物理選考部分 第一章 波 1.2 機(jī)械波

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1、第2講機(jī)械波【知識(shí)導(dǎo)圖】波源介質(zhì)振動(dòng)形式隨波遷移相同垂直在同一直線上平衡位置位移平衡位置相同加強(qiáng)減弱波長(zhǎng)不變發(fā)生變化增大減小等于【微點(diǎn)撥】1.求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的“一分、一看、二找”方法:(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象。此步驟最簡(jiǎn)單,只要看橫坐標(biāo)即可,橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象,橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象。(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)。(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。2.波動(dòng)圖象問(wèn)題的“五點(diǎn)”易錯(cuò):(1)不理解振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別。(2)誤將振動(dòng)圖象看作波的圖象或?qū)⒉ǖ膱D象看作振動(dòng)圖象。(3)不知道波傳播過(guò)程中任意質(zhì)點(diǎn)的起振方向就是波源的起振方

2、向。(4)不會(huì)區(qū)分波的傳播位移和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移。(5)誤認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)隨波遷移。(1)在機(jī)械波的傳播中,各質(zhì)點(diǎn)會(huì)隨波遷移。糾錯(cuò):_。(2)在水平方向傳播的波為橫波。糾錯(cuò):_。隨波遷移的是振動(dòng)形式和能量,各質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移只有振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波【慧眼糾錯(cuò)】(3)機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度相等。糾錯(cuò):_。(4)通過(guò)波的圖象可以找出任一質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移。糾錯(cuò):_。機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度無(wú)關(guān)波的圖象描述的是某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移,并不能找出其他時(shí)刻的位移(5)兩列波在介質(zhì)中疊加,一定產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象。糾錯(cuò):_。(6)只有當(dāng)障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小或與波長(zhǎng)差不多

3、時(shí),才會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。糾錯(cuò):_。只有兩波的頻率相等,才會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象(7)機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度是由振源決定的。糾錯(cuò):_。機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)本身決定,與振源無(wú)關(guān)考點(diǎn)1波的形成與傳播【典題探究】 【典例1】(多選)(2017全國(guó)卷)如圖,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖。已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s。關(guān)于該簡(jiǎn)諧波,下列說(shuō)法正確的是()導(dǎo)學(xué)號(hào)04450294A.波長(zhǎng)為2 mB.波速為6 m/sC.頻率為1.5 HzD.t=1 s時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E.t=2 s時(shí),x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置【題眼直

4、擊】(1)波沿x軸正方向傳播則波傳播時(shí)間t=_,傳播距離x= _。(2)周期大于0.5 s則tT,故傳播時(shí)間t=_,傳播距離x=_。3(n)T n 01 24（， ， ）3(n)n 01 24（， ， ）3T434【解析】選B、C、E。由波形圖可知,波長(zhǎng)為4 m,故A錯(cuò)誤;橫波沿x軸正方向傳播,實(shí)線為t=0時(shí)的波形圖,虛線為t=0.5 s時(shí)的波形圖,又該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s,波傳播的距離x= , T=0.5 s,故周期T= s,頻率為1.5 Hz,波速v=f=6 m/s,故B、C正確;t=1 s= T, t=0時(shí),x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰位置,t=1 s時(shí),該質(zhì)點(diǎn)處于波谷,故D錯(cuò)誤;t

5、=2 s=3T,是周期整數(shù)倍,t=0時(shí)x=343423322 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,t=2 s時(shí),該質(zhì)點(diǎn)同樣經(jīng)過(guò)平衡位置,故E正確。【通關(guān)秘籍】 1.波的傳播過(guò)程中的特點(diǎn):(1)振源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng),波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離,所以有v= =f。(2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播n)時(shí),波形不變。T(3)在波的傳播方向上,當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為n(n=1,2,3)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相同;當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n+1) (n=0,1,2,3)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相反。(4)波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。22.波的傳播方向

