
考點一 波的形成及傳播 (1-2T)
考點二 波動圖像(3-13T)
考點三 波動圖像與振動圖像的綜合應(yīng)用(14-20T)
考點四 波傳播的周期性與多解性問題(21-28T)
考點五 波特有的現(xiàn)象:波的干涉、衍射 多普勒效應(yīng)(29-36T)
考點一 波的形成及傳播
1.機械波的形成條件:①有波源.②有介質(zhì).
2.波的形成:波源的振動帶動相鄰的質(zhì)點開始振動,這個質(zhì)點又帶動更遠一些的質(zhì)點,這樣依次帶動下去使后振動的質(zhì)點依次重復(fù)前面質(zhì)點的振動,從而在介質(zhì)中形成機械波.由于每一個質(zhì)點都在重復(fù)波源的振動所以每一個質(zhì)點的起振方向都與波源起振方向相同.
3.機械波向前傳播的是振動這種運動形式,各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移.
4.橫波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波,橫波有波峰和波谷.
5.縱波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波,縱波有密部和疏部.
1.(多選)關(guān)于波的形成和特點,下列說法正確的是( )
A.隨著波的傳播,介質(zhì)中各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動
B.隨著波的傳播,介質(zhì)中的各質(zhì)點也將由近及遠地遷移出去
C.傳播波的過程中相鄰各質(zhì)點間必有相互作用力
D.某一橫波在介質(zhì)中沿水平方向傳播,介質(zhì)中的質(zhì)點必沿豎直方向上下振動
2.關(guān)于橫波和縱波,下列說法正確的是( )
A.對于橫波和縱波,質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向有時相同,有時相反
B.對于縱波,質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向一定相同
C.形成縱波的質(zhì)點隨波一起遷移
D.空氣介質(zhì)中只能傳播縱波
考點二 波動圖像
1.波動圖像表示在波的傳播方向上,某一時刻各質(zhì)點離開平衡位置的位移。
2.波形圖的橫坐標表示沿波傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置,縱坐標表示該時刻各個質(zhì)點離開平衡位置的位移。
3.波長、波速、頻率(或周期)
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(zhì)點間的距離。波長由介質(zhì)和波源共同決定。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。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)波速(v):波在介質(zhì)中的傳播速度,波速由介質(zhì)決定。
3)頻率(f):波的頻率由波源決定,波的頻率等于波源振動的頻率。
4)波長、頻率(或周期)和波速的關(guān)系:v=eq \f(λ,T)=λf。
4.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)每一個質(zhì)點都在重復(fù)波源的振動,所以任一質(zhì)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。
5.波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法
3.(2022·蘇錫常鎮(zhèn)四市5月第二次調(diào)研)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。下列說法中正確的是( )
A.此時刻質(zhì)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
4.(多選)如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖,傳播方向向左,則此時刻有( )
A.各質(zhì)點的位移都為5 cm
B.x=2 m處的質(zhì)點速度沿y軸正方向
C.x=4 m處的質(zhì)點加速度方向沿y軸正方向
D.x=8 m處的質(zhì)點速度為正的最大值
5.一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播,如圖所示為此波在某一時刻的波形圖,并且此時振動還只發(fā)生在M、N之間,已知此波的周期為T,Q質(zhì)點的速度方向在波形圖中是向下的,下列說法正確的是( )
A.波源是M,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間T
B.波源是N,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間eq \f(3T,4)
C.波源是N,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間eq \f(T,4)
