A.B.
C.D.
2.(2024?開福區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,點(diǎn)為振源,其頻率為,所產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,波速為,、是波傳播途中的質(zhì)點(diǎn),已知,,則當(dāng)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)
A.質(zhì)點(diǎn)在波峰
B.質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)
C.質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)
D.質(zhì)點(diǎn)在波谷
3.(2024?龍鳳區(qū)校級(jí)模擬)、兩波源分別位于軸和處,產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿軸正方向和負(fù)方向傳播,振幅分別為和。時(shí)刻兩波源同時(shí)開始起振,時(shí)的波形圖如圖所示,此刻平衡位置在軸和處的兩質(zhì)點(diǎn)剛要開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)、的平衡位置分別為坐標(biāo)原點(diǎn)和處,則
A.兩波源的起振方向均沿軸負(fù)方向
B.兩列簡(jiǎn)諧橫波的波速均為
C.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為
D.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為
4.(2024?光明區(qū)校級(jí)模擬)一列沿軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為,已知,則下列說法正確的是
A.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向運(yùn)動(dòng)
B.波的周期為
C.波的頻率為
D.波的傳播速度為
5.(2024?城中區(qū)校級(jí)三模)一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,在時(shí)刻和時(shí)刻的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知波源振動(dòng)周期大于。下列說法正確的是
A.波一定沿軸正方向傳播
B.波源振動(dòng)周期一定為
C.波的傳播速度大小可能為
D.處的質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程可能為
6.(2024?河南二模)如圖所示,為甲、乙兩列波在相同均勻介質(zhì)中傳播的波形圖,下列說法正確的是
A.甲、乙波長(zhǎng)之比B.甲、乙振幅之比
C.甲、乙波速之比D.甲、乙周期之比
7.(2024?玄武區(qū)模擬)魚洗最早是在先秦時(shí)期使用的一種金屬制盥洗用具,它的大小像一個(gè)洗臉盆,底部是扁平的,盆沿左右各有一個(gè)把柄,稱為雙耳。魚洗最奇妙的地方是,用雙手有節(jié)奏地摩擦盆邊雙耳,摩擦得法,可噴出水柱。下列說法正確的是
A.該現(xiàn)象是波的衍射形成的
B.魚洗中的水位越低,噴出的水柱越高
C.雙手摩擦越快,這種現(xiàn)象就越明顯
D.魚洗產(chǎn)生了共振而使水劇烈振蕩
8.(2024?新余二模)光滑水平面上平行且兩端對(duì)齊放置兩根完全相同的軟繩,甲、乙兩名同學(xué)站在同一側(cè)用手分別握住一根繩的端點(diǎn),在水平面上沿垂直于繩的方向擺動(dòng),形成沿軸正方向傳播的兩列簡(jiǎn)諧波。某時(shí)刻兩列波的波動(dòng)圖像分別如圖甲、乙所示,此時(shí)兩列波分別傳到離手和處。下列說法正確的是
A.甲、乙兩名同學(xué)手?jǐn)[動(dòng)的周期相等
B.甲、乙兩名同學(xué)手同時(shí)開始擺動(dòng)
C.甲、乙兩名同學(xué)手的起振方向相同
D.此時(shí)圖乙所示的波中處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿軸負(fù)方向
9.(2024?梅州一模)某同學(xué)漂浮在海面上,水面波正平穩(wěn)地以的速率向著海灘傳播。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為。下列說法錯(cuò)誤的是
A.水面波是一種機(jī)械波B.該水面波的頻率為
C.該水面波的波長(zhǎng)為D.該同學(xué)將被水面波推向岸邊
10.(2024?長(zhǎng)春一模)同一均勻介質(zhì)中,位于和處的兩個(gè)波源沿軸振動(dòng),形成了兩列相向傳播的簡(jiǎn)諧橫波和,波沿軸正方向傳播,波沿軸負(fù)方向傳播。在時(shí)兩波源間的波形如圖所示,、為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),波的波速為,則
A.波的周期為
B.質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)沿軸正方向運(yùn)動(dòng)
C.時(shí),質(zhì)點(diǎn)位于最大位移處
D.當(dāng)兩列波都傳到質(zhì)點(diǎn)后,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)
二.多選題(共5小題)
11.(2024?九龍坡區(qū)模擬)一列沿軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波,從某時(shí)刻開始,介質(zhì)中位置在處的質(zhì)點(diǎn)和在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖甲和圖乙。下列說法正確的是
A.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為
B.質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置時(shí),質(zhì)點(diǎn)一定在波谷且向軸正方向振動(dòng)
C.若波沿軸正方向傳播,這列波的最大傳播速度為
D.若波沿軸負(fù)方向傳播,這列波的最大傳播速度為
12.(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖(a)所示,一簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中由點(diǎn)向點(diǎn)直線傳播,、相距。當(dāng)波傳到點(diǎn)開始計(jì)時(shí),、兩點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間圖像如圖(b)。則
A.點(diǎn)起振方向沿軸正方向B.點(diǎn)起振方向沿軸負(fù)方向
C.波的傳播速度可能為D.波的傳播速度可能為
13.(2024?昆明一模)均勻介質(zhì)中,波源產(chǎn)生沿軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,如圖甲所示,、、為軸上的質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)(圖中未畫出)位于處,波源在之間。時(shí)刻,波源開始振動(dòng),從此刻開始、兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是
A.波源位于處
B.波速大小為
C.質(zhì)點(diǎn)起振后,其振動(dòng)步調(diào)與質(zhì)點(diǎn)相反
D.時(shí),質(zhì)點(diǎn)位于波谷
14.(2024?山東)甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿軸相向傳播,波速均為。時(shí)刻二者在處相遇,波形圖如圖所示。關(guān)于平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是
A.時(shí),偏離平衡位置的位移為0
B.時(shí),偏離平衡位置的位移為
C.時(shí),向軸正方向運(yùn)動(dòng)
D.時(shí),向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
15.(2024?未央?yún)^(qū)校級(jí)模擬)如圖(a),在均勻介質(zhì)中有、、和四點(diǎn),其中、、三點(diǎn)位于同一直線上,,,垂直。時(shí),位于、、處的三個(gè)完全相同的橫波波源同時(shí)開始振動(dòng),振動(dòng)圖像均如圖(b)所示,振動(dòng)方向與平面垂直,已知波長(zhǎng)為。下列說法正確的是
A.這三列波的波速均為
B.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)
C.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
D.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的距離為0
E.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是
三.填空題(共5小題)
16.(2024?四川模擬)如圖(a)所示,水平面上、、、四點(diǎn)構(gòu)成一矩形,兩波源分別位于、兩點(diǎn);兩波源振動(dòng)規(guī)律如圖(b)所示,已知、兩波源產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧波傳到點(diǎn)的時(shí)間差是,,,則兩列波的波長(zhǎng)均為 ,、兩點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律 (填“相同”或“不同” ,、兩點(diǎn)所在的直線共有 個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)。
17.(2024?廈門三模)一簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子和水平彈簧振子組成,如圖所示。在一次地震中,地震波中的橫波和縱波傳播速率分別為和,震源在地震儀下方,觀察到兩振子開始振動(dòng)的時(shí)間相差,則 (選填“”或“” 振子先開始振動(dòng),震源距地震儀距離為 。
18.(2024?鯉城區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,時(shí)刻的波形如圖所示,、兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于和處,時(shí)刻,、兩質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移相同,質(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)滯后,則波沿軸 (填“正向”或“負(fù)向” 傳播;質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期 ;從時(shí)刻起,再經(jīng) ,點(diǎn)速度第一次與時(shí)刻的速度相同。
19.(2024?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播,如圖所示,實(shí)線為時(shí)的波形圖,虛線為時(shí)的波形圖,周期,質(zhì)點(diǎn)的平衡位置為。該橫波傳播的速度大小為 ,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為 ,該橫波遇到棱長(zhǎng)為的正方體, (選填“會(huì)”或“不會(huì)” 發(fā)生明顯衍射。
20.(2024?重慶模擬)(1)一列橫波某時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像。若波沿軸負(fù)向傳播,圖乙為 點(diǎn)(選填、、、中的一個(gè)點(diǎn))的振動(dòng)圖像。
(2)圖丙中的橫波正在沿軸正向傳播,波速為,試畫出經(jīng)過后的波形曲線。(在圖上畫圖時(shí)請(qǐng)同學(xué)們用虛線畫)
四.解答題(共5小題)
21.(2024?煙臺(tái)一模)如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸負(fù)向傳播,圖中實(shí)線是時(shí)刻的波形圖,虛線為時(shí)刻的波形圖,實(shí)線為時(shí)刻的波形圖。
(1)求時(shí)刻,位于處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移;
(2)若該波傳播速度小于,求該波波速。
22.(2024?青羊區(qū)校級(jí)三模)軸上的波源、分別位于和處,時(shí)刻兩波源同時(shí)開始振動(dòng),產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波沿、連線相向傳播,時(shí)兩列波的圖像如圖所示。質(zhì)點(diǎn)的平衡位置位于處,求:
(1)兩列波傳播速度的大??;
(2)質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻到時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程。
23.(2024?江蘇二模)一列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿軸方向傳播,時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在處,質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在處,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。求:
(1)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程;
(2)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰的最短時(shí)間。
24.(2024?德陽模擬)如圖(a)所示,同種均勻介質(zhì)中的兩波源、分別位于軸上和處,時(shí)刻兩波源同時(shí)開始持續(xù)振動(dòng)并相向傳播,其振動(dòng)圖像如圖(b)和圖(c)所示,時(shí)平衡位置位于處的質(zhì)點(diǎn)剛剛開始振動(dòng)。求:
(ⅰ)波長(zhǎng)的大?。?br>(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)起振后的振動(dòng)方程和起振后內(nèi)振動(dòng)的路程。
25.(2024?江蘇模擬)如圖所示,實(shí)線和虛線分別是沿軸方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在和時(shí)刻的波形圖,波的周期滿足,求該波的周期和波速。
2025年高考物理壓軸訓(xùn)練10
參考答案與試題解析
一.選擇題(共10小題)
1.(2024?天津)一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿軸傳播,圖1是時(shí)該波的波形圖,圖2是處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。則時(shí)該波的波形圖為
A.B.