6、與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法:方法解讀方法解讀圖象演示圖象演示“上上下坡下坡”法法沿波的傳播方沿波的傳播方向向,“,“上坡上坡”時(shí)質(zhì)時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)點(diǎn)向下振動(dòng),“,“下下坡坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)振動(dòng) “同同側(cè)側(cè)”法法波形圖上某點(diǎn)表波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)圖線同側(cè) 方法解讀方法解讀圖象演示圖象演示“微微平移平移”法法將波形沿傳播方將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平向進(jìn)行微小的平移移, ,再由對(duì)應(yīng)同一再由對(duì)應(yīng)同一x x坐標(biāo)的兩波形曲坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判斷線上的點(diǎn)來(lái)判斷振動(dòng)方向振動(dòng)方向 【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2017天津高考)手持較長(zhǎng)軟繩端點(diǎn)O以周

7、期T在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡(jiǎn)諧波沿繩水平傳播,示意如圖。繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P,且O、P的平衡位置間距為L(zhǎng)。t=0時(shí),O位于最高點(diǎn),P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列判斷正確的是 ()A.該簡(jiǎn)諧波是縱波B.該簡(jiǎn)諧波的最大波長(zhǎng)為2LC.t= 時(shí),P在平衡位置上方D.t= 時(shí),P的速度方向豎直向上T83T8【解析】選C。繩波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直,屬于橫波,縱波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同一條直線上,故A錯(cuò)誤;根據(jù)波形圖和波的傳播方向可知,位移恰好為零且速度方向豎直向上的質(zhì)點(diǎn)與O點(diǎn)距離應(yīng)為L(zhǎng)=(n+ ),其中n=0、1、2,波長(zhǎng)= 14L1n4，可知當(dāng)n=

8、0時(shí)有波長(zhǎng)的最大值,為m=4L,故B錯(cuò)誤;0 內(nèi)P由平衡位置振動(dòng)到波峰, 內(nèi)P由波峰回到平衡位置,可知t= 時(shí)P在平衡位置上方向上振動(dòng),t= 時(shí)P在平衡位置上方向下振動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤。T4T4T2T83T82.(多選)(2016全國(guó)卷)由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動(dòng)的頻率為20 Hz,波速為16 m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè),且P、Q和S的平衡位置在一條直線上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m。P、Q開(kāi)始振動(dòng)后,下列判斷正確的是()A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同B.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反C.當(dāng)S

9、恰好通過(guò)平衡位置時(shí),P、Q兩點(diǎn)也正好通過(guò)平衡位置D.當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí),P在波峰E.當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí),Q在波峰【解析】選B、D、E。由題意知T=0.05 s,v=16 m/s,故波長(zhǎng)=vT=0.8 m,找P點(diǎn)關(guān)于S的對(duì)稱點(diǎn)P1,由對(duì)稱性可知P1和P的振動(dòng)情況完全一致,P1Q兩點(diǎn)相距x= ,為半波長(zhǎng)的整數(shù)倍,所以P1、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)方向始終相反,P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)方向也始終相反,A錯(cuò)誤,B正確;P點(diǎn)距離S點(diǎn)x= ,當(dāng)S恰好通過(guò)平15.8(0.814.63)0.82 15.83190.84衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí),P在波峰,同理Q點(diǎn)距離S點(diǎn)x1= ,當(dāng)S恰好通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí),Q

10、在波峰,C錯(cuò)誤,D、E正確。14.61180.84【加固訓(xùn)練】(多選)(2016天津高考)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其表達(dá)式為y=5sin( t),它在介質(zhì)中形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波剛好傳播到x=12 m處,波形圖象如圖所示,則()2A.此后再經(jīng)6 s該波傳播到x=24 m處B.M點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C.波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y=-3 m處所需時(shí)間是2 s【解析】選A、B。波的周期T= =4 s,波長(zhǎng)=8 m,波速v= =2 m/s,則再經(jīng)過(guò)6 s,波傳播的距離為x=vt=12 m,故該波傳到x=24 m