D.波源是M,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間eq \f(T,4)
6.(多選)如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖,此時刻質(zhì)點F的振動方向如圖所示.則( )
A.該波向右傳播
B.質(zhì)點B和D的運動方向相同
C.質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置
D.此時質(zhì)點F和H的加速度相同
7.如圖所示x軸上,波源在原點O處,Oa=3 m,Ob=4 m,Oc=6 m.t=0時,波源從平衡位置開始豎直向上振動,形成分別沿x軸向正方向和負方向傳播的簡諧橫波,t=6 s時,質(zhì)點a第一次到達最高點,同時質(zhì)點c剛好開始振動.下列說法正確的是( )
A.該波的周期為12 s
B.該波的波速為0.5 m/s
C.t=6 s時b處的質(zhì)點正在向下運動
D.若波源停止振動,則a、b、c三點處的質(zhì)點將同時停止振動
8.(2022·濟南二模)空間中有一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時位于O點的波源開始振動。0.4 s時的波形如圖所示,波源的位移y=2 cm,下列說法正確的是( )
A.波源起振方向是沿y軸負方向
B.波源的振動周期是0.8 s
C.簡諧波的波長為4.2 m
D.再經(jīng)過0.64 s時,x=4 m處的質(zhì)點到達波峰
9.(多選)如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖,P是平衡位置為處的質(zhì)點,Q是平衡位置為處的質(zhì)點,若質(zhì)點Q相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為4s,則下列說法正確的是( )
A.該波的傳播速度
B.從圖示計時,若P點比Q先到達波峰,則波的傳播方向沿x軸正向
C.P、Q兩質(zhì)點的振動方向總是相反
D.若波沿x軸負向傳播,從圖示計時,至少再經(jīng)過1.75s,P、Q兩質(zhì)點的位移才能相同
10.(多選)在某一均勻介質(zhì)中由波源O發(fā)出的簡諧橫波沿x軸傳播,某時刻的波形如圖所示,其波速為5 m/s,則下列說法正確的是( )
A.此時P、Q兩點運動方向相同
B.再經(jīng)過0.5 s質(zhì)點N剛好位于(-5 m,20 cm)位置
C.該波只有遇到2 m的障礙物才能發(fā)生明顯衍射
D.波的頻率與波源的振動頻率無關(guān)
11. (2022·全國甲卷)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(zhì)中平衡位置在坐標原點的質(zhì)點A在t = 0時刻的位移,該波的波長為______m,頻率為______Hz,t = 2s時刻,質(zhì)點A______(填“向上運動”“速度為零”或“向下運動”)。
12.一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波,在t=0時刻的波形如圖14所示,質(zhì)點振動的振幅為5 cm,P、Q兩點的坐標分別為(-1 m,0)和(-9 m,0),已知t=0.6 s時,P點第一次出現(xiàn)波峰.
(1)這列波的傳播速度多大?
(2)從t=0時刻起,經(jīng)過多長時間Q點第二次出現(xiàn)波谷?
(3)從t=0時刻起到Q點第二次出現(xiàn)波谷過程中,P點通過的路程為多少?
13.(2021·全國甲卷)均勻介質(zhì)中質(zhì)點A、B的平衡位置位于x軸上,坐標分別為0和xB=16 cm。某簡諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為v=20 cm/s,波長大于20 cm,振幅為y=1 cm,且傳播時無衰減。t=0時刻,A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同,運動方向相反,此后每隔Δt=0.6 s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1時刻(t1>0),質(zhì)點A位于波峰。求:
(1)從t1時刻開始,質(zhì)點B最少要經(jīng)過多長時間位于波峰;
(2)t1時刻質(zhì)點B偏離平衡位置的位移。
考點三 波動圖像與振動圖像的綜合應(yīng)用
1.波動形圖表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在某一時刻的位移.
振動圖像表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點”在各個時刻的位移.
2.根據(jù)圖象讀取直接信息:從振動圖象上可直接讀取周期和振幅;從波動圖象上可直接讀取波長和振幅.
3.波動圖像與振動圖像結(jié)合判斷波傳播方向的常用思路:先利用振動圖象確定某一質(zhì)點在某一時刻的振動方向,再利用該質(zhì)點的振動方向結(jié)合波動圖象判斷波傳播的方向.
