2024屆一輪復習新人教版 第七章第2講　機械波 學案

第2講機械波一、機械波1.定義:機械振動在介質中的傳播。2.形成條件(1)有發(fā)生機械振動的波源。(2)有傳播介質,如空氣、水等。3.分類(1)橫波:質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波,有波峰和波谷。(2)縱波:質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波,有密部和疏部。4.特點(1)質點并不隨波遷移。(2)傳播振動的形式、能量、信息。5.波的圖像(如圖)(1)坐標軸:橫坐標表示在波的傳播方向上介質中各質點的平衡位置,縱坐標表示某一時刻介質中各質點偏離平衡位置的位移。(2)意義:表示介質中的“各個質點”在“某一時刻”的位移。(3)簡諧波:波的圖像是正弦曲線的波叫作正弦波或簡諧波。介質中有正弦波傳播時,介質的質點在做簡諧運動。6.描述物理量(1)波長(λ):在波的傳播方向上,振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離。①在橫波中,兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。②在縱波中,兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長。(2)周期(T)或頻率(f):在波動中,各個質點的振動周期或頻率是相同的,它們都等于波源的振動周期或頻率,這個周期或頻率也叫作波的周期或頻率。(3)波速(v):機械波在介質中的傳播速度由介質本身的性質決定。(4)波長、頻率(或周期)和波速的關系:v=λT=λf二、波的衍射和干涉現(xiàn)象多普勒效應1.波的衍射和干涉內容波的衍射波的干涉定義波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象頻率相同、相位差恒定、振動方向相同的兩列波疊加,某些區(qū)域的振動總是加強,某些區(qū)域的振動總是減弱的現(xiàn)象現(xiàn)象波偏離直線而傳播到直線以外的空間兩列波疊加區(qū)域形成相互間隔的穩(wěn)定的振動加強區(qū)和振動減弱區(qū),形成穩(wěn)定的干涉圖樣條件明顯發(fā)生的條件:縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小必要條件:兩列波的頻率相同,相位差保持不變相同點衍射和干涉是波特有的現(xiàn)象2.多普勒效應(1)條件:波源與觀察者相互靠近或者相互遠離。(2)現(xiàn)象:觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化。(3)實質:波源與波的頻率不變,觀察者接收到的波的頻率變化。[教材情境](粵教版選擇性必修第一冊第66頁“觀察與思考”)將一根長軟繩的一端拴在門把上,另一端用手握住,持續(xù)上下抖動,產(chǎn)生一列機械波,如圖所示。1.正誤辨析(1)抖動繩子產(chǎn)生的這列機械波是橫波,所謂橫波就是在水平方向傳播的波。(×)(2)機械波只能在諸如繩、彈簧、水、空氣等介質中傳播。(√)(3)繩子上的質點在隨波的傳播而遷移。(×)(4)繩子上各質點的起振方向都相同。(√)(5)情境中的照片圖表示繩中的“各個質點”在“這一時刻”的位移,建立合適的坐標系后即為波的圖像。(√)(6)機械波在一個周期內傳播的距離就是振幅的4倍。(×)(7)抖動繩子產(chǎn)生的這列機械波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象。(×)(8)兩人分別從繩的兩端持續(xù)抖動繩子,這兩列波疊加后一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。(×)2.某同學通過抖動繩子產(chǎn)生一列簡諧橫波,在t=0時刻的波形圖如圖中實線所示,從此刻起經(jīng)0.1s波形圖如圖中虛線所示。若波傳播的速度為10m/s,則(B)A.這列波沿x軸正方向傳播B.這列波的周期為0.4sC.t=0時刻質點a沿y軸正方向運動D.從t=0時刻開始質點a經(jīng)0.2s通過的路程為0.2m解析:由題圖讀出波長λ=4m,則波的周期為T=λv=410s=0.4s,由題知波傳播的時間t=0.1s=T4考點一機械波的傳播與波的圖像1.