C.D.
【答案】
【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問題
【專題】波的多解性;推理法;定量思想;推理論證能力
【分析】根據(jù)振動(dòng)圖像得出振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的周期,結(jié)合波動(dòng)圖像以及確定質(zhì)點(diǎn)的初始位置以及給定時(shí)間對(duì)應(yīng)的振動(dòng)情況分析判斷相應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的位置以及對(duì)應(yīng)的波動(dòng)圖像。
【解答】解:根據(jù)圖2可知,該波的振動(dòng)周期,,當(dāng)時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)位移為正的最大,再經(jīng)過△,可知該質(zhì)點(diǎn)應(yīng)該位于波谷的位置,符合題意的只有,故正確,錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】考查波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的結(jié)合問題,會(huì)根據(jù)圖像找出相關(guān)的信息,會(huì)結(jié)合題意進(jìn)行圖像的判斷。
2.(2024?開福區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,點(diǎn)為振源,其頻率為,所產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,波速為,、是波傳播途中的質(zhì)點(diǎn),已知,,則當(dāng)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)
A.質(zhì)點(diǎn)在波峰
B.質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)
C.質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)
D.質(zhì)點(diǎn)在波谷
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻或某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況
【專題】比較思想;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;理解能力;模型法
【分析】根據(jù)波速公式求出波長(zhǎng),分析、與波長(zhǎng)的關(guān)系,結(jié)合波形,確定此時(shí)刻、兩質(zhì)點(diǎn)所處的位置和運(yùn)動(dòng)方向。
【解答】解:、根據(jù)波速公式可得,該波的波長(zhǎng)為,則,質(zhì)點(diǎn)與的振動(dòng)情況始終相反,當(dāng)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng),故錯(cuò)誤,正確;
、因,則當(dāng)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)在波峰,速度為零,故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查波上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律,對(duì)這類題目應(yīng)掌握住波上相距波長(zhǎng)整數(shù)倍的各點(diǎn)振動(dòng)情況相同,相距半波長(zhǎng)奇數(shù)倍的各點(diǎn)振動(dòng)情況相反,會(huì)根據(jù)振動(dòng)情況畫波形圖分析。
3.(2024?龍鳳區(qū)校級(jí)模擬)、兩波源分別位于軸和處,產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿軸正方向和負(fù)方向傳播,振幅分別為和。時(shí)刻兩波源同時(shí)開始起振,時(shí)的波形圖如圖所示,此刻平衡位置在軸和處的兩質(zhì)點(diǎn)剛要開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)、的平衡位置分別為坐標(biāo)原點(diǎn)和處,則
A.兩波源的起振方向均沿軸負(fù)方向
B.兩列簡(jiǎn)諧橫波的波速均為
C.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為
D.內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為
【答案】
【考點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像問題;波的疊加
【專題】定量思想;推理法;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;推理論證能力
【分析】、根據(jù)波形平移法判斷;
、結(jié)合題意,利用平均速度公式計(jì)算;
、利用波長(zhǎng)計(jì)算周期,然后利用平均速度公式計(jì)算振動(dòng)從不同位置傳播到點(diǎn)的時(shí)間,然后計(jì)算路程;
、利用平均速度公式計(jì)算振動(dòng)從不同位置傳播到點(diǎn)的時(shí)間,再計(jì)算振幅,然后計(jì)算總路程。
【解答】解:、根據(jù)波形平移法可知,時(shí)和兩處的質(zhì)點(diǎn)的起振方向均沿軸正方向,則兩波源的起振方向均沿軸正方向,故錯(cuò)誤;
、根據(jù)題意可知兩列簡(jiǎn)諧橫波的波速均為
代入數(shù)據(jù)解得
故錯(cuò)誤;
.由圖像可知兩波的波長(zhǎng)均為,則周期為
代入數(shù)據(jù)解得
時(shí),和兩處的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)所用的時(shí)間分別為
代入數(shù)據(jù)解得△,△
可知內(nèi)質(zhì)點(diǎn)只由右邊波源引起振動(dòng)了,由于
則內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為
故錯(cuò)誤;
、時(shí),和兩處的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)所用時(shí)間均為
代入數(shù)據(jù)解得△
可知時(shí)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),且兩波源的起振方向相同,周期相同,可知質(zhì)點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),振幅為
由于
則內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為
故正確。
故選。
【點(diǎn)評(píng)】本題結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像考查學(xué)生分析圖像信息的能力以及利用波的振動(dòng)現(xiàn)象總結(jié)振動(dòng)規(guī)律的能力。
4.(2024?光明區(qū)校級(jí)模擬)一列沿軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示,時(shí)刻的波形如圖中虛線所示,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為,已知,則下列說法正確的是
A.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向運(yùn)動(dòng)
B.波的周期為
C.波的頻率為
D.波的傳播速度為
【答案】
【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;推理法;波的多解性;推理論證能力
【分析】由同側(cè)法判斷質(zhì)點(diǎn)沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng);由圖像得到周期,求得頻率;由圖像得到波長(zhǎng),即可求得波速。
【解答】解:.由同側(cè)法可知,時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故錯(cuò)誤;
.根據(jù)題意可知
,,1,
解得
,,1,
由于
可知
周期
故正確;
.由公式
可得波的頻率為
故錯(cuò)誤;
.由圖可知,該波的波長(zhǎng)為
由公式
可得,波的傳播速度為
故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了波的圖像,學(xué)生能夠從圖像讀出振幅、波長(zhǎng)、周期和各個(gè)位置處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向等相關(guān)物理量;要知道波速、波長(zhǎng)和頻率之間的關(guān)系。
5.(2024?城中區(qū)校級(jí)三模)一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,在時(shí)刻和時(shí)刻的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知波源振動(dòng)周期大于。下列說法正確的是
A.波一定沿軸正方向傳播
B.波源振動(dòng)周期一定為
C.波的傳播速度大小可能為
D.處的質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程可能為
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;方程法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理論證能力
【分析】根據(jù)題意無法判斷波的傳播方向;則根據(jù)波形圖分析波沿方向傳播和沿方向傳播的周期;根據(jù)波形圖可得該波的波長(zhǎng),若波沿方向傳播,根據(jù)求解波速;已知波源振動(dòng)周期大于,一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)路程為,由此分析。
【解答】解:、根據(jù)題意無法判斷波的傳播方向,故錯(cuò)誤;
、若波沿方向傳播,則根據(jù)波形圖可得:
解得:,已知波源振動(dòng)周期大于,則,;
若波沿方向傳播,則根據(jù)波形圖可得:
解得:,已知波源振動(dòng)周期大于,則,,故錯(cuò)誤;
、根據(jù)波形圖可得該波的波長(zhǎng)為,若波沿方向傳播,該波的周期為:
則波速:,故正確;
、已知波源振動(dòng)周期大于,則處的質(zhì)點(diǎn)在內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程:,故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了波的圖像;解答本題關(guān)鍵是要理解波的圖像的變化規(guī)律,能夠根據(jù)圖像直接讀出振幅、波長(zhǎng)和各個(gè)位置處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向,知道波速、波長(zhǎng)和頻率之間的關(guān)系。
6.(2024?河南二模)如圖所示,為甲、乙兩列波在相同均勻介質(zhì)中傳播的波形圖,下列說法正確的是
A.甲、乙波長(zhǎng)之比B.甲、乙振幅之比
C.甲、乙波速之比D.甲、乙周期之比
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】比較思想;圖析法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;理解能力
【分析】根據(jù)圖像直接讀出波長(zhǎng)和振幅,再求波長(zhǎng)之比和振幅之比;甲、乙兩列波在相同均勻介質(zhì)中傳播,波速相等,由波速公式求周期之比。
【解答】解:、根據(jù)題圖可知,甲、乙波長(zhǎng)分別為、,振幅分別為、,則甲、乙波長(zhǎng)之比為,甲、乙振幅之比為,故錯(cuò)誤;
、甲、乙兩列波在相同均勻介質(zhì)中傳播,則甲、乙波速之比,故正確;
、由波速公式可知,波速相等,周期與波長(zhǎng)成正比,則甲、乙周期之比,故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵要知道機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定,與振幅、周期無關(guān)。
7.(2024?玄武區(qū)模擬)魚洗最早是在先秦時(shí)期使用的一種金屬制盥洗用具,它的大小像一個(gè)洗臉盆,底部是扁平的,盆沿左右各有一個(gè)把柄,稱為雙耳。魚洗最奇妙的地方是,用雙手有節(jié)奏地摩擦盆邊雙耳,摩擦得法,可噴出水柱。下列說法正確的是
A.該現(xiàn)象是波的衍射形成的
B.魚洗中的水位越低,噴出的水柱越高
C.雙手摩擦越快,這種現(xiàn)象就越明顯
D.魚洗產(chǎn)生了共振而使水劇烈振蕩
【答案】
【考點(diǎn)】共振及其應(yīng)用;波發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件
【專題】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;定性思想;推理法;理解能力
【分析】根據(jù)共振的條件,物體做受迫振動(dòng)時(shí)的固有周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期時(shí)振幅最大。
【解答】解:、當(dāng)有節(jié)奏地摩擦魚洗雙耳時(shí),會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)振動(dòng)源,振動(dòng)波在水中傳播,相互干擾,因此該現(xiàn)象是波的干涉形成的,故錯(cuò)誤;