11、處,選項(xiàng)A正確;M點(diǎn)在此時(shí)振動(dòng)方向向下,則第3秒末,即經(jīng)過(guò)了0.75T,該點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正向,選項(xiàng)B正確;因波傳到x=12 m處時(shí),質(zhì)點(diǎn)向y軸正向振動(dòng),故波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸2 s2T正方向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;題圖中M點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,M點(diǎn)第一次到達(dá)y=-3 m位置所需要的時(shí)間小于半個(gè)周期,即小于2 s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的綜合應(yīng)用 【典題探究】 【典例2】(多選)(2018南昌模擬)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4 m處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,則下列說(shuō)法正確的是()導(dǎo)學(xué)號(hào)04450295A.

12、這列波的波長(zhǎng)是8 m,周期是0.20 s,振幅是10 cmB.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)C.從t=0到t=0.25 s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 mD.從t=0到t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為0 cmE.質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin 10t(m)【解析】選A、B、E。由題圖甲可知,這列波的波長(zhǎng)是8 m,由題圖乙可知,周期為0.20 s,振幅為10 cm,A正確。由題圖乙可知,在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng),B正確。從t=0到t=0.25 s,該波沿x軸正方向傳播了 個(gè)波長(zhǎng),即傳播了10 m,C錯(cuò)誤。從t=0到t=0.25 s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程大于5個(gè)振幅,即大

13、于50 cm,D錯(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=0.1sin 10t(m),E正確。54【通關(guān)秘籍】 振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的比較:圖象圖象類型類型振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究研究對(duì)象對(duì)象某一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)某一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向上沿波傳播方向上的所有質(zhì)點(diǎn)的所有質(zhì)點(diǎn)研究研究?jī)?nèi)容內(nèi)容某一質(zhì)點(diǎn)的位移某一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化規(guī)律隨時(shí)間變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律的空間分布規(guī)律圖象類圖象類型型振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象波動(dòng)圖象圖象圖象 物理意物理意義義表示某質(zhì)點(diǎn)各表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移個(gè)時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移點(diǎn)的位移圖象類圖象類型型振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象

14、波動(dòng)圖象圖象信圖象信息息(1)(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期期(2)(2)質(zhì)點(diǎn)振幅質(zhì)點(diǎn)振幅(3)(3)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移位移(4)(4)各時(shí)刻速度各時(shí)刻速度、加速度方向、加速度方向(1)(1)波長(zhǎng)、振幅波長(zhǎng)、振幅(2)(2)任意一質(zhì)點(diǎn)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移在該時(shí)刻的位移(3)(3)任意一質(zhì)點(diǎn)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度在該時(shí)刻加速度方向方向(4)(4)傳播方向、傳播方向、振動(dòng)方向的互判振動(dòng)方向的互判圖象類圖象類型型振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象波動(dòng)圖象形象比形象比喻喻記錄著一個(gè)人記錄著一個(gè)人一段時(shí)間內(nèi)活一段時(shí)間內(nèi)活動(dòng)的錄像帶動(dòng)的錄像帶記錄著許多人某記錄著許多人某時(shí)刻動(dòng)作、表情時(shí)刻動(dòng)作、表情的集體照

15、片的集體照片圖象變圖象變化化隨時(shí)間推移隨時(shí)間推移, ,圖圖象延續(xù)象延續(xù), ,但已有但已有形狀不變形狀不變隨時(shí)間推移隨時(shí)間推移, ,圖圖象沿傳播方向平象沿傳播方向平移移一段完一段完整整曲線占曲線占橫橫坐標(biāo)距坐標(biāo)距離離【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(多選)(2018邢臺(tái)模擬)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10 s 時(shí)刻的波形圖,P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,則下列說(shuō)法正確的是()A.該波的周期是0.10 sB.該波的傳播速度是40 m/sC.該波沿x軸的負(fù)方向傳播D.t=0.10 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向下E.從t=0.10 s到t=0.25 s,質(zhì)

