2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波課時(shí)2機(jī)械波波動(dòng)圖象學(xué)案新人教版

PAGE14-課時(shí)2機(jī)械波波動(dòng)圖象一、機(jī)械波1.形成條件(1)有發(fā)朝氣械振動(dòng)的波源。(2)有傳播介質(zhì),如空氣、水等。2.傳播特點(diǎn)(1)傳播振動(dòng)形式、傳遞能量、傳遞信息。(2)質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移。3.分類機(jī)械波二、描述機(jī)械波的物理量1.波長(zhǎng)λ:在波動(dòng)中振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。用“λ”表示。2.頻率f:在波動(dòng)中,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都是相同的,都等于波源的振動(dòng)頻率。3.波速v、波長(zhǎng)λ和頻率f、周期T的關(guān)系公式:v==λf,機(jī)械波的速度大小由介質(zhì)確定,與機(jī)械波的頻率無(wú)關(guān)。三、機(jī)械波的圖象1.圖象:在平面直角坐標(biāo)系中,用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,用縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移,連接各位移矢量的末端,得出的曲線即為波的圖象,簡(jiǎn)諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線。2.物理意義:某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移。四、波的衍射和干涉1.波的衍射定義:波可以繞過(guò)障礙物接著傳播的現(xiàn)象。2.發(fā)生明顯衍射的條件:只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者小于波長(zhǎng)時(shí),才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。3.波的疊加原理:幾列波相遇時(shí)能保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),接著傳播,在它們重疊的區(qū)域里,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參加這幾列波引起的振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。4.波的干涉(1)定義:頻率相同的兩列波疊加時(shí),某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動(dòng)減弱,這種現(xiàn)象叫波的干涉。(2)條件:兩列波的頻率相同,相位差恒定,振動(dòng)方向在同始終線上。5.干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象,波同時(shí)還可以發(fā)生反射、折射。五、多普勒效應(yīng)由于波源與視察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時(shí),接收到的波的頻率與波源頻率不相等的現(xiàn)象?？键c(diǎn)一機(jī)械波的形成與傳播1.介質(zhì)依存性:機(jī)械波離不開(kāi)介質(zhì)。2.能量信息性:機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式、能量和信息。3.傳播不移性:在傳播方向上,各質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置旁邊振動(dòng),并不隨波遷移。4.時(shí)空重復(fù)性:機(jī)械波傳播時(shí),介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不斷地重復(fù)著振源的振動(dòng)形式。5.周期、頻率同源性:介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期均等于振源的振動(dòng)周期且在傳播中保持不變。6.起振同向性:各質(zhì)點(diǎn)起先振動(dòng)的方向與振源起先振動(dòng)方向相同。7.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的互判圖象方法微平移法:沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D象進(jìn)行一微小平移,然后由兩條波形曲線來(lái)推斷由圖可判定:t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)方向向下,質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)方向向上,質(zhì)點(diǎn)C振動(dòng)方向向下“上、下坡”法:沿著波的傳播方向看,上坡的點(diǎn)向下振動(dòng),下坡的點(diǎn)向上振動(dòng),即“上坡下、下坡上”例如:圖中,A點(diǎn)向上振動(dòng),B點(diǎn)向下振動(dòng),C點(diǎn)向上振動(dòng)逆向描跡法:逆著波的傳播方向用鉛筆描波形曲線,筆頭向上動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上,筆頭向下動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向就向下[典例1]用手握住較長(zhǎng)軟繩的一端連續(xù)上下抖動(dòng),形成一列簡(jiǎn)諧橫波。某一時(shí)刻的波形如圖所示,繩上a,b兩質(zhì)點(diǎn)均處于波峰位置。下列說(shuō)法正確的是()A.a,b兩點(diǎn)之間的距離為半個(gè)波長(zhǎng)B.a,b兩點(diǎn)振動(dòng)起先時(shí)刻相差半個(gè)周期C.b點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)多一次D.b點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)少一次解析:由題圖知a,b兩點(diǎn)之間的距離為一個(gè)波長(zhǎng),a,b兩點(diǎn)振動(dòng)起先時(shí)刻相差一個(gè)周期,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;波是向右傳播的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。答案:D變式1:(多選)如圖所示,在波的傳播方向上有間距相等的六個(gè)質(zhì)點(diǎn)1,2,3,4,5,6,均靜止在各自的平衡位置。一列水平向右傳播的橫波在t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,使1起先由平衡位置向上振動(dòng)。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),質(zhì)點(diǎn)2恰好起先振動(dòng)。