機械波的傳播特點(1)波傳到任意一點,該點的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介質中每個質點都做受迫振動,因此,任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同。(3)波從一種介質進入另一種介質,由于介質的情況不同,它的波長和波速可能改變,但頻率和周期都不會改變。(4)波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動,波恰好向前傳播一個波長的距離,所以v=λT2.波的傳播方向與質點振動方向的互判方法方法內容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向,“上坡”時質點向下振動,“下坡”時質點向上振動續(xù)表方法內容圖像“同側”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移,再由對應同一橫坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向3.波的周期性特點(1)質點振動nT(波傳播nλ)時,波形不變。(2)在波的傳播方向上,當兩質點平衡位置間的距離為nλ(n=1,2,3,…)時,它們的振動步調總相同;當兩質點平衡位置間的距離為(2n+1)λ2如圖為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖,請寫出該波的函數(shù)表達式,并計算出此時質點P的橫坐標值以及位于xQ=18cm處的質點Q的位移。提示:設該波的函數(shù)表達式為y=Asin(2πλ·x+),由圖像知波長λ=72cm,振幅A=20cm,將坐標(0,-10)代入得,y=20sin(π36·x-π6)cm;由yP=0得xP=6cm;由xQ=18cm得yQ=10[例1][波的形成及傳播](2022·廣東卷,16)如圖所示,某同學握住軟繩的一端周期性上下抖動,在繩上激發(fā)了一列簡諧波。從圖示時刻開始計時,經(jīng)過半個周期,繩上M處的質點將運動至(選填“N”“P”或“Q”)處。加快抖動,波的頻率增大,波速(選填“增大”“減小”或“不變”)。

解析:質點只是在平衡位置附近往復振動,不會隨波遷移,因此經(jīng)過半個周期繩上的M點由波峰運動到波谷P處;機械波的波速僅由介質決定,因此加速抖動繩子,波速不變。答案:P不變[例2][波的圖像](2022·全國甲卷,34)一平面簡諧橫波以速度v=2m/s沿x軸正方向傳播,t=0時刻的波形圖如圖所示。介質中平衡位置在坐標原點的質點A在t=0時刻的位移y=2cm。該波的波長為m,頻率為Hz。t=2s時刻,質點A(選填“向上運動”“速度為零”或“向下運動”)。

解析:由sin45°=22,并結合題圖有3λ8=1.5m,可得λ=4m,頻率f=v答案:40.5向下運動考點二振動圖像與波的圖像的綜合應用振動圖像和波的圖像的比較比較項目振動圖像波的圖像研究對象一個質點波傳播方向上的所有質點研究內容某質點位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質點在空間分布的規(guī)律圖像橫坐標表示時間表示各質點的平衡位置物理意義某質點在各時刻的位移某時刻各質點的位移振動方向的判斷(看下一時刻的位移)(同側法)續(xù)表比較項目振動圖像波的圖像Δt后的圖形隨時間推移,圖像延伸,但已有形狀不變隨時間推移,圖像沿波的傳播方向平移,原有波形做周期性變化聯(lián)系(1)縱坐標均表示質點的位移。(2)縱坐標的最大值均表示振幅。(3)波在傳播過程中,各質點都在各自的平衡位置附近振動[例3][波的圖像與振動圖像的綜合應用](2021·湖南卷,16)均勻介質中,波源位于O點的簡諧橫波在xOy水平面內傳播,波面為圓。t=0時刻,波面分布如圖a所示,其中實線表示波峰,虛線表示相鄰的波谷。A處質點的振動圖像如圖b所示,z軸正方向豎直向上。下列說法正確的是。(多選,填正確答案標號)