16、點(diǎn)P通過(guò)的路程為30 cm【解析】選B、C、D。由圖乙知波的周期T=0.20 s,故A錯(cuò)誤;由圖甲知=8 m,則波速v= =40 m/s,B正確;在t=0.10 s時(shí),由圖乙知質(zhì)點(diǎn)Q正向下運(yùn)動(dòng),根據(jù)波平移法知波沿x軸負(fù)方向傳播,故C、D正確;從t=0.10 s到t=0.25 s,t=0.15 s= T,但由于t=0.10 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不在平衡位置或最大位移處,所以質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程不是3A=30 cm,E錯(cuò)誤。T342.(多選)(2014全國(guó)卷)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=2 s時(shí)的波形圖,圖乙為媒質(zhì)中平衡位置在x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,P是平衡位置為x=2 m的質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A

17、.波速為0.5 m/sB.波的傳播方向向右C. 02 s時(shí)間內(nèi),P運(yùn)動(dòng)的路程為8 cmD. 02 s時(shí)間內(nèi),P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)E.當(dāng)t=7 s時(shí),P恰好回到平衡位置【解析】選A、C、E。本題考查了機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波。v= m/s=0.5 m/s,A正確;x=1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)t=2 s時(shí)正在向下振動(dòng),根據(jù)“上坡下”可判斷機(jī)械波向左傳播,B錯(cuò)誤;02 s 是半個(gè)周期,P點(diǎn)由波峰運(yùn)動(dòng)到波谷,C正確、D錯(cuò)誤;7 s是此時(shí)刻再經(jīng)過(guò)5 s,即1 T,這時(shí)P點(diǎn)剛好回到平衡位置,E正確。2T414考點(diǎn)3波的多解問(wèn)題 【典題探究】 【典例3】(多選)(2016四川高考)簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播,P、Q是傳

18、播方向上相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn),波先傳到P,當(dāng)波傳到Q開(kāi)始計(jì)時(shí),P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示。則()導(dǎo)學(xué)號(hào)04450296A.質(zhì)點(diǎn)Q開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向B.該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7 sC.該波的傳播速度可能為2 m/sD.該波的波長(zhǎng)可能為6 m【解題探究】(1)t=0時(shí)刻,Q點(diǎn)振動(dòng)方向如何?提示:t=0時(shí)刻,Q點(diǎn)向上振動(dòng),P點(diǎn)先振動(dòng),P點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)和Q點(diǎn)起振的振動(dòng)方向一致。(2)P點(diǎn)圖象向右平移4 s可以得到Q點(diǎn)圖象,能否認(rèn)為波傳播10 m歷時(shí)4 s?提示:不可以直接這樣認(rèn)為,波傳播具有周期性,傳播10 m可能歷時(shí)4 s+nT,因此本題是多解情況。【解析】選A、D。由圖象知,質(zhì)點(diǎn)Q

19、起振方向?yàn)閥軸正方向,A正確;由圖象知周期T=6 s,振動(dòng)由P向Q傳播,故時(shí)間t=nT+4 s=(6n+4) s,n=0、1、2、3,故不可能為7 s,B錯(cuò)誤;由x=vt=10 m可得v= m/s,n=0、1、2、3,波速不可能為2 m/s,C錯(cuò)誤;根據(jù)=vT= m,當(dāng)n=1時(shí),=6 m,D正確。故選A、D。106n 4606n 4【通關(guān)秘籍】 1.造成波動(dòng)問(wèn)題多解的原因:(1)周期性。時(shí)間周期性:時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確?？臻g周期性:波傳播的距離x與波長(zhǎng)的關(guān)系不明確。(2)雙向性。傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定。振動(dòng)方向雙向性:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。(3)波形的隱含性:在波動(dòng)問(wèn)題中,

