《2018年高考物理一輪復習 專題12.2 機械波教學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018年高考物理一輪復習 專題12.2 機械波教學案（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題12.2 機械波 1.知道機械波的特點和分類. 2.掌握波速、波長和頻率的關系，會分析波的圖象. 3.理解波的干涉、衍射現(xiàn)象和多普勒效應，掌握波的干涉和衍射的條件． 一、機械波　橫波和縱波 1．機械波的形成條件 (1)有發(fā)生機械振動的波源。 (2)有傳播介質，如空氣、水等。 2．傳播特點 (1)機械波傳播的只是振動的形式和能量，質點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移。 (2)介質中各質點的振幅相同，振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同。 (3)一個周期內(nèi)，質點完成一次全振動，通過的路程為4A，位移為零。 3．機械波的分類 (1)橫波

2、：質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。 (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。 二、橫波的圖象　波速、波長和頻率的關系 1．橫波的圖象 (1)坐標軸：橫軸表示各質點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質點的位移。 (2)意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質點離開平衡位置的位移。 (3)圖象： 2．波長、波速、頻率及其關系 (1)波長λ 在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離。 (2)波速v： 波在介質中的傳播速度，由介質本身的性質決定。 (3)頻率f： 由波源決定，等于波源的振動頻率。 (4)

3、波長、波速和頻率的關系： ①v＝λf；②v＝。 三、波的干涉和衍射現(xiàn)象　多普勒效應 1．波的干涉和衍射 波的干涉 波的衍射 條件 兩列波的頻率必須相同 明顯條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多 現(xiàn)象 形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的干涉圖樣 波能夠繞過障礙物或孔繼續(xù)向前傳播 2.多普勒效應 (1)條件：聲源和觀察者之間有相對運動。 (2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。 (3)實質：聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化。 高頻考點一　機械波的傳播與圖象 例1．(多選)關于機械波的形成，下列說法中正確的是(　　) A．物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波

4、 B．后振動的質點總是跟著先振動的質點重復振動，只是時間落后一步 C．參與振動的質點群有相同的頻率 D．機械波是介質隨波遷移，也是振動能量的傳遞 E．機械波在傳播過程中，各質點并不隨波遷移，傳遞的是振動形式和能量 答案：　BCE 【變式探究】一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖所示，質點P的x坐標為3 m。已知任意振動質點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4 s。下列說法正確的是(　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．x坐標為15 m的質點在t＝0.6 s時恰好位于波谷 D．x坐標為22 m的質點在t＝0.2 s時恰好位于

5、波峰 E．當質點P位于波峰時，x坐標為17 m的質點恰好位于波谷 答案：　BDE 【舉一反三】(多選)在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的13個質點，相鄰兩質點的距離均為0.1 m，如圖甲所示。在此均勻介質中一列橫波沿直線向右傳播，在t＝0時刻到達質點1，且質點1開始時是向上運動的，經(jīng)過一段時間，在t＝0.6 s時刻第一次出現(xiàn)如圖乙所示的波形。則該波的(　　) A．周期是0.3 s，波長是0.8 m B．周期是0.4 s，波長是0.8 m C．頻率是2.5 Hz，波速是2 m/s D．頻率是 Hz，波速是 m/s E．在t＝0.6 s時刻，質點13正在向下運動

6、解析：　由乙圖得到波長λ＝0.8 m，由題意，質點1開始振動方向向上，而乙圖上質點13振動方向向下，質點1在平衡位置，則可知，波的前峰并不是質點13，而在質點13右側半個波長處，即形成兩個波長的波形。則t＝2T，得到T＝0.3 s，選項A、E正確，B錯誤；波速v＝＝ m/s＝ m/s，頻率f＝＝ Hz，選項C錯誤，D正確。 答案：　ADE 【變式探究】(多選)一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖所示，質點P此時刻沿－y方向運動，經(jīng)過0.2 s第一次回到平衡位置，則(　　) A．該波沿x軸正方向傳播 B．該波沿x軸負方向傳播 C．波的周期為0.4 s D．波的傳播速度為30 m/s

7、 E．質點Q的振動方程為y＝5cos 5πt(cm) 答案：　BCE 高頻考點二　振動圖象與波動圖象 例2．圖4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＝2 m和xb＝6 m，圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖象．下列說法正確的是(　　) 圖4 A．該波沿＋x方向傳播，波速為1 m/s B．質點a經(jīng)過4 s振動的路程為4 m C．此時刻質點a的速度沿＋y方向 D．質點a在t＝2 s時速度為零 答案　D 解析　由題圖可知，該簡諧橫波波長為λ＝8 m，周期T＝8 s，所以波速為v＝＝1 m/s，該時刻開始質點b向上運動，所以該波沿－x方向傳