A.該波從A點傳播到B點,所需時間為4sB.t=6s時,B處質點位于波峰C.t=8s時,C處質點振動速度方向豎直向上D.t=10s時,D處質點所受回復力方向豎直向上E.E處質點起振后,12s內經(jīng)過的路程為12cm解析:由題圖b可知該波的振動周期T=4s,由題意結合題圖a知波長λ=10m,故波速v=λT=104m/s=2.5m/s,所以波從A點傳播到B點所需時間t=102答案:ACE求解波的圖像與振動圖像綜合問題的關鍵[例4][已知波的圖像判定質點的振動圖像](2023·山東日照模擬)一列在均勻介質中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=2s時的波形如圖所示,波速為3m/s,下列關于質點P的振動圖像正確的是(B)解析:由題圖知簡諧橫波的波長為12m,則簡諧橫波的周期為T=λv=4s,t=2s時質點P位移為5cm,由同側法可知t=2s時振動方向沿著y軸正方向,在前T[例5][已知質點振動圖像判定波的圖像](2021·海南卷,16)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,其波源的平衡位置在坐標原點,波源在0～4s內的振動圖像如圖a所示,已知波的傳播速度為0.5m/s。(1)求這列橫波的波長;(2)求波源在4s內通過的路程;(3)在圖b中畫出t=4s時刻的波形圖。解析:(1)由題圖a可知A=4cm,T=4s,根據(jù)波長與速度關系有λ=vT=2m。(2)波源的振動周期為4s,則4s內波源通過的路程為s=4A=16cm。(3)由題圖a可知在t=0時波源的起振方向向上,由于波速為0.5m/s,則根據(jù)x=vt=2m,可知在4s時該波剛好傳到位置為x=2m的質點,且波源剛好回到平衡位置;該波沿正方向傳播,則根據(jù)“上下坡”法可繪制出t=4s時刻的波形圖如圖所示。答案:(1)2m(2)16cm(3)圖見解析考點三波傳播的周期性和多解性1.造成波動問題多解的三大因素周期性(1)時間周期性:時間間隔Δt與周期T的關系不明確。(2)空間周期性:波傳播距離Δx與波長λ的關系不明確雙向性(1)傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定。(2)振動方向雙向性:質點振動方向不確定波形的隱含性問題中只給出完整波形的一部分,或給出幾個特殊點,而其余信息均處于隱含狀態(tài),波形就有多種情況2.解題思路一般采用從特殊到一般的思維方法,即找出一個周期內滿足條件的關系Δt或Δx,若此關系為時間,則t=nT+Δt(n=0,1,2,…);若此關系為距離,則x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)。[例6][雙向性造成的多解](2022·山東卷,9)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如圖所示。當t=7s時,簡諧波的波動圖像可能正確的是(AC)解析:由振動圖像可知波的振幅A=20cm,波的周期T=12s,從振動圖像上可以看出t=7s時平衡位置位于原點O的質點相對平衡位置的位移為y7=-32[例7][周期性造成的多解](2021·遼寧卷,7)一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波,t=2s時的波形如圖甲所示,x=2m處質點的振動圖像如圖乙所示,則波速可能是(A)A.15m/s B.2C.35m/s D.4解析:由振動圖像可知,t=2s時x=2m處的質點沿y軸負方向運動;波沿x軸負方向傳播,故λ2+nλ=2m(n=0,1,2,3,…);由振動圖像知波傳播的周期T=4s,則波速v=λT=2mn若[例7]中題圖甲所示的這列簡諧橫波的傳播方向未知,其0.5s后的波形如圖所示,則:(1)寫出這列波的波速表達式;(2)若波速大小為76m/s,波的傳播方向如何?提示:(1)由題圖可知λ=8m,當波沿x軸正方向傳播時,在Δt=0.5s時間內波傳播的距離為s=nλ+34λ=(8n+6)m(n=0,1,2,…),波速為v=sΔt=8n+60.(2)若波速大小為76m/s,在Δt=0.5s時間內波傳播的距離為s=v·Δt=76×0.5m=38m,因為38m=4λ+34[例8][隱含性造成的多解](2022·河北唐山模擬)如圖所示,坐標原點O為波源,發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質中沿水平x軸傳播,A、B為x軸上的兩個點,A與B的距離L=60cm。已知波源從平衡位置開始向上振動,周期T=1s,振幅A=5cm,t=0時刻波傳到B點時,A恰好處于波峰位置。(1)求0～4s內,質點B通過的路程;(2)求該波的傳播速度,并計算最大可能速度。解析:(1)一個周期內質點通過路程為4倍振幅,4s內通過的路程s=4×4A=0.8m。(2)當波傳播到B點時,B點的起振方向向上,此時A在波峰,則A、B之間的距離L=nλ+14解得λ=2.波速v=λT=2當n=0時速度最大,最大值為2.4m/s。答案:(1)0.8m(2)2.