則在質(zhì)點(diǎn)1其次次到達(dá)最高點(diǎn),并由最高點(diǎn)向其平衡位置振動(dòng)的時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是(ABD)A.質(zhì)點(diǎn)2,6的加速度漸漸增大B.質(zhì)點(diǎn)3,5的速度漸漸增大C.質(zhì)點(diǎn)4,6向下振動(dòng)D.質(zhì)點(diǎn)2,6向上振動(dòng)解析:依題意,質(zhì)點(diǎn)1其次次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的波的圖象如圖所示,因此在質(zhì)點(diǎn)1由最高點(diǎn)向平衡位置振動(dòng)的時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)2,4,6正在離開(kāi)平衡位置向最大位移處振動(dòng),由a=可知其加速度正在增大,A正確;質(zhì)點(diǎn)3,5正從最大位移處向平衡位置振動(dòng),速度正在增大,B正確;2,6正向上振動(dòng),C錯(cuò)誤,D正確?？键c(diǎn)二波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用1.波的圖象反映了在某時(shí)刻介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移狀況,圖象的橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移,如圖。(1)由圖象可干脆讀取振幅A和波長(zhǎng)λ,以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)由圖象可確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向,并能比較其大小。(3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向。2.波速與波長(zhǎng)、周期、頻率的關(guān)系為v==λf。[典例2](多選)一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=10sin(5πt)cm。關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波,下列說(shuō)法正確的是()A.周期為4.0s B.振幅為20cmC.傳播方向沿x軸正向 D.傳播速度為10m/s解析:由題意知ω=5πrad/s,周期為T(mén)==0.4s,由波的圖象得振幅A=10cm,波長(zhǎng)λ=4m,故波速為v==10m/s,P質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)振動(dòng)方向沿y軸正方向,波向x軸正方向傳播。選項(xiàng)C,D正確。答案:CD變式2:如圖所示為一列在勻稱介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,波速為4m/s,則(C)A.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向沿y軸正方向B.P點(diǎn)振幅比Q點(diǎn)振幅小C.經(jīng)過(guò)Δt=3s,質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程是0.6mD.經(jīng)過(guò)Δt=3s,質(zhì)點(diǎn)P將向右移動(dòng)12m解析:由機(jī)械波沿x軸正方向傳播,利用“帶動(dòng)”原理可知,質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;沿波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,而是在平衡位置旁邊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),并且各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的幅度相同,即振幅相同,選項(xiàng)B,D均錯(cuò)誤;依據(jù)波形圖可知,波長(zhǎng)λ=4m,振幅A=5cm,已知v=4m/s,所以T==1s,Δt=3s=3T,質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程是12A=60cm=0.6m,所以選項(xiàng)C正確。考點(diǎn)三波的干涉和衍射1.干涉和衍射的比較波的干涉波的衍射條件兩列波的頻率必需相同明顯條件:障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多現(xiàn)象形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開(kāi)的穩(wěn)定的干涉圖樣波能夠繞過(guò)障礙物或孔接著向前傳播2.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的推斷現(xiàn)象推斷法:若某點(diǎn)總是波峰與波峰或波谷與波谷相遇,該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn);若總是波峰與波谷相遇,則為減弱點(diǎn)。3.波的干涉的兩點(diǎn)提示(1)干涉時(shí),振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的,并非隨時(shí)間變更。(2)干涉時(shí),加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了,并非任一時(shí)刻的位移都最大;減弱的點(diǎn)只是振幅小了,也并非任一時(shí)刻的位移都最小。4.波的衍射的三點(diǎn)留意(1)并非只有縫、孔或障礙物很小時(shí)才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,明顯衍射的條件是縫、孔或障礙物與波長(zhǎng)相比相差不多或比波長(zhǎng)小,而不是要求縫、孔或障礙物肯定要小。(2)任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,衍射不須要條件。(3)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象須要肯定的條件。[典例3]如圖所示,P為橋墩,A為靠近橋墩浮出水面的葉片,波源S連續(xù)振動(dòng),形成水波,此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)。為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng),可用的方法是()A.提高波源頻率B.降低波源頻率C.增加波源距橋墩的距離D.減小波源距橋墩的距離解析:葉片A之所以不動(dòng),是因?yàn)樗ú荒芾@過(guò)橋墩傳過(guò)來(lái),也就是說(shuō)水波衍射不太明顯,而發(fā)生明顯衍射的條件是,障礙物的尺寸與波長(zhǎng)差不多,所以要讓葉片A振動(dòng)起來(lái)的方法只能是減小橋墩的尺寸或增大水波的波長(zhǎng),水波的速度肯定,降低頻率會(huì)增大波長(zhǎng),提高頻率會(huì)減小波長(zhǎng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;變更波源與橋墩的距離不會(huì)讓衍射現(xiàn)象更明顯,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤。答案:B變式3:兩波源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(B)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:由題圖知,兩列波的波長(zhǎng)不相等,不滿意波的干涉條件,故選項(xiàng)B正確,A,C,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)四多普勒效應(yīng)和惠更斯原理1.多普勒效應(yīng)(1)定義:當(dāng)波源與視察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時(shí),視察者接收到的波的頻率會(huì)發(fā)生變更。(2)規(guī)律①波源與視察者假如相互靠近,視察者接收到的頻率增大;②波源與視察者假如相互遠(yuǎn)離,視察者接收到的頻率減小;③波源和視察者假如相對(duì)靜止,視察者接收到的頻率等于波源的頻率。(3)實(shí)質(zhì):聲源頻率不變,視察者接收到的頻率變更。2.惠更斯原理(1)波面:波在傳播過(guò)程中,振動(dòng)狀態(tài)相同的點(diǎn)構(gòu)成的面叫波面。說(shuō)明:球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)球面;平面波的波面是一個(gè)個(gè)相互平行的平面。(2)波線:用來(lái)表示波的傳播方向的線叫做波線。說(shuō)明:(1)波線是有方向的一簇線,它的方向代表了波的傳播方向。(2)在各向同性的勻稱介質(zhì)中,波線與波面垂直,肯定條件下由波面可確定波線,由波線可確定波面。(3)惠更斯原理:介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn),都可以看成放射子波的波源,其后隨意時(shí)刻,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。說(shuō)明:(1)惠更斯原理只能說(shuō)明波的傳播方向,不能說(shuō)明波的強(qiáng)度。(2)惠更斯原理可以說(shuō)明波的反射和折射。[典例4]如圖表示產(chǎn)朝氣械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的狀況,圖中的圓表示波峰。該圖表示的是()A.干涉現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象C.反射現(xiàn)象D.多普勒效應(yīng)解析:多普勒效應(yīng)是在波源和視察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象,故知該圖表示的是多普勒效應(yīng)。答案:D變式4:(多選)關(guān)于惠更斯原理的理解,下列說(shuō)法正確的是(ACD)A.同一波面上的各點(diǎn)振動(dòng)狀況完全相同B.同一振源的不同波面上的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況肯定不同C.球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D.無(wú)論怎樣的波,波線始終和波面垂直解析:依據(jù)惠更斯原理,介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn),都可以看成放射子波的波源,其后隨意時(shí)刻,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。同一波面上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀況完全相同,選項(xiàng)A正確;不同波面上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況可能相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;球面波是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面,選項(xiàng)C正確;波線始終與波面垂直,選項(xiàng)D正確?？键c(diǎn)五波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的結(jié)合應(yīng)用1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(1)確定振動(dòng)物體在隨意時(shí)刻的位移。如圖所示,對(duì)應(yīng)t1,t2時(shí)刻的位移分別為x1=+7cm,x2=-5cm。(2)確定振動(dòng)的振幅。如圖所示,振幅是10cm。(3)確定振動(dòng)的周期和頻率。振動(dòng)圖象上一個(gè)完整的正弦(余弦)圖形在時(shí)間軸上拉開(kāi)的“長(zhǎng)度”表示周期。由圖可知,OD,AE,BF的間隔都等于振動(dòng)周期,T=0.2s,頻率f==5Hz。(4)確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。例如圖中的t1時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置向位移的正方向運(yùn)動(dòng);在t3時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位置運(yùn)動(dòng)。(5)比較各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)加速度的大小和方向。例如在圖中t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移x1為正,則加速度a1為負(fù);t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移x2為負(fù),則加速度a2為正,又因?yàn)閨x1|>|x2|,所以|a1|>|a2|。2.波的圖象特點(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)(n=0,1,2,3,…)時(shí),它們的振動(dòng)步調(diào)總相反。(3)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。(4)由t時(shí)刻波形圖畫(huà)t+Δt時(shí)刻的波形圖①平移法:先算出經(jīng)Δt時(shí)間波傳播的距離Δx=v·Δt,再把波形沿波的傳播方向平移Δx。當(dāng)Δx>λ,即Δx=nλ+x時(shí),可實(shí)行去整(nλ)留零(x)的方法只需平移x即可。②特別點(diǎn)法:在波形上找特別點(diǎn),如過(guò)平衡位置的點(diǎn)、與它相鄰的波峰和波谷,推斷出這些點(diǎn)經(jīng)過(guò)Δt后的位置,畫(huà)出相應(yīng)的正弦曲線或余弦曲線即可,這種方法只適用Δt=k的狀況。3.振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較波的振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象雖然形態(tài)相同,但所探討的對(duì)象、意義、特點(diǎn)等有所不同。