、魚洗中的水位越低,水與魚洗壁接觸部分越少,水的振動(dòng)越不明顯,越不易噴出水柱,故錯(cuò)誤;
、當(dāng)摩擦力引起的振動(dòng)頻率和魚洗的固有頻率相等或者相近時(shí),魚洗產(chǎn)生共振,振動(dòng)幅度越大,盆內(nèi)的水花就越高,所以并不是手掌摩擦得越快濺起的水花越高,故錯(cuò)誤,正確。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題以中國(guó)的“魚洗”為情景載體,考查了共振現(xiàn)象和條件,當(dāng)物體做受迫振動(dòng)時(shí)的固有周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期時(shí)振幅最大是解題的關(guān)鍵。
8.(2024?新余二模)光滑水平面上平行且兩端對(duì)齊放置兩根完全相同的軟繩,甲、乙兩名同學(xué)站在同一側(cè)用手分別握住一根繩的端點(diǎn),在水平面上沿垂直于繩的方向擺動(dòng),形成沿軸正方向傳播的兩列簡(jiǎn)諧波。某時(shí)刻兩列波的波動(dòng)圖像分別如圖甲、乙所示,此時(shí)兩列波分別傳到離手和處。下列說法正確的是
A.甲、乙兩名同學(xué)手?jǐn)[動(dòng)的周期相等
B.甲、乙兩名同學(xué)手同時(shí)開始擺動(dòng)
C.甲、乙兩名同學(xué)手的起振方向相同
D.此時(shí)圖乙所示的波中處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿軸負(fù)方向
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題;波的疊加
【分析】根據(jù)波長(zhǎng),由波速求得周期;
由波速得到兩波傳到某一質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間,再根據(jù)疊加原理得到質(zhì)點(diǎn)振動(dòng);
根據(jù)波的傳播方向得到波前振動(dòng)方向,進(jìn)而得到起振方向;
根據(jù)位移的方向,確定加速度方向。
【解答】解:、由題意可知兩列波的傳播速度相同,由甲、乙圖可知,兩列波的波長(zhǎng)不同,則甲、乙兩名同學(xué)手?jǐn)[動(dòng)的周期不相等,故錯(cuò)誤;
、根據(jù)波形平移法可知,甲圖中處的起振方向沿軸負(fù)方向,乙圖中處的起振方向沿軸正方向,而波源的起振方向與質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同,所以兩名同學(xué)手的起振方向不相同,故錯(cuò)誤;
、由于兩列波的傳播速度相同,由甲、乙圖可知,兩列波的傳播距離不同,所以兩名同學(xué)手不是同時(shí)開始振動(dòng),故錯(cuò)誤;
、此時(shí)圖乙所示的波中處質(zhì)點(diǎn)位移方向?yàn)檩S正方向,則加速度方向沿軸負(fù)方向,故正確。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】機(jī)械振動(dòng)問題中,一般根據(jù)振動(dòng)圖或質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得到周期、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向;再根據(jù)波形圖得到波長(zhǎng)和波的傳播方向,從而得到波速及質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),進(jìn)而根據(jù)周期得到路程。
9.(2024?梅州一模)某同學(xué)漂浮在海面上,水面波正平穩(wěn)地以的速率向著海灘傳播。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為。下列說法錯(cuò)誤的是
A.水面波是一種機(jī)械波B.該水面波的頻率為
C.該水面波的波長(zhǎng)為D.該同學(xué)將被水面波推向岸邊
【答案】
【考點(diǎn)】機(jī)械波及其形成與傳播;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系
【專題】比較思想;模型法;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;理解能力
【分析】水面波是一種機(jī)械波。根據(jù)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為,求出周期,從而求得頻率,由波速公式求出波長(zhǎng)。結(jié)合機(jī)械波的特點(diǎn)分析項(xiàng)。
【解答】解:、水面波是一種機(jī)械波,故正確;
、已知從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為,則該水面波的周期為
該水面波的頻率為
,故正確;
、該水面波的波長(zhǎng)為,故正確;
、該同學(xué)只在自己平衡位置附近上下振動(dòng),不會(huì)隨波遷移,故錯(cuò)誤。
本題選錯(cuò)誤的,故選:。
【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí),要注意10個(gè)波峰之間有9個(gè)波長(zhǎng)而不是10個(gè)。要熟練掌握波速、波長(zhǎng)、頻率之間的相互運(yùn)算。
10.(2024?長(zhǎng)春一模)同一均勻介質(zhì)中,位于和處的兩個(gè)波源沿軸振動(dòng),形成了兩列相向傳播的簡(jiǎn)諧橫波和,波沿軸正方向傳播,波沿軸負(fù)方向傳播。在時(shí)兩波源間的波形如圖所示,、為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),波的波速為,則
A.波的周期為
B.質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)沿軸正方向運(yùn)動(dòng)
C.時(shí),質(zhì)點(diǎn)位于最大位移處
D.當(dāng)兩列波都傳到質(zhì)點(diǎn)后,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)
【答案】
【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問題;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系
【專題】定量思想;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理法;推理能力
【分析】簡(jiǎn)諧橫波和在同一均勻介質(zhì)中,波速相等,根據(jù)波長(zhǎng)解得周期,根據(jù)波傳播的周期性分析、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,根據(jù)波的疊加原理分析。
【解答】解:由題知,簡(jiǎn)諧橫波和在同一均勻介質(zhì)中,則
再由題圖可知
則根據(jù)得
故錯(cuò)誤;
由于,且由題圖可看出時(shí)質(zhì)點(diǎn)距波最近,則波先傳播到質(zhì)點(diǎn),則質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故錯(cuò)誤;
由于質(zhì)點(diǎn)距離波和波均為,則經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),則時(shí),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了,即,由于質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下,則經(jīng),質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰,即最大位移處,故正確;
由題圖可知時(shí)質(zhì)點(diǎn)距波波源,距波波源,則質(zhì)點(diǎn)到兩波源的波程差為

則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)減弱,故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】解決該題需要掌握用同側(cè)法分析判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,掌握波速、周期以及波長(zhǎng)的關(guān)系式,能正確分析某段時(shí)間質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過程。
二.多選題(共5小題)
11.(2024?九龍坡區(qū)模擬)一列沿軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波,從某時(shí)刻開始,介質(zhì)中位置在處的質(zhì)點(diǎn)和在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖甲和圖乙。下列說法正確的是
A.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為
B.質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置時(shí),質(zhì)點(diǎn)一定在波谷且向軸正方向振動(dòng)
C.若波沿軸正方向傳播,這列波的最大傳播速度為
D.若波沿軸負(fù)方向傳播,這列波的最大傳播速度為
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理能力
【分析】根據(jù)振動(dòng)方程,結(jié)合、兩點(diǎn)的位置關(guān)系,通過討論波的不同傳播方向分析求解。
【解答】解:根據(jù)圖像可知,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅,周期,初相位,則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為:,故正確;
根據(jù)圖像可知,質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置時(shí),質(zhì)點(diǎn)一定在波谷或者波峰,故無法判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,故錯(cuò)誤;
若波沿軸正方向傳播,根據(jù)圖像可知:,速度最大時(shí),即此時(shí),則波速為:,故正確;
若波沿軸負(fù)方向傳播,根據(jù)圖像可知:,速度最大時(shí),即此時(shí),則波速為:,故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了振動(dòng)圖像,理解不同質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是解決此類問題的關(guān)鍵。
12.(2024?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖(a)所示,一簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中由點(diǎn)向點(diǎn)直線傳播,、相距。當(dāng)波傳到點(diǎn)開始計(jì)時(shí),、兩點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間圖像如圖(b)。則
A.點(diǎn)起振方向沿軸正方向B.點(diǎn)起振方向沿軸負(fù)方向
C.波的傳播速度可能為D.波的傳播速度可能為
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;方程法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理論證能力
【分析】由圖(b)可知,點(diǎn)起振方向沿軸正方向;所有點(diǎn)的起振方向與點(diǎn)的起振方向相同;根據(jù)振動(dòng)圖像求解波速的表達(dá)式分析選項(xiàng)。
【解答】解:、由圖(b)可知,點(diǎn)起振方向沿軸正方向,故正確;
、所有點(diǎn)的起振方向與點(diǎn)的起振方向相同,所以點(diǎn)起振方向沿軸正方向,故錯(cuò)誤;
、根據(jù)圖(b)可知周期,時(shí)刻在波谷、在平衡向上,波由向傳播,則:,
所以:,波速: ,1,
當(dāng)時(shí),,當(dāng) 時(shí),無解,故正確、錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了振動(dòng)圖像;解答本題關(guān)鍵是要理解振動(dòng)圖像隨時(shí)間的變化規(guī)律,能夠根據(jù)圖像直接讀出振幅、周期和各個(gè)時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向,知道波速、波長(zhǎng)和頻率之間的關(guān)系。
13.(2024?昆明一模)均勻介質(zhì)中,波源產(chǎn)生沿軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,如圖甲所示,、、為軸上的質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)(圖中未畫出)位于處,波源在之間。時(shí)刻,波源開始振動(dòng),從此刻開始、兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是
A.波源位于處
B.波速大小為
C.質(zhì)點(diǎn)起振后,其振動(dòng)步調(diào)與質(zhì)點(diǎn)相反
D.時(shí),質(zhì)點(diǎn)位于波谷
【答案】
【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問題;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系