8、播，A錯誤；經(jīng)過4 s(半個周期)質點a振動的路程為2A＝1 m，B錯誤；此刻質點a運動方向與質點b相反，沿－y方向，C錯誤；在t＝2 s時質點a在波谷處，速度為0，D正確． 【變式探究】如圖6甲所示為一列沿水平方向傳播的簡諧橫波在t＝2 s時的波形圖，圖乙是這列波中質點P的振動圖線，那么： 圖6 (1)該波的傳播速度為________m/s； (2)該波的傳播方向為________(填“向左”或“向右”)； (3)圖甲中質點Q(坐標為x＝2.25 m處的點)的振動方程為y＝________cm. 答案　(1)0.5　(2)向左　(3)0.2cos πt 高頻考點三　

9、波的傳播的多解問題 例3．(多選)一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時刻的波形圖，圖乙是某質點的振動圖象，則該質點的x坐標值合理的是(　　) A．0.5 m　　　　　　　　 B．1.5 m C．2.5 m D．6.5 m E．14.5 m 答案：CDE 【變式探究】一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質點的振動圖象如圖7所示，下列描述該波的圖象可能正確的是(　　) 圖7 答案　AC 解析　由振動圖象可知，在t＝0時，質點a處在波峰位置，質點b處在平衡位置且向下運動．若簡諧橫波沿直線由a向b傳播，有λ＋nλ＝9 m，解得波長的表

10、達式：λ＝ m(n＝0,1,2,3,4，…)，其波長可能值為12 m，5.14 m，…，選項C正確；若簡諧橫波沿直線由b向a傳播，有λ＋nλ＝9 m，解得波長的表達式：λ＝ m(n＝0,1,2,3,4，…)，其波長可能值為36 m,7.2 m,4 m，…，選項A正確． 【舉一反三】甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質中分別沿x軸正向和負向傳播，波速均為v＝25 cm/s.兩列波在t＝0時的波形曲線如圖8所示．求： 圖8 (ⅰ)t＝0時，介質中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質點的x坐標； (ⅱ)從t＝0開始，介質中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 cm的質點的時間． 答案　(ⅰ)x＝(

11、50＋300n) cm　(n＝0，±1，±2，±3，…)　(ⅱ)0.1 s 解析　(ⅰ)兩列波的振幅均為8 cm，故偏離平衡位置位移為16 cm的質點應為兩列波的波峰相遇處的質點． 根據(jù)波形圖可知，甲、乙的波長分別為 λ甲＝50 cm，λ乙＝60 cm 則甲、乙兩列波的波峰坐標分別為 x甲＝(50＋k1×50 cm)　(k1＝0，±1，±2，±3，…) x乙＝(50＋k2×60 cm)　(k2＝0，±1，±2，±3，…) 高頻考點四　波的干涉、衍射和多普勒效應 例4．下列選項與多普勒效應有關的是________。(填選項前字母) A．科學家用激光測量月球與地球間的距離

12、B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速 C．技術人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡 D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛進行的速度 E．科學家通過比較星球與地球上同種元素發(fā)出光的頻率來計算星球遠離地球的速度 解析：　當觀察者與測量對象無相對運動時，不發(fā)生多普勒效應，A、C錯誤；當觀察者與測量對象有相對運動時，發(fā)生多普勒效應，根據(jù)接收頻率的變化來測速，故B、D、E正確。 答案：　BDE 【舉一反三】如圖所示，在某一均勻介質中，A、B是振動情況完全相同的兩個波源，其簡諧運動表達式均為x＝0.1sin (20πt) m，介質中P點與A、B兩波源間的距

13、離分別為4 m和5 m，兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP、BP方向傳播，波速都是10 m/s。 (1)求簡諧橫波的波長。 (2)P點的振動________(填“加強”或“減弱”)。 答案：　(1)1 m　(2)加強 高頻考點五 振動圖象與波動圖象的綜合應用 例5、(多選)圖甲為一列簡諧橫波在t＝0時的波形圖，P是平衡位置在x＝0.5 m處的質點，Q是平衡位置在x＝2.0 m處的質點；圖乙為質點Q的振動圖象。下列說法正確的是________。(填正確答案標號) A．這列簡諧波沿x軸正方向傳播 B．波的傳播速度為20 m/s C．從t＝0到t＝0.25 s，波傳播的距離