14.如圖甲所示為一列簡諧橫波在t=0時的波的圖像,圖乙所示為該波中平衡位置位于x=4 m處的質(zhì)點P的振動圖像.下列說法正確的是( )
A.此波的波速為2 m/s
B.此波沿x軸正方向傳播
C.t=0.5 s時質(zhì)點P的速度最大
D.t=1.0 s時質(zhì)點P的加速度最大
15.一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T,波長為λ.若在x=0處質(zhì)點的振動圖像如圖所示,則該波在t=eq \f(T,2)時刻的波形為( )
16.(多選)一列簡諧橫波,沿x軸正向傳播,位于原點的質(zhì)點的振動圖象如圖甲所示;圖乙為該波在某一時刻的波形圖,A點位于x=0.5 m處。下列說法正確的是( )
A.由圖甲可知,位于原點的質(zhì)點振動的振幅是16 cm
B.位于原點的質(zhì)點振動的周期是0.2 s
C.由圖甲,在t=eq \f(T,4)時,位于原點的質(zhì)點離開平衡位置的位移為零
D.該波的傳播速度是20 m/s
17. (2022·山東卷)(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(zhì)點振動圖像如圖所示。當時,簡諧波的波動圖像可能正確的是( )
A. B.
C. D.
18.(多選)一列簡諧橫波在t=eq \f(1,3) s時的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點,圖(b)是質(zhì)點Q的振動圖像。下列表述正確的是( )
A.這列波的傳播方向為沿著x軸負方向
B.t=2 s時質(zhì)點P的加速度方向沿著y軸負方向
C.這列波的傳播速度大小為9 cm/s
D.質(zhì)點Q的平衡位置橫坐標為9 cm
19.(多選)圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10 s時刻的波形圖,P是平衡位置在x=1.0 m處的質(zhì)點,Q是平衡位置在x=4.0 m處的質(zhì)點;圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象.下列說法正確的是( )
A.在t=0.10 s時,質(zhì)點Q向y軸正方向運動
B.在t=0.25 s時,質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同
C.從t=0.10 s到t=0.25 s,該波沿x軸負方向傳播了6 m
D.質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y=0.10sin 10πt(國際單位制)
20.(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,在t=0.125s時的波形如圖甲所示,M、N、P、Q是介質(zhì)中的四個質(zhì)點,已知N、Q兩質(zhì)點平衡位置之間的距離為16m。如圖乙所示為質(zhì)點P的振動圖像。下列說法正確的是( )
A.該波的波速為120m/s
B.該波沿x軸正方向傳播
C.質(zhì)點P的平衡位置位于x=3m處
D.從t=0.125s開始,質(zhì)點Q比質(zhì)點N早s回到平衡位置
考點四 波傳播的周期性與多解性問題
1.波動問題多解的主要因素
(1)周期性
①時間周期性:時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。
②空間周期性:波傳播的距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。
(2)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(zhì)點振動方向不確定。
2.解決波的多解問題的思路
一般先確定一個周期內(nèi)滿足條件的Δt或Δx,則波傳播的周期性t=nT+Δt(n=0,1,2,…);或x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)。
21.(2021·高考山東卷)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,如圖所示,實線為t1=2 s時的波形圖,虛線為t2=5 s時的波形圖。以下關(guān)于平衡位置在O處質(zhì)點的振動圖像,可能正確的是( )
22.(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖(a)是t=0時刻的波形圖,圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖像.由此可知,這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是( )
A.23 m B.1 m C.2 m D.83 m
23.(2022·泰安二輪檢測)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,t=0時刻該波波形如圖中實線所示,此時x=0 處的質(zhì)點沿y軸負向振動;t=2.0 s時刻波形如圖中虛線所示。則( )
A.波的傳播速度可能為0.3 m/s
B.波的傳播速度可能為0.9 m/s
C.此列波的波長為0.8 m
D.此列波沿x軸負向傳播
24.(多選)(2021·湖北卷)一列簡諧橫波沿 x軸傳播,在t=0時刻和t=1 s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示.已知x=0處的質(zhì)點在0~1 s內(nèi)運動的路程為4.5 cm.下列說法正確的是( )
A.波沿x軸正方向傳播
B.波源振動周期為1.1 s
C.波的傳播速度大小為13 m/s
D.t=1 s時,x=6 m處的質(zhì)點沿y軸負方向運動
25. (2021·全國乙卷)圖中實線為一列簡諧橫波在某一時刻的波形曲線,經(jīng)過后,其波形曲線如圖中虛線所示。已知該波的周期T大于,若波是沿x軸正方向傳播的,則該波的速度大小為___________,周期為___________s,若波是沿x軸負方向傳播的,該波的周期為___________s。
26.一列簡諧橫波沿x軸傳播,a、b為x軸上相距0.5 m的兩質(zhì)點,如圖甲所示.兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖乙、丙所示.
