图像
B．甲是波的图像，乙是振动图像
C．甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动
D．甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动
二、波长、频率和波速
1．波长λ
(1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是____________的两个____________质点间的距离。
(2)特征
①在横波中，两个相邻____________或两个相邻____________之间的距离等于波长。
②在纵波中，两个相邻____________或两个相邻____________之间的距离等于波长。
2．周期T、频率f
(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的________________叫作波的周期(或频率)。
(2)周期T和频率f的关系：f＝________。
(3)决定因素：由____________决定。
(4)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于__________。
3．波速
(1)定义：机械波在____________中的传播速度。
(2)决定因素：由____________本身的性质决定，在不同的介质中，波速是__________(选填“相同”或“不同”)的。
(3)波长、周期、频率和波速的关系：v＝eq \f(λ,T)＝____________。
声波由空气传入水中，波的频率和波长怎样变化？



例2 (2023·深圳市高二期末)一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b和c之间的距离是5 m，以下说法正确的是( )
A．此列波的波长为2.5 m
B．此列波的频率为2 Hz
C．此列波的波速为2.5 m/s
D．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播
例3 (2023·徐州市高二期中)如图所示，海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5 m的两处分别有A、B两浮标，两浮标随波上下运动，每分钟上下浮动20次。当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求：
(1)这列水波的传播周期是多少；
(2)若此时A、B之间还有一个波峰，这列水波的传播速度是多少。
三、质点振动方向和波传播方向的关系
1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。
2．同侧法：在水平传播的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方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示
3．上下坡法：如图所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C。
4.微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt(Δt