【專題】理解能力;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;圖析法;比較思想
【分析】根據(jù)振動(dòng)圖像讀出波從波源傳到、的時(shí)間,由公式結(jié)合間的距離求解波速,并確定波源的位置坐標(biāo)。根據(jù)對(duì)稱性結(jié)合確定質(zhì)點(diǎn)與振動(dòng)步調(diào)關(guān)系。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間確定其位置。
【解答】解:、時(shí)刻,波源開始振動(dòng),根據(jù)振動(dòng)圖像可知波從波源傳到、的時(shí)間分別為,
根據(jù),其中:,解得波速大小為
則波源到質(zhì)點(diǎn)的距離為,所以波源位于處,故錯(cuò)誤,正確;
、根據(jù)對(duì)稱性可知,質(zhì)點(diǎn)與處質(zhì)點(diǎn)步調(diào)相同。由圖可知,該波的周期,該波的波長(zhǎng)為
質(zhì)點(diǎn)與處質(zhì)點(diǎn)間距離,則質(zhì)點(diǎn)起振后,其振動(dòng)步調(diào)與處質(zhì)點(diǎn)相同,所以質(zhì)點(diǎn)起振后,其振動(dòng)步調(diào)與質(zhì)點(diǎn)相同,故錯(cuò)誤;
、波從質(zhì)點(diǎn)傳到的時(shí)間為,則時(shí),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為,質(zhì)點(diǎn)的起振方向與質(zhì)點(diǎn)起振方向相同,均向上,則時(shí),質(zhì)點(diǎn)位于波谷,故正確。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題時(shí),要分析波的形成過程,結(jié)合對(duì)稱性,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系,分析質(zhì)點(diǎn)間步調(diào)關(guān)系。
14.(2024?山東)甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿軸相向傳播,波速均為。時(shí)刻二者在處相遇,波形圖如圖所示。關(guān)于平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是
A.時(shí),偏離平衡位置的位移為0
B.時(shí),偏離平衡位置的位移為
C.時(shí),向軸正方向運(yùn)動(dòng)
D.時(shí),向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題;波的疊加
【專題】定量思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理論證能力
【分析】根據(jù)波在傳播過程傳遞振動(dòng)形式結(jié)合波傳播過程的疊加原理進(jìn)行分析解答。
【解答】解:由于兩波的波速均為,由圖可知甲的波長(zhǎng)為,乙的波長(zhǎng)為,根據(jù)可得甲的周期,乙的周期,則,對(duì)應(yīng)甲波的,對(duì)應(yīng)乙波的,故甲波向右、乙波向左平移,甲波對(duì)應(yīng)點(diǎn)出現(xiàn)在波谷,乙波對(duì)應(yīng)點(diǎn)出現(xiàn)在平衡位置,則由波的疊加,結(jié)合甲的振幅,乙的振幅為,故點(diǎn)偏離平衡位置的位移為,故錯(cuò)誤,正確;
同理,當(dāng) 時(shí),對(duì)應(yīng)甲波的,對(duì)應(yīng)乙波的,故甲波向右、乙波向左平移,甲波對(duì)應(yīng)點(diǎn)出現(xiàn)在平衡位置,乙波對(duì)應(yīng)點(diǎn)出現(xiàn)在平衡位置,根據(jù)同側(cè)原理法判斷兩列波對(duì)應(yīng)在該點(diǎn)都是沿軸正方向發(fā)生振動(dòng),據(jù)波的疊加可知,時(shí),向軸正方向運(yùn)動(dòng),故正確,錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】考查波的傳播和波的疊加問題,會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和判斷。
15.(2024?未央?yún)^(qū)校級(jí)模擬)如圖(a),在均勻介質(zhì)中有、、和四點(diǎn),其中、、三點(diǎn)位于同一直線上,,,垂直。時(shí),位于、、處的三個(gè)完全相同的橫波波源同時(shí)開始振動(dòng),振動(dòng)圖像均如圖(b)所示,振動(dòng)方向與平面垂直,已知波長(zhǎng)為。下列說法正確的是
A.這三列波的波速均為
B.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)
C.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
D.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的距離為0
E.時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是
【答案】
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題;波的疊加
【專題】定量思想;推理法;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;分析綜合能力
【分析】、根據(jù)題意和圖像可得波長(zhǎng)和周期,根據(jù)可得波速大?。?br>、根據(jù)波速和點(diǎn)到各波源的距離,可知各個(gè)波源在時(shí)沒有把波傳到點(diǎn);
、根據(jù)各波源到點(diǎn)的距離可得各波源把波傳播到處的時(shí)間間隔,根據(jù)時(shí)刻可得各波源讓處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間間隔,根據(jù)圖可知處質(zhì)點(diǎn)所處的位置,則可得結(jié)論;
【解答】解:、由題意可知,由圖可知周期:,則波速:,故正確;
、由幾何關(guān)系可知,由題意可知處波源離點(diǎn)最近,則處波源把波傳到點(diǎn)所需要的時(shí)間:,可知時(shí),各波源還沒有把波傳到點(diǎn),所以處的質(zhì)點(diǎn)還沒有開始振動(dòng),故錯(cuò)誤;
、時(shí),、處波源還沒有把波傳到點(diǎn),處波源已經(jīng)把波傳到點(diǎn),處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間:△△,由圖可知時(shí)刻處的質(zhì)點(diǎn)向軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故正確;
、時(shí),、處波源恰好把波傳到點(diǎn),處波源讓處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間:△△,由圖可知時(shí)刻處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,所以處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的距離為0,故正確;
、時(shí),、處波源把波傳到點(diǎn)的時(shí)間間隔:,、處波源讓處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間:△△,由圖可知、處波源讓處質(zhì)點(diǎn)在波峰,處波源讓處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間:△△,可知處波源讓處質(zhì)點(diǎn)在波谷,可知處的質(zhì)點(diǎn)的位移:,所以處質(zhì)點(diǎn)與平衡位置的距離是,故錯(cuò)誤。
故選:。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了波的疊加、波的振動(dòng)圖像、波速與波長(zhǎng)、周期的關(guān)系,解題的關(guān)鍵是先計(jì)算出各波源把波傳播到處的時(shí)間,再計(jì)算出各波源讓處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間,根據(jù)圖可知處質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻所處的位置。
三.填空題(共5小題)
16.(2024?四川模擬)如圖(a)所示,水平面上、、、四點(diǎn)構(gòu)成一矩形,兩波源分別位于、兩點(diǎn);兩波源振動(dòng)規(guī)律如圖(b)所示,已知、兩波源產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧波傳到點(diǎn)的時(shí)間差是,,,則兩列波的波長(zhǎng)均為 2 ,、兩點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律 (填“相同”或“不同” ,、兩點(diǎn)所在的直線共有 個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)。
【答案】2;相同;5。
【考點(diǎn)】波的疊加;波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系
【專題】推理能力;定量思想;方程法;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題
【分析】、兩波源產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧波傳到點(diǎn)的時(shí)間差是,由此求解波速,由題圖(b)可知兩列波的周期,根據(jù)求解波長(zhǎng);
根據(jù)對(duì)稱性得到、兩點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律相同;
當(dāng)、間的點(diǎn)與、的距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),由此解答。
【解答】解:設(shè)波速為,、兩波源產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧波傳到點(diǎn)的時(shí)間差是,則有:
解得:
由題圖(b)可知兩列波的周期為:
則波長(zhǎng):
、兩波源振動(dòng)情況相同,、兩點(diǎn)到、兩點(diǎn)的距離對(duì)稱,則、兩點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律相同。
由幾何關(guān)系可知:
波長(zhǎng),當(dāng)、間的點(diǎn)與、的距離差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),設(shè)該點(diǎn)到點(diǎn)的距離為,有:
,1,
解得:,,,,
所以、兩點(diǎn)所在的直線共有5個(gè)點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。
故答案為:2;相同;5。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查波的疊加,關(guān)鍵是掌握波長(zhǎng)與波速的關(guān)系,知道振動(dòng)加強(qiáng)的條件。
17.(2024?廈門三模)一簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子和水平彈簧振子組成,如圖所示。在一次地震中,地震波中的橫波和縱波傳播速率分別為和,震源在地震儀下方,觀察到兩振子開始振動(dòng)的時(shí)間相差,則 (選填“”或“” 振子先開始振動(dòng),震源距地震儀距離為 。
【答案】;34。
【考點(diǎn)】橫波和縱波
【專題】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;定量思想;推理法;推理能力
【分析】縱波的速度快,縱波先到;根據(jù)時(shí)間差可解得震源距地震儀的距離。
【解答】解:由于縱波傳播得快,故地震發(fā)生時(shí)縱波先到達(dá)觀測(cè)中心,即先觀察到的是上下振動(dòng)。所以先開始振動(dòng),
設(shè)震源到觀測(cè)中心的距離為,則有
其中,
解得:
故答案為:;34。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式判斷哪個(gè)波先到.同時(shí)明確兩列波的傳播距離相同,但相同性質(zhì)的波的縱波形式比橫波傳播快。
18.(2024?鯉城區(qū)校級(jí)模擬)如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播,時(shí)刻的波形如圖所示,、兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于和處,時(shí)刻,、兩質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移相同,質(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)滯后,則波沿軸 負(fù)向 (填“正向”或“負(fù)向” 傳播;質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期 ;從時(shí)刻起,再經(jīng) ,點(diǎn)速度第一次與時(shí)刻的速度相同。
【答案】負(fù)向,0.8,0.2。
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】圖析法;比較思想;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;理解能力