(1)當該波在該介質(zhì)中傳播的速度為2.5 m/s時,求該波的波長;
(2)若該波的波長大于0.3 m,求可能的波速.
27.如圖中實線是一列簡諧橫波在t1=0時刻的波形,虛線是這列波在t2=0.5 s時刻的波形.
(1)寫出這列波的波速表達式;
(2)若波速大小為74 m/s,波速方向如何?
28.(2022·潮州第二次教學(xué)質(zhì)檢)一列橫波在x軸上傳播,a、b是x軸上相距sab=6 m的兩質(zhì)點,t=0時,b點正好到達最高點,且b點到x軸的距離為4 cm,而此時a點恰好經(jīng)過平衡位置向上運動。已知這列波的頻率為25 Hz。
(1)求經(jīng)過時間1 s,a質(zhì)點運動的路程;
(2)若a、b在x軸上的距離大于一個波長,求該波的波速。
考點五 波特有的現(xiàn)象:波的干涉、衍射 多普勒效應(yīng)
一.波的干涉
1.條件:兩列波的頻率必須相同。
2.現(xiàn)象:加強區(qū)與減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定干涉圖樣。
3.波的干涉現(xiàn)象中加強點、減弱點的判斷方法
1)公式法
某質(zhì)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。
①當兩波源振動步調(diào)一致時
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動加強;
若Δr=(2n+1)eq \f(λ,2)(n=0,1,2,…),則振動減弱。
②當兩波源振動步調(diào)相反時
若Δr=(2n+1)eq \f(λ,2)(n=0,1,2,…),則振動加強;
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),則振動減弱。
2)圖像法
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,一定是加強點,而波峰與波谷的交點一定是減弱點,各加強點或減弱點各自連接而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(zhì)點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間。
二.波的衍射
1.產(chǎn)生明顯衍射的條件:障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多。
2.現(xiàn)象:波能繞過小孔或障礙物繼續(xù)向前傳播。
三.多普勒效應(yīng)
1.實質(zhì):聲源頻率不變,觀察者接收到的頻率發(fā)生變化。
2.規(guī)律:觀察者靠近波源,觀察者接收的頻率增大;觀察者遠離波源,觀察者接收的頻率減??;觀察者與波源相對靜止,觀察者接收的頻率等于波源的頻率。
3.多普勒效應(yīng)的成因分析
1)接收頻率:觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)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。
29.(多普勒效應(yīng))(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法正確的是( )
A.若聲源向觀察者靠近,則觀察者接收到的頻率大于聲源發(fā)出聲波的頻率
B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源的頻率并未發(fā)生改變
C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動(距離發(fā)生變化)而產(chǎn)生的
D.只有聲波才有多普勒效應(yīng)
30.(2022·梧州3月聯(lián)考)(多選)如圖所示的是水平面上兩列頻率相同的簡諧波在某時刻的疊加情況,圖中實線為波峰,虛線為波谷。已知兩列波的振幅均為2 cm,波速為4 m/s,波長為8 cm,E點是B、D和A、C連線的交點,下列說法中正確的是( )
A.E處質(zhì)點是振動減弱的點
B.B、D處兩質(zhì)點在該時刻的豎直高度差是8 cm
C.A、C處兩質(zhì)點經(jīng)過0.01 s豎直高度差為0
D.經(jīng)0.02 s,B處質(zhì)點通過的路程是8 cm