考點四波的干涉、衍射及多普勒效應1.波的干涉現(xiàn)象中振動加強點、減弱點的判斷方法(1)圖像法。如圖所示,在某時刻波的干涉的波形圖上,波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(如圖中的P、Q)一定是加強點,而波峰與波谷的交點(如圖中的R、S)一定是減弱點,各加強點或減弱點各自連接成以兩波源為中心向外輻射的連線,形成加強線和減弱線,兩種線互相間隔,加強點與減弱點之間各質點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間。(2)公式法。某質點的振動是加強還是減弱,取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr,如圖所示。①當兩波源振動步調一致時,若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動加強;若Δr=(2n+1)λ2②當兩波源振動步調相反時,若Δr=(2n+1)λ2若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動減弱。2.衍射現(xiàn)象的兩點提醒(1)障礙物或孔的尺寸大小并不是決定衍射能否發(fā)生的條件,僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件,波長越長越易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。(2)當孔的尺寸遠小于波長時,盡管衍射十分突出,但衍射波的能量很弱,也很難觀察到波的衍射。3.多普勒效應的成因分析(1)接收頻率是指觀察者接收到的頻率,等于觀察者在單位時間內接收到的完全波的個數(shù)。(2)當波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率變大;當波源與觀察者相互遠離時,觀察者接收到的頻率變小。[例9][波的干涉](2022·全國乙卷,34)介質中平衡位置在同一水平面上的兩個點波源S1和S2,二者做簡諧運動的振幅相等,周期均為0.8s。當S1過平衡位置向上運動時,S2也過平衡位置向上運動。若波速為5m/s,則由S1和S2發(fā)出的簡諧橫波的波長均為m。P為波源平衡位置所在水平面上的一點,與S1、S2平衡位置的距離均為10m,則兩波在P點引起的振動總是相互(選填“加強”或“削弱”)的;當S1恰好在平衡位置向上運動時,平衡位置在P處的質點(選填“向上”或“向下”)運動。

解析:由v=λT得λ=vT=4m。由于S1與S2振動方向相同,又PS1-PS2答案:4加強向下[例10][波的衍射](多選)如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個孔,O是波源,圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長。則關于波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列說法正確的是(ABC)A.此時能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象B.擋板前后波紋間距離相等C.如果將孔AB擴大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D.如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象解析:由題圖可知,孔的尺寸與水波的波長差不多,故此時能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象,故A正確;波通過孔后,波速、頻率、波長不變,則擋板前后波紋間的距離相等,故B正確;如果將孔AB擴大,若孔的尺寸遠大于水波的波長,則可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象,故C正確;如果孔的大小不變,使波源頻率增大,因為波速不變,根據(jù)λ=vf[例11][多普勒效應](多選)在下列現(xiàn)象中,可以用多普勒效應解釋的是(BC)A.雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲B.超聲波被血管中的血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C.觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲音調會變低D.同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同解析:雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲,這是光的速度比聲波的速度大引起的,A錯誤;超聲波被血管中的血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化,是多普勒效應,B正確;觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲音調會變低,是多普勒效應,C正確;同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中的傳播速度不同,是由于聲速與介質有關,不是多普勒效應,D錯誤。1.(2022·重慶模擬)關于下圖所示的物理現(xiàn)象,下列說法正確的是(D)A.甲圖,水波由深水區(qū)傳播至淺水區(qū),波速方向改變,屬于波的反射現(xiàn)象B.乙圖,水波穿過障礙物的小孔后,能傳播至兩側區(qū)域,屬于波的干涉現(xiàn)象C.丙圖,兩列同頻率的水波在空間疊加,部分區(qū)域振動加強,屬于波的衍射現(xiàn)象D.丁圖,用竹竿舉起蜂鳴器快速轉動,聽到蜂鳴器頻率發(fā)生變化,屬于波的多普勒效應解析:題圖甲屬于波的折射現(xiàn)象,故A錯誤;題圖乙屬于波的衍射現(xiàn)象,故B錯誤;題圖丙屬于波的干涉現(xiàn)象,故C錯誤;題圖丁屬于波的多普勒效應,故D正確。2.一根同種材料粗細均勻的彈性繩,右端固定在墻上,抓著繩子左端S點上下振動,產(chǎn)生向右傳播的繩波,某時刻的波形如圖所示。下列說法正確的是(D)A.此時刻質點P在做減速運動B.波源的起振方向向上C.波的傳播速度逐漸減小D.波源振動的頻率逐漸減小解析:根據(jù)“上下坡”法,此時刻質點P在上坡階段,則質點P向下振動,向平衡位置振動,則做加速運動,故A錯誤;剛要振動的質點處于上坡階段,則波源的起振方向向下,故B錯誤;波的傳播速度由介質決定,同一介質波速不變,故C錯誤;由題圖可知該波先前形成的波波長較短,說明波長逐漸增大,根據(jù)f=vλ3.(2022·廣東廣州模擬)有主動降噪功能的耳機可以拾取噪聲信號,經(jīng)智能降噪處理器對不同的噪聲精準運算,通過揚聲器播放與噪聲相位相反、振幅相同的降噪聲波,從而起到抵消噪聲的作用。如圖為噪聲在某時刻的簡諧波圖像,則(C)A.此時刻質點P一定正從平衡位置向下振動B.再經(jīng)過一個周期質點P水平移動一個波長C.降噪聲波的振幅為10cmD.降噪聲波和噪聲疊加后,波的振幅變?yōu)?0cm解析:因不知道簡諧波的傳播方向,所以無法判斷此時刻質點P的振動方向,故A錯誤;質點P在平衡位置附近振動,不隨波的傳播遷移,故B錯誤;由題圖可知降噪聲波的振幅為10cm,故C正確;降噪聲波與噪聲相位相反、振幅相同,降噪聲波和噪聲疊加后,波的振幅變?yōu)?,故D錯誤。4.(2022·天津一模)(多選)圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,a、b兩質點的橫坐標分別為xa=2m和xb=6m,圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖像。下列說法正確的是(BD)A.該波沿x軸正方向傳播,波速為1m/sB.質點a經(jīng)過4s振動的路程為1mC.此時刻質點a的速度沿y軸正方向D.質點a在t=2s時速度為零解析:由題圖乙知,t=0時b質點向y軸正方向運動,結合題圖甲可判定波沿x軸負方向傳播,同時可判定質點a向y軸負方向運動,故A、C錯誤;經(jīng)過4s即125.B超成像的基本原理是探頭向人體發(fā)射一組超聲波,遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射,探頭接收到的超聲波信號形成B超圖像。如圖為血管探頭沿x軸正方向發(fā)送的簡諧超聲波圖像,t=0時刻波恰好傳到質點M。已知此超聲波的頻率為1×107Hz,下列說法正確的是(D)A.當血管探頭靠近N點時,靜止在N點處的觀察者接收到的波的頻率為1×107HzB.超聲波在血管中的傳播速度為1.4×105m/sC.