【分析】根據(jù)質(zhì)點(diǎn)、的振動(dòng)先后判斷波的傳播方向,根據(jù)、間的水平距離和振動(dòng)滯后時(shí)間求周期。讀出波長(zhǎng),求出波速。時(shí)刻,處質(zhì)點(diǎn)的速度與質(zhì)點(diǎn)相同,當(dāng)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)時(shí),點(diǎn)速度第一次與時(shí)刻的速度相同,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所用時(shí)間。
【解答】解:因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)滯后,波先傳到點(diǎn)后傳到點(diǎn),所以波沿軸負(fù)向傳播。
由圖知該波的波長(zhǎng),、兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距△
則,解得:
波速為
時(shí)刻,處質(zhì)點(diǎn)的速度與質(zhì)點(diǎn)相同,當(dāng)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)時(shí),點(diǎn)速度第一次與時(shí)刻的速度相同,所用時(shí)間為

故答案為:負(fù)向,0.8,0.2。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查橫波的圖像,根據(jù)波的傳播特點(diǎn)確定波的傳播方向,波沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)需要一個(gè)周期,關(guān)鍵要熟練運(yùn)用波形平移法分析波的形成過程。
19.(2024?倉(cāng)山區(qū)校級(jí)模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播,如圖所示,實(shí)線為時(shí)的波形圖,虛線為時(shí)的波形圖,周期,質(zhì)點(diǎn)的平衡位置為。該橫波傳播的速度大小為 4 ,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為 ,該橫波遇到棱長(zhǎng)為的正方體, (選填“會(huì)”或“不會(huì)” 發(fā)生明顯衍射。
【答案】4,,會(huì)。
【考點(diǎn)】機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;分析綜合能力
【分析】由圖可得波長(zhǎng)大小,根據(jù)平移法可得波向右平移的距離與波長(zhǎng)的關(guān)系,由此可得該波的周期與△的關(guān)系,進(jìn)而確定該波的周期,求出波速大?。?br>根據(jù)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移且向上振動(dòng),把時(shí)間和位移代入求解;
根據(jù)正方體棱長(zhǎng)與波長(zhǎng)的大小關(guān)系利用明顯衍射的條件分析。
【解答】解:由圖可知波長(zhǎng),波沿軸正方向傳播,實(shí)線波形圖至少向右平移與虛線波形圖重合,所以波向右傳播的距離:△,1,
所以從到的時(shí)間間隔:△,1,
當(dāng)時(shí),代入數(shù)據(jù)解得周期
當(dāng)時(shí),代入數(shù)據(jù)解得周期,此周期不符合題意,舍去。
所以波速;
在時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置且向上振動(dòng),其振動(dòng)方程為;
正方體的棱長(zhǎng),與該波的波長(zhǎng)相等,會(huì)發(fā)生明顯衍射。
故答案為;4,,會(huì)。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了波動(dòng)圖像、波速與波長(zhǎng)周期的關(guān)系、衍射,解題的關(guān)鍵是利用平移法可得波沿著軸正方向傳播的距離,可得波速,注意障礙物的尺寸小于等于波長(zhǎng)是發(fā)生明顯衍射的條件,不是發(fā)生衍射的條件。
20.(2024?重慶模擬)(1)一列橫波某時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像。若波沿軸負(fù)向傳播,圖乙為 點(diǎn)(選填、、、中的一個(gè)點(diǎn))的振動(dòng)圖像。
(2)圖丙中的橫波正在沿軸正向傳播,波速為,試畫出經(jīng)過后的波形曲線。(在圖上畫圖時(shí)請(qǐng)同學(xué)們用虛線畫)
【答案】(1);(2)圖見解析
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專題;推理法;定量思想;推理能力
【分析】(1)根據(jù)同側(cè)法結(jié)合橫波的傳播方向分析圖乙可能為哪點(diǎn)的振動(dòng)圖像。
(2)先計(jì)算內(nèi)波移動(dòng)的距離,可以得到原圖中的點(diǎn)位置移動(dòng)到哪個(gè)位置,在進(jìn)行畫圖即可。
【解答】解:(1)因?yàn)楹?jiǎn)諧橫波是沿軸負(fù)方向傳播的,而圖乙的質(zhì)點(diǎn)在0時(shí)刻的振動(dòng)方向是向上的,根據(jù)同側(cè)法可知,圖乙可能為點(diǎn)的振動(dòng)圖像;
(2)內(nèi)波向前傳播的距離為,后故位置的原圖中位置的振動(dòng)情況相同,因此作出以下圖形如圖虛線;
故答案為:(1);(2)圖見解析
【點(diǎn)評(píng)】該題是一道簡(jiǎn)單的作圖題,波速既然已經(jīng)給出,先計(jì)算指定時(shí)間內(nèi)波移動(dòng)的距離,可以得到原圖中的點(diǎn)位置移動(dòng)到哪個(gè)位置,在進(jìn)行反向畫圖即可。
四.解答題(共5小題)
21.(2024?煙臺(tái)一模)如圖所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸負(fù)向傳播,圖中實(shí)線是時(shí)刻的波形圖,虛線為時(shí)刻的波形圖,實(shí)線為時(shí)刻的波形圖。
(1)求時(shí)刻,位于處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移;
(2)若該波傳播速度小于,求該波波速。
【答案】(1)位于處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為;
(2)該波波速可能為或。
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】計(jì)算題;信息給予題;定量思想;推理法;波的多解性;理解能力
【分析】(1)根據(jù)題意求解時(shí)刻的波動(dòng)方程,然后求解位于處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移;
(2)考慮波傳播的周期性,分別根據(jù)、波形圖和、波形圖求解周期的表達(dá)式,再根據(jù)波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系求波速。
【解答】解:(1)由圖可知,波長(zhǎng),振幅
時(shí)刻的波動(dòng)方程
當(dāng)時(shí),代入數(shù)據(jù)解得;
(2)波沿軸負(fù)方向傳播,由、波形圖可知,在時(shí)刻
其中△,,1,2,
解得
由、波形圖可知,在時(shí)刻
其中△,,1,2,
根據(jù)波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系
聯(lián)立解得
其中,5,8,

其中,3,5,
由于波速小于,解得或者。
答:(1)位于處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為;
(2)該波波速可能為或。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了波動(dòng)方程的求解以及波傳播的周期性,要熟練掌握波長(zhǎng)、波速和周期的關(guān)系。
22.(2024?青羊區(qū)校級(jí)三模)軸上的波源、分別位于和處,時(shí)刻兩波源同時(shí)開始振動(dòng),產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波沿、連線相向傳播,時(shí)兩列波的圖像如圖所示。質(zhì)點(diǎn)的平衡位置位于處,求:
(1)兩列波傳播速度的大??;
(2)質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻到時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程。
【答案】(1)兩列波傳播速度的大小為;
(2)質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻到時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程為。
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;波的疊加
【專題】計(jì)算題;定量思想;圖析法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;分析綜合能力
【分析】(1)由圖讀出波長(zhǎng),確定周期,從而由波速公式算出兩列波傳播速度的大?。?br>(2)根據(jù)題意確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間與周期的關(guān)系,并確定其振幅,再計(jì)算其運(yùn)動(dòng)的路程。
【解答】解:(1)由圖像可知,兩列波的波長(zhǎng),內(nèi)傳播了一個(gè)波長(zhǎng),該波的周期。
兩列波的傳播速度相同,由
解得:
(2)設(shè)再經(jīng)時(shí)間△,兩列波傳播至點(diǎn),則
△△
由題圖知:△
解得:△
,點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間△△
點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),其振幅為
質(zhì)點(diǎn)從開始振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的路程為
答:(1)兩列波傳播速度的大小為;
(2)質(zhì)點(diǎn)從時(shí)刻到時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程為。
【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵要掌握波的疊加原理,確定質(zhì)點(diǎn)的振幅,能根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間與周期的倍數(shù)來求其運(yùn)動(dòng)的路程。
23.(2024?江蘇二模)一列簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿軸方向傳播,時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在處,質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在處,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。求:
(1)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程;
(2)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰的最短時(shí)間。
【答案】(1)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程;
(2)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰的最短時(shí)間。
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理論證能力
【分析】(1)分別由兩圖讀出波長(zhǎng)和周期,根據(jù)求質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程;
(2)根據(jù)甲、乙圖像判知:該波沿軸負(fù)方向傳播,,,根據(jù)求波速,分析右邊最近的波峰的平衡位置,從而解得最短時(shí)間。
【解答】解:(1)由乙圖知,時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),,自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為
(2)時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),根據(jù)同側(cè)法,該波沿軸負(fù)方向傳播,根據(jù)甲圖像可知波長(zhǎng)為,則波速為
在時(shí),質(zhì)點(diǎn)右邊最近的波峰的平衡位置為,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰的最短時(shí)間為
答:(1)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程;
(2)自時(shí)刻起,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰的最短時(shí)間。
【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)振動(dòng)情況來判斷波的傳播方向,抓住振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像之間的內(nèi)在聯(lián)系。
24.(2024?德陽模擬)如圖(a)所示,同種均勻介質(zhì)中的兩波源、分別位于軸上和處,時(shí)刻兩波源同時(shí)開始持續(xù)振動(dòng)并相向傳播,其振動(dòng)圖像如圖(b)和圖(c)所示,時(shí)平衡位置位于處的質(zhì)點(diǎn)剛剛開始振動(dòng)。求:
(ⅰ)波長(zhǎng)的大??;
(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)起振后的振動(dòng)方程和起振后內(nèi)振動(dòng)的路程。
【答案】(?。┎ㄩL(zhǎng)的大小為;
(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)起振后的振動(dòng)方程為、,起振后內(nèi)振動(dòng)的路程為。
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;波的疊加
【專題】定量思想;方程法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;推理論證能力
【分析】的振動(dòng)先到點(diǎn),根據(jù)波速的計(jì)算公式求解波速,由圖、可知,根據(jù)求解波長(zhǎng);
質(zhì)點(diǎn)起振后第一個(gè)周期內(nèi)與波源振動(dòng)相同,求出振幅和角速度,寫出振動(dòng)方程;一個(gè)周期后,兩波疊加,求出振幅,寫出振動(dòng)方程;根據(jù)起振后的振動(dòng)情況求解通過的路程。
【解答】解:時(shí)刻兩波源同時(shí)開始持續(xù)振動(dòng)并相向傳播,時(shí)平衡位置位于處的質(zhì)點(diǎn)剛剛開始振動(dòng),則的振動(dòng)先到點(diǎn)
的波速為:
解得
由圖、可知,波長(zhǎng)為
解得
在質(zhì)點(diǎn)起振后第一個(gè)周期內(nèi)的波還沒有傳播到點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)起振后第一個(gè)周期內(nèi)與波源振動(dòng)相同,則振幅為
解得
質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為:
一個(gè)周期后,兩波在點(diǎn)疊加,兩波起振方向相同,且

點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),振幅為
質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方程為:
質(zhì)點(diǎn)起振后:內(nèi)振動(dòng)的路程為
答:(ⅰ)波長(zhǎng)的大小為;
(ⅱ)質(zhì)點(diǎn)起振后的振動(dòng)方程為、,起振后內(nèi)振動(dòng)的路程為。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了振動(dòng)圖像;解答本題關(guān)鍵是要掌握振動(dòng)的一般方程,知道方程中各字母表示的物理意義,能夠根據(jù)圖像直接讀出周期,知道波速、波長(zhǎng)和頻率之間的關(guān)系。
25.(2024?江蘇模擬)如圖所示,實(shí)線和虛線分別是沿軸方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在和時(shí)刻的波形圖,波的周期滿足,求該波的周期和波速。
【答案】該波的周期為,波速為。
【考點(diǎn)】波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系;機(jī)械波的圖像問題
【專題】定量思想;推理法;振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象專題;分析綜合能力
【分析】根據(jù)波的傳播方向,根據(jù)時(shí)間和周期的關(guān)系得出周期的可能值,結(jié)合波速公式計(jì)算波速。
【解答】解:波沿軸負(fù)向傳播,則,解得:,1,2,
周期滿足,則,周期
由圖可知該波波長(zhǎng),波速
答:該波的周期為,波速為。
【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)波形平移法分析時(shí)間與周期的關(guān)系,確定周期,再求波速。
考點(diǎn)卡片
1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻或某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
本考點(diǎn)旨在針對(duì)給定某一時(shí)刻或某一段時(shí)間的情況下,判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況的問題。
【命題方向】
一個(gè)水平彈簧振子的振動(dòng)周期是0.025s,當(dāng)振動(dòng)物體從平衡位置向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.17s時(shí),振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)情況是( )
A、正在向右做減速運(yùn)動(dòng)
B、位移正在增大
C、正在向左做加速運(yùn)動(dòng)
D、勢(shì)能正在減小
分析:根據(jù)振動(dòng)周期和經(jīng)過時(shí)間,算出經(jīng)過的周期數(shù),因?yàn)榻?jīng)過整數(shù)倍周期,系統(tǒng)恢復(fù)原狀,只看不足整周期數(shù),看其處于什么位置;離平衡位置越近,速度越大,位移越小,彈性勢(shì)能越小。
解答:振動(dòng)周期是0.025s,經(jīng)過0.17s時(shí),則0.17s=T=6.8T,根據(jù)周期性可知,振子和0.8T的運(yùn)動(dòng)情況相同,當(dāng)振子從平衡位置向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過0.8T,則振子向右做加速運(yùn)動(dòng),靠近平衡位置,位移在減小,勢(shì)能越小,故ABC錯(cuò)誤,D正確;
故選:D。
點(diǎn)評(píng):此題考查水平彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過程,涉及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性,容易出錯(cuò)的也是這一點(diǎn),需要深入理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期性和運(yùn)動(dòng)過程。
【解題思路點(diǎn)撥】
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性,用給定的時(shí)間和周期進(jìn)行比較,分析質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻或某段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)情況。
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像問題
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.物理意義:表示振子的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,為正弦(或余弦)曲線.
2.從平衡位置開始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為x=Asinωt,圖象如圖1所示.
從最大位移處開始計(jì)時(shí),函數(shù)表達(dá)式為x=Acsωt,圖象如圖2所示.
【命題方向】
某彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其位移x=Asinωt,振動(dòng)圖像如圖所示,則下列說法不正確的是( )
A、彈簧在第1s末與第5s末的長(zhǎng)度相同
B、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率為
C、第3s末,彈簧振子的位移大小為
D、彈簧振子在第3s末與第5s末的速度方向相同
分析:根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的x﹣t圖像可以看出周期,根據(jù)x﹣t圖像的斜率判斷速度情況,運(yùn)用周期可以求出頻率和ω,進(jìn)而求出位移。
解答:A、在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,位移 x的正、負(fù)表示彈簧被拉伸或壓縮,所以在第1s末與第5s末,雖然位移大小相同,但方向不同,彈簧長(zhǎng)度不同,故A錯(cuò)誤;
B、由圖可知,周期T=8s,故頻率為,故B正確;
C、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于圓周運(yùn)動(dòng)在直徑上的投影,根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)角速度與周期的關(guān)系得出,則將t=3s代入,得彈簧振子的位移大小為 ,故C正確;
D、由圖可看出第3s末與第5s末彈簧振子速度方向相同,故D正確。
故選:A。
點(diǎn)評(píng):本題主要考查對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的理解。
【解題思路點(diǎn)撥】
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象的應(yīng)用
1.圖象特征
(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦或余弦曲線,是正弦曲線還是余弦曲線取決于質(zhì)點(diǎn)初始時(shí)刻的位置.
(2)圖象反映的是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律,并非質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡.
(3)任一時(shí)刻圖線上過該點(diǎn)切線的斜率數(shù)值表示該時(shí)刻振子的速度大?。?fù)表示速度的方向,正時(shí)沿x正方向,負(fù)時(shí)沿x負(fù)方向.
2.圖象信息
(1)由圖象可以看出振幅、周期.
(2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.
(3)可以根據(jù)圖象確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)回復(fù)力、加速度和速度的方向.
①回復(fù)力和加速度的方向:因回復(fù)力總是指向平衡位置,故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸.
②速度的方向:速度的方向可以通過下一時(shí)刻位移的變化來判斷,下一時(shí)刻位移如增加,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是遠(yuǎn)離t軸,下一時(shí)刻位移如減小,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向就是指向t軸.
3.共振及其應(yīng)用
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.共振
(1)現(xiàn)象:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大.
(2)條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率.
(3)共振曲線:
①當(dāng)f驅(qū)=f固時(shí),A=Am,Am的大小取決于驅(qū)動(dòng)力的幅度
②f驅(qū)與f固越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大,f驅(qū)與f固相差越遠(yuǎn),受迫振動(dòng)的振幅越小
③發(fā)生共振時(shí),一個(gè)周期內(nèi),外界提供的能量等于系統(tǒng)克服阻力做功而消耗的能量.
2.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較
【命題方向】
(1)常考題型是考查產(chǎn)生共振的條件及其應(yīng)用:
在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段,飛機(jī)上天后不久,飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來,而且越抖越厲害.后來經(jīng)過人們的探索,利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法,解決了這一問題.在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的目的主要是( )
A.加大飛機(jī)的慣性 B.使機(jī)體更加平衡
C.使機(jī)翼更加牢固 D.改變機(jī)翼的固有頻率
分析:飛機(jī)上天后,飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來,而且越抖越厲害,是因?yàn)轵?qū)動(dòng)力的頻率接近機(jī)翼的固有頻率發(fā)生共振,解決的方法就是使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離飛機(jī)的固有頻率.
解:飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來,是因?yàn)轵?qū)動(dòng)力的頻率接近機(jī)翼的固有頻率發(fā)生共振,在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿,是為了改變機(jī)翼的固有頻率,使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率.故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.