20、往往只給出波形的一部分,或給出幾個(gè)特殊點(diǎn),而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣,波形就有多種情況,形成波動(dòng)問(wèn)題的多解性。2.解決波的多解問(wèn)題的思路:一般采用從特殊到一般的思維方法,即先找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系t或x,然后推廣為通式t=nT+t (n=0,1,2,),x=n+x(n=0,1,2,)?！究键c(diǎn)沖關(guān)】 1.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過(guò)平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6 m,且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個(gè),則該簡(jiǎn)諧波可能的波長(zhǎng)為 ()A.4 m、6 m和8 mB.6 m、8 m和12 mC.4 m、6 m和12 mD.4 m、8 m和12 m【解析】選C。根據(jù)題意,可能的波形有三種,如

21、圖所示: 則 =6 m,1=12 m,2=6 m 3=6 m,3=4 m因此選項(xiàng)C正確。12322.如圖中實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形圖,虛線是這列波在t2=0.5 s時(shí)刻的波形,這列波的周期T符合:3Tt2-t14T,問(wèn):(1)若波速向右,波速多大?(2)若波速向左,波速多大?(3)若波速大小為74 m/s,波速方向如何?【解析】由圖象可知=8 m,由3Tt2-t14T知波傳播距離為3x4。(1)當(dāng)波向右傳播時(shí),波傳播距離為s=3+ =(38+3) m=27 m,波速為v= m/s=54 m/s。38s27t0.5(2)當(dāng)波向左傳播時(shí),波傳播距離為s=3+ =(38+5) m=29

22、 m,波速為v= m/s=58 m/s。58s29t0.5(3)若波速大小為74 m/s,在t=t2-t1時(shí)間內(nèi)波傳播的距離為s=vt=740.5 m=37 m。因?yàn)閟=37 m=4+ ,所以波向左傳播。答案:(1)54 m/s(2)58 m/s(3)向左傳播58【加固訓(xùn)練】(2015全國(guó)卷)甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播,波速均為v=25 cm/s,兩列波在t=0時(shí)的波形曲線如圖所示。求:(1)t=0時(shí),介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)。(2)從t=0開(kāi)始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間?！窘馕觥?1)t=0時(shí),在x=50

23、 cm處兩列波的波峰相遇,該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16 cm。兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16 cm。從圖線可以看出,甲、乙兩列波的波長(zhǎng)分別為1=50 cm,2=60 cm甲、乙兩列波波峰的x坐標(biāo)分別為x1=(50+k11) cm,k1=0,1,2, x2=(50+k22) cm,k2=0,1,2, 由式得,介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為x=(50+300n) cm(n=0,1,2,)(2)只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-16 cm。t=0時(shí),兩波波谷間的x坐標(biāo)之差為x= 式中,m1和m2均為整數(shù)。將式代入式得x=10(6m2-5m1)+5

24、cm由于m1、m2均為整數(shù),相向傳播的波谷間的距離最小為x0=5 cm2121502m1 cm 502m1 cm22從t=0開(kāi)始,介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為t= 代入數(shù)據(jù)得t=0.1 s答案:(1)x=(50+300n) cm(n=0,1,2,)(2)0.1 s0 x2v 考點(diǎn)4波的干涉現(xiàn)象和多普勒效應(yīng) 【典題探究】【典例4】(2017全國(guó)卷)如圖甲,在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0,-2)。兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖乙和圖丙所示,兩列波的波速均為1.00 m/s。兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8,-2)的路程差為m,兩列波引起的點(diǎn)B