31.(多選)如圖所示是觀察水波衍射的實驗裝置.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)之間的距離表示一個波長,則關(guān)于波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列描述正確的是( )
A.此時能觀察到波明顯的衍射現(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
32.(2022·浙江高考)(多選)兩列振幅相等、波長均為、周期均為T的簡諧橫波沿同一繩子相向傳播,若兩列波均由一次全振動產(chǎn)生,t=0時刻的波形如圖1所示,此時兩列波相距,則( )
A.時,波形如圖2甲所示
B.時,波形如圖2乙所示
C.時,波形如圖2丙所示
D.時,波形如圖2丁所示
33. (2022·浙江高考)(多選)位于的波源p從時刻開始振動,形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播,在時波源停止振動,時的部分波形如圖所示,其中質(zhì)點a的平衡位置,質(zhì)點b的平衡位置。下列說法正確的是( )
A. 沿x軸正負方向傳播的波發(fā)生干涉
B. 時,波源的位移為正
C. 時,質(zhì)點a沿y軸負方向振動
D. 在0到2s內(nèi),質(zhì)點b運動總路程是2.55m
34.(2022·全國乙卷)介質(zhì)中平衡位置在同一水平面上的兩個點波源和,二者做簡諧運動的振幅相等,周期均為。當過平衡位置向上運動時,也過平衡位置向上運動。若波速為,則由和發(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、平衡位置的距離均為,則兩波在P點引起的振動總是相互______(填“加強”或“削弱”)的;當恰好在平衡位置向上運動時,平衡位置在P處的質(zhì)點______(填“向上”或“向下”)運動。
35.(2022·桂林第一次調(diào)研)甲、乙兩列機械波在同種介質(zhì)中相向而行,甲波振源位于0點,乙波振源位于x=11 m處,在t=0時刻所形成的波形與位置如圖所示,已知v乙=0.2 m/s,則甲、乙兩列機械波相遇________(選填“能”或“不能”)形成穩(wěn)定的干涉圖樣;甲的第1個波谷經(jīng)過________s與乙的第1個波峰第一次相遇;兩列波相遇疊加時,x軸上坐標為5.5 m的點是振動________(選填“加強”或“減弱”)點。
36.(2020·全國卷)一振動片以頻率f做簡諧振動時,固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點,兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上的一點,a、b、c間的距離均為l,如圖所示。已知除c點外,在ac連線上還有其他振幅極大的點,其中距c最近的點到c的距離為eq \f(3,8)l。求:
(ⅰ)波的波長;
(ⅱ)波的傳播速度。“上下坡”法
沿波的傳播方向,“上坡”時質(zhì)點向下振動,“下坡”時質(zhì)點向上振動
“同側(cè)”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(cè)
“微平移”法
將波形沿傳播方向進行微小的平移,再由對應(yīng)同一橫坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向
“帶動法”
先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動的質(zhì)點,在質(zhì)點P靠近振源一方附近的圖象上另找一點P′,若P′在P點上方,則P向上運動;若P′在P點下方,則P向下運動(如右圖所示).
這是一份專題08重力 彈力-2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)重難點逐個突破,文件包含專題08重力彈力原卷版docx、專題08重力彈力解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共21頁, 歡迎下載使用。
這是一份高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點逐個突破專題47機械波(原卷版+解析),共37頁。
這是一份專題47機械波-高三物理一輪復(fù)習(xí)重難點逐個突破,文件包含專題47機械波解析版docx、專題47機械波原卷版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共38頁, 歡迎下載使用。
注冊成功