所以,要駕馭兩者的區(qū)分及在某些狀況下兩者的相互轉(zhuǎn)化。比較內(nèi)容振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象探討對(duì)象某一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向全部質(zhì)點(diǎn)圖象意義某一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變更規(guī)律某時(shí)刻全部質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移圖象特點(diǎn)圖象信息(1)周期、振幅(2)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移(3)速度、加速度的方向(1)波長(zhǎng)、振幅(2)隨意一質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻的位移(3)隨意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向圖象變更隨時(shí)間推移圖象持續(xù),但已有形態(tài)不變隨時(shí)間推移,圖象沿傳播方向平移一個(gè)完整曲線對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)一個(gè)周期一個(gè)波長(zhǎng)[典例5]圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=1.25s時(shí)的波形圖,已知c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的晚0.5s起振,則圖乙所示振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于()A.a<x<b B.b<x<c C.c<x<d D.d<x<e解析:由c位置的質(zhì)點(diǎn)比a位置的質(zhì)點(diǎn)晚0.5s起振可知,波沿x軸正方向傳播,由波動(dòng)圖象知,a,c相距半個(gè)波長(zhǎng),=0.5s,周期T=1s,故在t=1.25s內(nèi)波沿傳播方向傳播的距離Δx=λ。因此,作出t=0時(shí)的波形圖和各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,如圖所示。由題中yt圖象知t=0,質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向振動(dòng),則振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)可能位于O與a之間或d與e之間。故選項(xiàng)D正確,A,B,C錯(cuò)誤。答案:D變式5:一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖乙所示,則該波的傳播方向和波速分別是(A)A.沿x軸負(fù)方向,60m/s B.沿x軸正方向,60m/sC.沿x軸負(fù)方向,30m/s D.沿x軸正方向,30m/s解析:由題圖甲知,波長(zhǎng)λ=24m,由題圖乙知T=0.4s。依據(jù)v=可求得v=60m/s,故C,D項(xiàng)錯(cuò)誤。依據(jù)“同側(cè)法”可推斷出波的傳播方向沿x軸負(fù)方向,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。1.(振動(dòng)方向的推斷)(多選)取向上為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的正方向,得到如圖所示的兩個(gè)圖象,則圖象上A,B兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是(AC)A.A點(diǎn)向下 B.A點(diǎn)向上C.B點(diǎn)向下 D.B點(diǎn)向上解析:題圖甲表示的是波的圖象,由于波沿x軸負(fù)方向傳播,所以圖甲中質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向向下,A正確,B錯(cuò)誤;題圖乙表示的是振動(dòng)圖象,在圖乙中B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)向下運(yùn)動(dòng)(因?yàn)橄乱粫r(shí)刻位移為負(fù)值),C正確,D錯(cuò)誤。2.(波的傳播方向與振動(dòng)方向的關(guān)系)(多選)在勻稱介質(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)m,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=12m處,波形圖象如圖所示,則(AB)A.此后再經(jīng)6s該波傳播到x=24m處B.M點(diǎn)在此后第3s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向C.波源起先振動(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=-3m處所需時(shí)間是2s解析:波的周期T==4s,波長(zhǎng)λ=8m,波速v==2m/s,則再經(jīng)過(guò)6s,波傳播的距離為x=vt=12m,該波將傳播到x=24m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,M點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正向,選項(xiàng)B正確;因波傳播到x=12m處時(shí),質(zhì)點(diǎn)向y軸正向振動(dòng),故波源起先振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正向,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;M點(diǎn)第一次到達(dá)y=-3m處所需的時(shí)間小于=2s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(波長(zhǎng)、波速和頻率之間的關(guān)系)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6m,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(C)A.4m,6m和8m B.6m,8m和12mC.4m,6m和12m D.4m,8m和12m解析:依據(jù)題意,可能的波形有三種,如圖所示:則=6m,λ1=12m,λ2=6m,λ3=6m,λ3=4m。4.(波的干涉和衍射)(多選)圖中S為在水面上振動(dòng)的波源,M,N是水面上的兩塊擋板,其中N板可以上下移動(dòng),兩板中間有一狹縫,此時(shí)測(cè)得A處水面沒(méi)有振動(dòng),為使A處水也能發(fā)生振動(dòng),可采納的方法是(BD)A.使波源的頻率增大B.使波源的頻率減小C.移動(dòng)N使狹縫的間距增大D.移動(dòng)N使狹縫的間距減小解析:使孔滿意明顯衍射的條件即可,或?qū)⒖鬃冃?或?qū)⒉ㄩL(zhǎng)變大,選項(xiàng)B,D正確。