質點M開始振動的方向沿y軸正方向D.t=1.5×10-7s時質點N恰好處于負向最大位移處解析:波源靠近觀察者時,觀察者接收到的頻率變大,故A錯誤;由圖像可知波長為λ=1.4×10-4m,則v=λf=1400m/s,故B錯誤;由波形圖及波的傳播方向為x軸正方向,可知質點M開始振動的方向沿y軸負方向,故C錯誤;由圖可知,t=0時,離N點最近的波谷與N點的距離為x=(35-14)×10-2mm=21×10-2mm,波谷傳播到N點的時間為t=xv=1.5×10-76.(2023·廣東汕頭模擬)(多選)如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,圖乙表示該波的傳播介質中x=2m處的a質點從t=0時刻起的振動圖像。下列說法正確的是(ABD)A.波沿x軸正方向傳播B.波傳播的速度為20m/sC.a質點在0～1.0s內,通過的路程為20mD.t=0.25s時,x=4m處的b質點的加速度沿y軸負方向解析:由題圖乙可知,t=0時刻質點a在平衡位置向下振動,則由題圖甲可知,波沿x軸正向傳播,故A正確;由題圖甲可知,波長為4m,由題圖乙可知,周期為0.2s,則波速為v=λT=40.2m/s=20m/s,故B正確;波的振幅為0.2m,a質點在1.0s內完成5次全振動,故1.0s內通過的路程為s=57.(2022·湖北黃岡一模)(多選)甲、乙兩列機械波在同一種介質中沿x軸相向傳播,甲波源位于O點,乙波源位于x=8m處,兩波源均沿y軸方向振動。在t=0時刻甲形成的波形如圖a所示,此時乙波源開始振動,其振動圖像如圖b所示,已知甲波的傳播速度v甲=2.0m/s,質點P的平衡位置處于x=5m處。下列說法正確的是(AC)A.乙波的波長為2mB.在t=2.0s時,質點P開始振動C.若兩波源一直振動,則質點P為振動的加強點,其振幅為7cmD.若兩波源一直振動,則在t=4.5s時,質點P處于平衡位置且向y軸負方向振動解析:由題圖b可知,乙波的周期為1s,在同一介質中,甲、乙波傳播速度相同,所以v乙=2.0m/s,因此λ乙=v乙T乙=2m,故A正確;在t=s乙v乙=8-52s=1.5s時,乙波到達P點,質點開始振動,故B錯誤;甲波的周期T甲=λ甲8.(2022·廣東汕頭一模)一列簡諧橫波沿x方向傳播,如圖所示,其中實線和虛線分別為t1=0和t2=0.5s兩時刻的波形圖,坐標為x=8m處的質點在t1=0時刻運動方向沿y軸負方向。(1)判斷這列波的傳播方向;(2)如果周期T>0.5s,求波速。解析:(1)坐標為x=8m處的質點在t1=0時刻運動方向沿y軸負方向,根據(jù)“同側法”可知,該波沿x軸正方向傳播。(2)波速表達式v=nλ=8n=(16n+4)m/s(n=0,1,2,…),因T=λv=8可知n只能取0,則波速為v=4m/s。答案:(1)沿x軸正向傳播(2)4m/s9.第五代移動通信技術(簡稱5G)是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術,是實現(xiàn)人機物互聯(lián)的網(wǎng)絡基礎設施。為研究波的傳播,某同學利用一波源起振器產(chǎn)生的波進行觀察,波源起振器處于O點,t=2s時的波形圖如圖所示,已知波速為4cm/s。則下列說法正確的是(D)A.波源的起振方向豎直向下B.若有一P點位于x=24cm的位置,則t=5s時,該P點第一次到達波峰的位置C.若有一P點位于x=36cm的位置,則t=293D.若有一P點位于x=48cm的位置,則t=272s時,該P點第一次到達振幅的2解析:由波形圖可知,波源的起振方向豎直向上,故A錯誤;振動從波源傳播到P點的時間t=xv=6s>5s,所以振動還未傳播到P點,故B錯誤;波源的振動周期T=4s,則振動方程為y=Asin2πT·t=Asinπ2t,振動從波源傳播到P點的時間t1=xv=9s,t2=293s-9s=23s,則y=Asinπ2t=Asin(π2×23)=32A,故C錯誤;振動從波源傳播到P點的時間t1=xv=12s,t2=272s-12s=10.(2022·遼寧沈陽模擬)(多選)一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播,圖甲是t=0時刻的波形圖,圖乙和圖丙分別是x軸上某兩處質點的振動圖像。由此可知,這兩質點平衡位置之間的距離可能是(ABC)A.163m B.103m C.83m解析:由題圖甲可知,波長和振幅分別為λ=2m,A=0.1m,題圖乙所示質點在t=0時刻在正向最大位移處,題圖丙所示質點在t=0時刻在y=-0.05m處,運動方向沿y軸負方向,結合波形圖找到對應的點如圖。若題圖乙所示質點為左側波峰上的點,則兩點距離為23m,若題圖乙所示質點為