故選D.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道共振的條件;當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接物體的固有頻率,會(huì)發(fā)生共振.以及解決共振的方法,使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率.
(2)如圖所示演示裝置,一根張緊的水平繩上掛著5個(gè)單擺,其中A、D擺長(zhǎng)相同,先使A擺擺動(dòng),其余各擺也擺動(dòng)起來,可以發(fā)現(xiàn)( )
A.各擺擺動(dòng)的周期均與A擺相同
B.B擺振動(dòng)的周期最短
C.?dāng)[振動(dòng)的周期最長(zhǎng)
D.D擺的振幅最大
分析:5個(gè)單擺中,由A擺擺動(dòng)從而帶動(dòng)其它4個(gè)單擺做受迫振動(dòng),則受迫振動(dòng)的頻率等于A擺擺動(dòng)頻率,當(dāng)受迫振動(dòng)的中固有頻率等于受迫振動(dòng)頻率時(shí),出現(xiàn)共振現(xiàn)象,振幅達(dá)到最大.
解答:A擺擺動(dòng),其余各擺也擺動(dòng)起來,它們均做受迫振動(dòng),則它們的振動(dòng)頻率均等于A擺的擺動(dòng)頻率,而由于A、D擺長(zhǎng)相同,所以這兩個(gè)擺的固有頻率相同,則D擺出現(xiàn)共振現(xiàn)象.
故選:AD點(diǎn)評(píng):受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率;當(dāng)受迫振動(dòng)中的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率時(shí),出現(xiàn)共振現(xiàn)象.
【解題方法點(diǎn)撥】
對(duì)共振的理解
(1)共振曲線:
如圖所示,橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f,縱坐標(biāo)為振幅A.它直觀地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越大;當(dāng)f=f0時(shí),振幅A最大.
(2)受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:受迫振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換.
4.機(jī)械波及其形成與傳播
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
機(jī)械波的產(chǎn)生
(1)定義:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程,叫做機(jī)械波.
(2)產(chǎn)生條件:波源和介質(zhì).
(3)產(chǎn)生過程:沿波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都受它前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)而做受迫振動(dòng),對(duì)簡(jiǎn)諧波而言各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅和周期都相同,各質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動(dòng).
(4)機(jī)械波傳播的三個(gè)特點(diǎn)
①介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時(shí),介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,它傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式。
②波是傳遞能量的一種方式。
③波可以傳遞信息。
【命題方向】
關(guān)于機(jī)械波,下列說法正確的是( )
A、機(jī)械波的傳播方向就是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向
B、機(jī)械波傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式,質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移
C、機(jī)械波的傳播伴隨著振動(dòng)能量的傳遞
D、波不但能傳遞能量,也能傳遞信息
分析:波傳播的是能量或振動(dòng)形式不是質(zhì)點(diǎn);波分為橫波和縱波;振源停止振動(dòng)時(shí),介質(zhì)中的波動(dòng)斷續(xù)傳播。波傳播的振動(dòng)形式及能量。
解答:A、機(jī)械波由近及遠(yuǎn)向遠(yuǎn)處傳播,而介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近振動(dòng);故A錯(cuò)誤;
B、在波的傳播中質(zhì)點(diǎn)在自己的平衡位置附近振動(dòng),不會(huì)隨波向遠(yuǎn)方傳播;故B正確;
C、波機(jī)械波的傳播伴隨著振動(dòng)形式以及能量的傳遞;故C正確;
D、波不但能夠傳遞能量,而且可以傳遞信息;故D正確。
故選:BCD。
點(diǎn)評(píng):本題主要考查波的產(chǎn)生、傳播等,要注意明確波傳播的是能量或運(yùn)動(dòng)形式,質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波前進(jìn);同時(shí)波可以傳播能量和信息。
【解題思路點(diǎn)撥】
1.機(jī)械波的形成
2.波的特點(diǎn)
(1)振幅:像繩波這種一維(只在某個(gè)方向上傳播)機(jī)械波,若不計(jì)能量損失,各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同。
(2)周期:各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期相同。
(3)步調(diào):離波源越遠(yuǎn),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后。
(4)運(yùn)動(dòng):各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng),并不隨波遷移。
5.橫波和縱波
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
機(jī)械波的分類
(1)橫波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直,凸起的最高處叫波峰,凹下的最低處叫波谷.
(2)縱波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上,質(zhì)點(diǎn)分布最密的地方叫密部,質(zhì)點(diǎn)分布最疏的地方叫疏部.
【命題方向】
某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s.一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖).在一次地震中,震源地地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng),則( )
A、P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km
B、P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km
C、H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km
D、H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km
分析:縱波的速度快,縱波先到.根據(jù)求出震源距地震儀的距離.
解答:縱波的速度快,縱波先到,所以P先開始振動(dòng),根據(jù),x=36km。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
故選:A。
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式判斷哪個(gè)波先到.屬于容易題.
【解題思路點(diǎn)撥】
1.橫波和縱波的比較
2.對(duì)波的認(rèn)識(shí)的兩點(diǎn)提醒
(1)水波的認(rèn)識(shí)方面:水波既不是橫波也不是縱波,它屬于比較復(fù)雜的機(jī)械波。
(2)縱波的認(rèn)識(shí)方面:在縱波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上,而不是方向相同。
3.區(qū)別橫波、縱波只看質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向的關(guān)系;對(duì)于機(jī)械波總是距波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)距波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn),起振有先后。
6.波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
描述機(jī)械波的物理量
(1)波長(zhǎng)λ:兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng).
在橫波中,兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長(zhǎng).在縱波中,兩個(gè)相鄰密部(或疏部)間的距離等于波長(zhǎng).
(2)頻率f:波的頻率由波源決定,無論在什么介質(zhì)中傳播,波的頻率都不變.
(3)波速v:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)振動(dòng)向外傳播的距離.波速的大小由介質(zhì)決定.
(4)波速與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系:v=λf.
【命題方向】
常考題型:
如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)的波形圖象,波速為v=10m/s,此時(shí)波恰好傳到I點(diǎn),下列說法中正確的是( )
A.此列波的周期為T=0.4s
B.質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過程中位移總是相等
C.質(zhì)點(diǎn)I的起振方向沿y軸負(fù)方向
D.當(dāng)t=5.1s時(shí),x=10m的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置處
E.質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過程中位移總是相同
【分析】由波形圖可以直接得出波的波長(zhǎng),根據(jù)v=求解周期,根據(jù)波形圖來確定I處的起振方向,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)間的距離為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),振動(dòng)情況完全相同,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)間的距離為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),振動(dòng)情況相反.
解:A、由波形圖可知,波長(zhǎng)λ=4m,則T=,故A正確;
B、質(zhì)點(diǎn)B、F之間的距離正好是一個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況完全相同,所以質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過程中位移總是相等,故B正確;
C、由圖可知,I剛開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸負(fù)方向,故C正確;
D、波傳到x=l0m的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間t′=,t=5.1s時(shí),x=l0m的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)4.1s=10T,所以此時(shí)處于波谷處,故D錯(cuò)誤;
E、質(zhì)點(diǎn)A、C間的距離為半個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況相反,所以位移的方向不同,故D錯(cuò)誤;
故選:ABC
【點(diǎn)評(píng)】本題考察了根據(jù)波動(dòng)圖象得出振動(dòng)圖象是一重點(diǎn)知識(shí),其關(guān)鍵是理解振動(dòng)和波動(dòng)的區(qū)別.
【解題方法點(diǎn)撥】
牢記機(jī)械振動(dòng)的有關(guān)公式,熟練的進(jìn)行公式之間的轉(zhuǎn)化與計(jì)算。
7.機(jī)械波的圖像問題
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
橫波的圖象
如圖所示為一橫波的圖象。縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移,橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。它反映了在波傳播的過程中,某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的位移在空間的分布。簡(jiǎn)諧波的圖象為正弦(或余弦)曲線。
【命題方向】
(1)第一類??碱}型:波的圖象的理解與應(yīng)用
如圖為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖,當(dāng)Q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí),則 B
A.1cm<x<3cm范圍內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)正在向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
B.Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的加速度沿y軸的正方向
C.Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正在波峰位置
D.Q處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)運(yùn)動(dòng)到P處。
分析:由題意利用平移法可知Q點(diǎn)的狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí)的波形圖,由波形圖可判斷各點(diǎn)的振動(dòng)情況。
解:當(dāng)Q點(diǎn)在t=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí),Q點(diǎn)在t=0時(shí)的波沿也向左傳到P點(diǎn),所以x=0cm處質(zhì)點(diǎn)在波谷,x=2cm處質(zhì)元在波峰,則1cm<x<2cm向y軸的正方向運(yùn)動(dòng),2cm<x<3cm向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;
Q點(diǎn)振動(dòng)四分之三周期后到達(dá)波谷加速度沿y軸的正方向最大,質(zhì)點(diǎn)不能平移,B正確,C D錯(cuò)誤。
故選B。
點(diǎn)評(píng):本題畫波形是關(guān)鍵,只要畫出新的波形各點(diǎn)的振動(dòng)即可明確!