5.一簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播,波長(zhǎng)為λ,周期為T(mén)。t=0時(shí)刻的波形如圖1所示,a,b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖2是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法中正確的是(D)A.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大B.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的小C.圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)D.圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)解析:依據(jù)題圖1所示的波動(dòng)圖象,由于波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻a點(diǎn)速度為零,b點(diǎn)速度最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a位移最大,所受回復(fù)力最大,加速度最大,質(zhì)點(diǎn)b處于平衡位置,位移為零,回復(fù)力為零,加速度為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;依據(jù)題圖1所示的波動(dòng)圖象,由于波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)a從正的最大位移處向下運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)b從平衡位置向下運(yùn)動(dòng),所以題圖2可以表示質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。1.(2024·浙江1月選考,16)(多選)如圖所示,波源O垂直于紙面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),所激發(fā)的橫波在勻稱介質(zhì)中向四周傳播,圖中虛線表示兩個(gè)波面。t=0時(shí),離O點(diǎn)5m的A點(diǎn)起先振動(dòng);t=1s時(shí),離O點(diǎn)10m的B點(diǎn)也起先振動(dòng),此時(shí)A點(diǎn)第五次回到平衡位置,則(AB)A.波的周期為0.4sB.波的波長(zhǎng)為2mC.波速為5m/sD.t=1s時(shí)AB連線上有4個(gè)點(diǎn)處于最大位移解析:由題意知T=1s,則T=0.4s,速度v==5m/s,波長(zhǎng)λ=vT=2m,選項(xiàng)A,B正確,C錯(cuò)誤;依據(jù)題意,A點(diǎn)所在波面上的全部點(diǎn)振動(dòng)狀況完全相同,設(shè)AB連線上的隨意一點(diǎn)C與O點(diǎn)連線交A點(diǎn)所在波面于點(diǎn)D,由于A點(diǎn)此時(shí)處于平衡位置,只要CD間的距離滿意x′=+n·,則C點(diǎn)處于最大位移,由于A,B之間相差λ,所以n可以取0,1,2,3,4,即應(yīng)當(dāng)有5個(gè)點(diǎn)位于最大位移,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2024·浙江4月選考,16)(多選)兩列頻率相同、振幅均為A的簡(jiǎn)諧橫波P,Q分別沿+x和-x軸方向在同一介質(zhì)中傳播,兩列波的振動(dòng)方向均沿y軸。某時(shí)刻兩波的波面如圖所示,實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰。a,b,c為三個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn),d為b,c中間的質(zhì)點(diǎn)。下列推斷正確的是(CD)A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2AB.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動(dòng)C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿-y軸解析:質(zhì)點(diǎn)a和c是波峰與波谷相遇處,振動(dòng)減弱,振幅為兩波振幅差,即等于零,故a,c此時(shí)位移為零,A錯(cuò)誤,C正確;質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)加強(qiáng),振幅為2A,B錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻,d點(diǎn)為兩振動(dòng)的疊加,P波在d點(diǎn)向下振動(dòng),Q波在d點(diǎn)向下振動(dòng),故合振動(dòng)方向向下,D正確。3.(2024·浙江4月選考,15)(多選)一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波,當(dāng)波傳到=2.0m處的P點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí),該時(shí)刻波形如圖所示。t=0.9s時(shí),觀測(cè)到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置。下列說(shuō)法正確的是(BCD)A.波速為0.5m/sB.經(jīng)1.4s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70cmC.t=1.6s時(shí),x=4.5m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡(jiǎn)諧橫波的頻率肯定為2.5Hz解析:由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系可知,起振方向?yàn)樨Q直向上。P點(diǎn)第三次到達(dá)波峰時(shí),滿意(2+)T=0.9s,則T=0.4s,所以波速v==5m/s,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于t=1.4s為3.5個(gè)周期,每個(gè)周期路程為20cm,1.4s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P的路程為70cm,所以B正確。經(jīng)過(guò)t=s=0.5s,質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)形式傳到Q,t=1.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q已振動(dòng)1.1s,即振動(dòng)了2T,質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷,選項(xiàng)C正確。要發(fā)生干涉現(xiàn)象,另外一列波的頻率與該波肯定相同,即f==Hz=2.5Hz,選項(xiàng)D正確。4.(2024·浙江11月選考,16)(多選