25、(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互(選填“加強(qiáng)”或“減弱”),點(diǎn)C(0,0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互(選填“加強(qiáng)”或“減弱”)。導(dǎo)學(xué)號(hào)04450297 【解題探究】(1)產(chǎn)生干涉的條件是什么?提示:兩列波的頻率相同。(2)在波的干涉現(xiàn)象中,振動(dòng)步調(diào)相反的兩列波振動(dòng)加強(qiáng)與減弱的條件是什么?提示:s=n(n=0,1,2)振動(dòng)減弱;s=(n+ )(n=0,1,2,)振動(dòng)加強(qiáng)。12【解析】由幾何關(guān)系可知AS1=10 m,AS2=8 m,所以路程差為2 m;同理可求BS1- BS2=0,為波長(zhǎng)整數(shù)倍,由振動(dòng)圖象知兩振源振動(dòng)方向相反,故B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn);CS1-CS2=1 m,波長(zhǎng)=vT=2 m,所以C點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。答

26、案:2減弱加強(qiáng)【通關(guān)秘籍】 波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的兩種判斷方法:(1)公式法:某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱,取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差r。當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)。若r=n(n=0,1,2),則振動(dòng)加強(qiáng);若r=(2n+1) (n=0,1,2),則振動(dòng)減弱。2當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)。若r=(2n+1) (n=0,1,2,),則振動(dòng)加強(qiáng);若r=n(n=0,1,2,),則振動(dòng)減弱。2(2)圖象法:在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上,波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn),一定是加強(qiáng)點(diǎn),而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn),各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線,形成加強(qiáng)線和減弱線,兩種線互相

27、間隔,加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間。【考點(diǎn)沖關(guān)】 1.(2018洛陽(yáng)模擬)兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖所示,其中實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,則() A.在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)產(chǎn)生干涉B.在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)產(chǎn)生干涉C.a點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)D.a點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱【解析】選B。由圖知,兩列波的波長(zhǎng)不相等,不滿足波的干涉條件,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。2.(多選)下列說(shuō)法正確的是 ()A.對(duì)于受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率越大,受迫振動(dòng)的振幅越大B.眼睛瞇成一條線看到發(fā)光的電燈周圍有彩色條紋屬于光的衍射現(xiàn)象C.只有障礙物的尺寸比波的波長(zhǎng)小或相差不多的時(shí)候才會(huì)發(fā)生明顯的衍

28、射現(xiàn)象D.火車向我們駛來(lái)鳴笛時(shí),聽(tīng)到的笛聲頻率將比聲源的頻率低E.向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化就能知道血液的速度,這種方法應(yīng)用的是多普勒效應(yīng)【解析】選B、C、E。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振子的固有頻率時(shí),振子的振幅最大,A錯(cuò)誤。眼睛瞇成一條線看到發(fā)光的電燈周圍有彩色條紋,是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象,故屬于光的衍射現(xiàn)象,B正確。只有障礙物的尺寸比波的波長(zhǎng)小或相差不多的時(shí)候才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,C正確。根據(jù)多普勒效應(yīng),火車向我們駛來(lái)鳴笛時(shí),聽(tīng)到的笛聲頻率將比聲源的頻率高,D錯(cuò)誤。向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收,測(cè)出反射波的頻率變化就能知道血液的速度,這種方法應(yīng)用的是多普勒效應(yīng),E正確?！炯庸逃?xùn)練】關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說(shuō)明波源的頻率發(fā)生改變C.當(dāng)警車向你駛來(lái),聽(tīng)到的音調(diào)會(huì)變低D.機(jī)械波和電磁波都可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)【解析】選D。多普勒效應(yīng)說(shuō)明觀察者與波源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接收到的波頻率會(huì)發(fā)生變化,但波源的頻率不變,故A、B錯(cuò)誤;多普勒效應(yīng)是由于觀察者和波源間位置的變化而產(chǎn)生的,當(dāng)警車向你駛來(lái),聽(tīng)到的音調(diào)會(huì)變高,這就是多普勒效應(yīng),故C錯(cuò)誤;多普勒效應(yīng)不僅僅適用于機(jī)械波,它也適用于所有類型的波,包括電磁波,故D正確。