第二類??碱}型:波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的判斷
一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波,波速為4m/s。某時(shí)刻波形如圖所示,下列說法正確的是( )
A.這列波的振幅為4cm
B.這列波的周期為1s
C.此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
D.此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0
分析:由波的圖象讀出振幅和波長(zhǎng),由波速公式v=算出周期。由波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的位置分析質(zhì)點(diǎn)的加速度。
解:A、振幅等于y的最大值,故這列波的振幅為A=2cm。故A錯(cuò)誤。
B、由圖知,波長(zhǎng)λ=8m,由波速公式v=,得周期T==s=2s。故B錯(cuò)誤。
C、簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播,由波形平移法得知,此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤。
D、此時(shí)x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿處于平衡位置,加速度為零。故D正確。
故選:D。
點(diǎn)評(píng):根據(jù)波的圖象讀出振幅、波長(zhǎng)、速度方向及大小變化情況,加速度方向及大小變化情況等,是應(yīng)具備的基本能力。
【解題方法點(diǎn)撥】
波的圖象的理解與應(yīng)用
1.波的圖象反映了在某時(shí)刻介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移情況,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:
圖象的應(yīng)用:
(1)直接讀取振幅A和波長(zhǎng)λ,以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。
(2)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.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。
波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的判斷方法
8.波的疊加
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.波的疊加原理:幾列波相遇時(shí),每列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾,只是在重疊的區(qū)域里,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與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.
2.波在疊加時(shí)的特點(diǎn):
①位移是幾列波分別產(chǎn)生位移的矢量和。
②各列波獨(dú)立傳播。
③兩列同相波疊加,振動(dòng)加強(qiáng),振幅增大。(如圖1所示)
④兩列反相波疊加,振動(dòng)減弱,振幅減小。(如圖2所示)
【命題方向】
??碱}型:
如圖所示,實(shí)線與虛線分別表示振幅、頻率均相同的兩列波的波峰和波谷.此刻M是波峰與波峰相遇點(diǎn),下列說法中正確的是( )
A.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O正處于平衡位置
B.P、N兩質(zhì)點(diǎn)始終處在平衡位置
C.隨著時(shí)間的推移,質(zhì)點(diǎn)M將向O點(diǎn)處移動(dòng)
D.從該時(shí)刻起,經(jīng)過二分之一周期,質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置
【分析】由圖知M、O都處于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),在波的傳播過程中,質(zhì)點(diǎn)不會(huì)向前移動(dòng).
解:由圖知O點(diǎn)是波谷和波谷疊加,是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),A錯(cuò)誤;
P、N兩點(diǎn)是波谷和波峰疊加,位移始終為零,即處于平衡位置,B正確;
振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng),不會(huì)“隨波逐流”,C錯(cuò)誤;
從該時(shí)刻起,經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)平衡位置,D錯(cuò)誤;
故選B
【點(diǎn)評(píng)】介質(zhì)中同時(shí)存在幾列波時(shí),每列波能保持各自的傳播規(guī)律而不互相干擾.在波的重疊區(qū)域里各點(diǎn)的振動(dòng)的物理量等于各列波在該點(diǎn)引起的物理量的矢量和.
【解題思路點(diǎn)撥】
波的獨(dú)立性原理:兩列波相遇后,每列波仍像相遇前一樣,保持各自原來的波形,繼續(xù)向前傳播。
9.波發(fā)生穩(wěn)定干涉的條件
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
波的干涉:
(1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件:頻率相同的兩列同性質(zhì)的波相遇.
(2)現(xiàn)象:兩列波相遇時(shí),某些區(qū)域振動(dòng)總是加強(qiáng),某些區(qū)域振動(dòng)總是減弱,且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔.
(3)對(duì)兩個(gè)完全相同的波源產(chǎn)生的干涉來說,凡到兩波源的路程差為一個(gè)波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí),振動(dòng)加強(qiáng);凡到兩波源的路程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),振動(dòng)減弱.
【命題方向】
兩列水波發(fā)生干涉,在某時(shí)刻,M點(diǎn)是波峰與波峰相遇處,N點(diǎn)是波谷與波谷相遇處,P點(diǎn)的位移為零,Q點(diǎn)是波谷與波峰相遇處,則( )
A.M、N兩點(diǎn)振動(dòng)一定最強(qiáng),P、Q兩點(diǎn)振動(dòng)一定最弱
B.M點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng),N、Q振動(dòng)最弱,P點(diǎn)可能最強(qiáng)也可能最弱
C.M、N點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng),Q振動(dòng)最弱,P點(diǎn)可能最強(qiáng)也可能最弱
D.四個(gè)點(diǎn)都可能是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
分析:兩列波相遇時(shí)振動(dòng)情況相同時(shí)振動(dòng)加強(qiáng),振動(dòng)情況相反時(shí)振動(dòng)減弱.兩列頻率相同的相干波,當(dāng)波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇時(shí)振動(dòng)加強(qiáng),當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí)振動(dòng)減弱,則振動(dòng)情況相同時(shí)振動(dòng)加強(qiáng);振動(dòng)情況相反時(shí)振動(dòng)減弱.
解答:A、M點(diǎn)是波峰與波峰相遇處,N點(diǎn)是波谷與波谷相遇處,Q點(diǎn)是波谷與波峰相遇處,P點(diǎn)的位移為零,可能是波谷與波峰相遇,也可能是平衡位置。所以M、N兩點(diǎn)振動(dòng)一定最強(qiáng),Q點(diǎn)振動(dòng)一定最弱,但P點(diǎn)不一定,故A錯(cuò)誤;
B、M點(diǎn)是波峰與波峰相遇處,N點(diǎn)是波谷與波谷相遇處,Q點(diǎn)是波谷與波峰相遇處,P點(diǎn)的位移為零,可能是波谷與波峰相遇,也可能是平衡位置。所以M、N兩點(diǎn)振動(dòng)一定最強(qiáng),Q點(diǎn)振動(dòng)一定最弱,但P點(diǎn)不一定,故B錯(cuò)誤;
C、M點(diǎn)是波峰與波峰相遇處,N點(diǎn)是波谷與波谷相遇處,Q點(diǎn)是波谷與波峰相遇處,P點(diǎn)的位移為零,可能是波谷與波峰相遇,也可能是平衡位置。所以M、N兩點(diǎn)振動(dòng)一定最強(qiáng),Q點(diǎn)振動(dòng)一定最弱,但P點(diǎn)不一定,故C正確;
D、M點(diǎn)是波峰與波峰相遇處,N點(diǎn)是波谷與波谷相遇處,Q點(diǎn)是波谷與波峰相遇處,P點(diǎn)的位移為零,可能是波谷與波峰相遇,也可能是平衡位置。所以M、N兩點(diǎn)振動(dòng)一定最強(qiáng),Q點(diǎn)振動(dòng)一定最弱,但P點(diǎn)不一定,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
點(diǎn)評(píng):波的疊加滿足矢量法則,當(dāng)振動(dòng)情況相同則相加,振動(dòng)情況相反時(shí)則相減,且兩列波互不干擾.例如當(dāng)該波的波峰與波峰相遇時(shí),此處相對(duì)平衡位置的位移為振幅的二倍;當(dāng)波峰與波谷相遇時(shí)此處的位移為零
【解題方法點(diǎn)撥】
一、波的干涉與波的衍射的比較
特別提示
1.波的干涉和衍射現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象,可以幫助我們區(qū)別波動(dòng)和其他運(yùn)動(dòng)形式.
2.任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,區(qū)別在于現(xiàn)象是否明顯.
3.只有符合干涉條件的兩列波相遇時(shí)才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.
二、波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷
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.
(1)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)
若△r=nλ(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=nλ(n=0,1,2,…),則振動(dòng)減弱.
2.波的衍射現(xiàn)象是指波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象,產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大或者小于波長(zhǎng).
聲明:試題解析著作權(quán)屬網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布日期:2024/11/5 12:35:48;用戶:組卷41;郵箱:zyb041@xyh.cm;學(xué)號(hào):41419004
振動(dòng)
項(xiàng)目
自由振動(dòng)
受迫振動(dòng)
共振
受力情況
僅受回復(fù)力
受驅(qū)動(dòng)力作用
受驅(qū)動(dòng)力作用
振動(dòng)周期或頻率
由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定,即固有周期T0或固有頻率f0
由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率決定,即T=T驅(qū)或f=f驅(qū)
T 驅(qū)=T0
或f驅(qū)=f0
振動(dòng)能量
振動(dòng)物體的機(jī)械能不變
由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體提供
振動(dòng)物體獲得的能量最大
常見例子
彈簧振子或單擺(θ≤5°)
機(jī)械工作時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng)
共振篩、聲音的共鳴等
圖象
方法

(1)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判斷。
例如:波沿x軸正向傳播,t時(shí)刻波形曲線如左圖中實(shí)線所示。將其沿v的方向移動(dòng)一微小距離△x,獲得如左圖中虛線所示的圖線??梢耘卸ǎ簍時(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。

(2)“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:左圖中,A點(diǎn)向上振動(dòng),B點(diǎn)向下振動(dòng),C點(diǎn)向上振動(dòng)。

(3)同側(cè)法:質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè)。如左圖所示。
定義
現(xiàn)象
可觀察到明顯現(xiàn)象的條件
相同點(diǎn)
波的衍射
波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象
波能偏離直線而傳到直線傳播以外的空間
縫、孔或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大或者小于波長(zhǎng)
干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象
波的干涉
頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動(dòng)減弱的現(xiàn)象
振動(dòng)強(qiáng)弱區(qū)域相間分布,加強(qiáng)區(qū)減弱區(qū)位置
不變
兩列波的頻率相同

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