2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點(diǎn)突破第8章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波第21講機(jī)械波考點(diǎn)1機(jī)械波的傳播與圖像

考點(diǎn)1機(jī)械波的傳播與圖像(實(shí)力考點(diǎn)·深度研析)1．波在傳播過(guò)程中的特點(diǎn)(1)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，只是傳遞振動(dòng)形式，并伴隨著能量和信息的傳播。(2)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不變，波速和波長(zhǎng)變更。(3)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＝eq\f(λ,T)＝λf。(4)波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向確定了它后面的質(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。(5)后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)落后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，每隔一個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)落后一個(gè)周期。2．波的圖像特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí)，波形不變。(2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ時(shí)(n＝1,2,3…)，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)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反。3．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的推斷方法內(nèi)容圖像上下坡法沿波的傳播方向，上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)同側(cè)法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)微平移法將波形圖沿傳播方向進(jìn)行微小平移，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判定?考向1機(jī)械波的形成與傳播規(guī)律(2024·全國(guó)甲卷)勻整介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)A、B的平衡位置位于x軸上，坐標(biāo)分別為0和xB＝16cm。某簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v＝20cm/s，波長(zhǎng)大于20cm，振幅為y＝1cm，且傳播時(shí)無(wú)衰減。t＝0時(shí)刻A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同，運(yùn)動(dòng)方向相反，此后每隔Δt＝0.6s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1時(shí)刻(t1>0)，質(zhì)點(diǎn)A位于波峰。求：(1)從t1時(shí)刻起先，質(zhì)點(diǎn)B最少要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間位于波峰；(2)t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移。[解析](1)t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A位于波峰，波長(zhǎng)λ>20cm，xAB<λ，則t1時(shí)刻后質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰時(shí)，波傳播的距離為xAB＝16cm，閱歷的時(shí)間t＝eq\f(xAB,v)，解得t＝0.8s。(2)由題意知，該波的傳播周期T＝2Δt＝1.2s，則波長(zhǎng)λ＝vT，可得λ＝24cm，質(zhì)點(diǎn)B位于x＝16cm處，t1時(shí)刻的波形圖如圖所示，則x＝16cm處，y＝Acoseq\f(4π,3)＝－0.5cm。[答案](1)0.8s(2)－0.5cm?考向2波動(dòng)圖像(多選)(2024·天津卷)一列機(jī)械波的波源是坐標(biāo)軸原點(diǎn)，從t＝0時(shí)波源起先振動(dòng)，t＝0.5s時(shí)波形如圖，則下列說(shuō)法正確的有(BC)A．在這種介質(zhì)中波速v＝4m/sB．x＝1m處質(zhì)點(diǎn)在t＝0.3s時(shí)位于波谷C．波源振動(dòng)方程y＝0.02sin(5πt＋π)mD．x＝－1m處質(zhì)點(diǎn)半個(gè)周期內(nèi)向左平移半個(gè)波長(zhǎng)[解析]由圖中可知t＝0.5s時(shí)，波傳播的距離為x＝2.5m，故波的速度為v＝eq\f(x,t)＝eq\f(2.5,0.5)m/s＝5m/s，故A錯(cuò)誤；由圖可知該波的波長(zhǎng)為λ＝2m，所以波的周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(2,5)s＝0.4s，波傳播到x＝1m須要的時(shí)間t1＝eq\f(x1,v)＝eq\f(1,5)s＝0.2s，由圖可知該波的起振方向向下，t＝0.3s該波振動(dòng)了0.1s，即eq\f(1,4)T，所以位于波谷，故B正確；依據(jù)圖像可知該波的振動(dòng)方程為y＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t＋φ))＝－0.02sin(5πt)m＝0.02sin(5πt＋π)m，故C正確；質(zhì)點(diǎn)只是上下振動(dòng)，不隨波左右移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選BC?！靖櫽?xùn)練】(波的圖像)(多選)B超成像的基本原理是探頭向人體放射一組超聲波，遇到人體組織會(huì)產(chǎn)生不同程度的反射。探頭接收到的超聲波信號(hào)形成B超圖像。如圖為血管探頭沿x軸正方向發(fā)送的簡(jiǎn)諧超聲波圖像，t＝0時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)M。已知此超聲波的頻率為1×107Hz，下列說(shuō)法正確的是(ACD)A．0～1.25×10－7s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為2mmB．質(zhì)點(diǎn)M第一次位移為0.2mm的時(shí)刻是eq\f(7,6)×10－7sC．超聲波在血管中的傳播速度為1.4×103m/sD．t＝1.5×10－7s時(shí)質(zhì)點(diǎn)N恰好處于波谷[解析]波的周期為T＝eq\f(1,f)＝1×10－7s，易知1.25×10－7s＝1.25T，則質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為s＝1.25×4A＝2mm，A正確；由波形圖及波的傳播方向?yàn)閤軸正方向，可知質(zhì)點(diǎn)M起先振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向，則質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為y＝－0.4sin(2π×107t)(mm)，則當(dāng)質(zhì)點(diǎn)M第一次位移為0.2mm時(shí)，t＝eq\f(7,12)×10－7s，B錯(cuò)誤；依據(jù)圖像讀出波長(zhǎng)為λ＝14×10－2mm＝1.4×10－4m，由v＝λf，解得v＝1.4×103m/s，C正確；由圖可知，M左側(cè)的波谷與N之間的距離為x＝(35－14)×10－2mm＝21×10－2mm＝2.1×10－4m，則傳播到N點(diǎn)的時(shí)間t＝eq\f(x,v)＝1.5×10－7s，可知在1.5×10－7s時(shí)質(zhì)點(diǎn)N恰好處于波谷，D正確。(波的傳播)(多選)如圖所示，波源O從平衡位置起先豎直向上振動(dòng)，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波向左、右兩個(gè)方向傳播，波速均為v＝50m/s。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，A、B兩點(diǎn)起先振動(dòng)，已知OA＝1.5m，OB＝3.25m，波的振動(dòng)頻率為f＝50Hz，則下列說(shuō)法正確的是(BC)A.波的周期為0.01sB．波的波長(zhǎng)為1mC．A、B兩點(diǎn)的起振方向均豎直向上D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)B起先振動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A已振動(dòng)了2個(gè)周期[解析]波的周期為T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50)s＝0.02s，A項(xiàng)錯(cuò)誤；波的波長(zhǎng)為λ＝vT＝50×0.02m＝1m，B項(xiàng)正確；由于波源O的起振方向豎直向上，故A、B兩點(diǎn)的起振方向均豎直向上，C項(xiàng)正確；從O傳到B的時(shí)間為tB＝eq\f(OB,v)＝eq\f(3.25,50)