14、為50 cm D．在t＝0.10 s時，質點P的加速度方向與y軸正方向相同 E．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質點P通過的路程為30 cm 解析：　Q質點在t＝0時刻向上振動，根據(jù)“上下坡法”，知波沿x軸正方向傳播，選項A正確；由波動圖象知，波長λ＝4 m，由振動圖象知，振動的周期T＝0.2 s，波傳播的周期與質點振動的周期相等，則波速v＝＝ m/s＝20 m/s，選項B正確；波傳播的距離x＝vt＝20×0.25 m＝5 m＝500 cm，選項C錯誤；在t＝0.10 s時，即經(jīng)過半個周期，質點P在平衡位置下方，加速度的方向沿y軸正方向，選項D正確；因為質點在t＝0.10 s時不在

15、平衡位置或最大位移處，經(jīng)過個周期，振動的路程不等于3A，即30 cm，選項E錯誤。 答案：　ABD 【變式探究】如圖甲所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，P是離原點x1＝2 m的一個介質質點，Q是離原點x2＝4 m的一個介質質點，此時離原點x3＝6 m的介質質點剛剛要開始振動。圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質點的振動圖象(計時起點相同)。由此可知________。(填正確答案標號) A．這列波的波長λ＝4 m B．這列波的周期T＝3 s C．這列波的傳播速度v＝2 m/s D．這列波的波源起振方向為向上 E．乙圖可能是圖甲中質點Q的振動圖象 答案：

16、　ACE 1．【2016·北京卷】 下列說法正確的是(　　) A．電磁波在真空中以光速c傳播 B．在空氣中傳播的聲波是橫波 C．聲波只能在空氣中傳播 D．光需要介質才能傳播 【答案】A　【解析】 光波屬于電磁波，光波在真空中的速度也就是電磁波在真空中的速度，選項A正確．空氣中的聲波是振源的振動造成空氣密度的變化而產(chǎn)生的，它存在密部和疏部，屬于縱波，選項B不正確．聲波不僅僅能在空氣中傳播，在固體、液體中都可以傳播，選項C不正確．光波屬于電磁波，電磁波是通過電磁場的交替變化傳遞的，不需要介質，選項D不正確． 2．【2016·全國卷Ⅰ】 【物理——選修3-4】 (1)某同學漂浮

17、在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近．該同學發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15 s．下列說法正確的是________． A．水面波是一種機械波 B．該水面波的頻率為6 Hz C．該水面波的波長為3 m D．水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去 E．水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時振動的質點并不隨波遷移 3．【2016·全國卷Ⅱ】 【物理——選修3-4】 (2)一列簡諧橫波在介質中沿x軸正向傳播，波長不小于10 cm.O和A是介質中平衡位置分別位于x＝0和x＝5 cm處的兩個質點．

18、t＝0時開始觀測，此時質點O的位移為y＝4 cm，質點A處于波峰位置；t＝ s時，質點O第一次回到平衡位置，t＝1 s時，質點A第一次回到平衡位置．求： (i)簡諧波的周期、波速和波長； (ii)質點O的位移隨時間變化的關系式． 【答案】 (i)4 s　7.5 cm/s　30 cm 【解析】 (i)設振動周期為T.由于質點A在0到1 s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是個周期，由此可知 T＝4 s　① 由于質點O與A的距離5 cm小于半個波長，且波沿x軸正向傳播，O在t＝ s時回到平衡位置，而A在t＝1 s時回到平衡位置，時間相差 s．兩質點平衡位置的距離除以傳播時間，可得

19、波的速度 v＝7.5 cm/s?、? 利用波長、波速和周期的關系得，簡諧波的波長 λ＝30 cm?、? 4．【2016·全國卷Ⅲ】 【物理——選修3-4】 (1)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質中向左、右傳播．波源振動的頻率為20 Hz，波速為16 m/s.已知介質中P、Q兩質點位于波源S的兩側，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為15.8 m、14.6 m．P、Q開始振動后，下列判斷正確的是________． A．P、Q兩質點運動的方向始終相同 B．P、Q兩質點運動的方向始終相反 C．當S恰好通過平衡位置時，P、Q兩點也正好通過

20、平衡位置 D．當S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰 E．當S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰 【答案】BDE　【解析】波長λ＝vT＝＝0.8 m，SQ＝14.6 m＝18λ，當S處于平衡位置向上振動時，Q應處于波谷；SP＝15.8 m＝19λ，當S處于平衡位置向上振動時，P應處于波峰；可見P、Q兩質點運動的方向應始終相反，A、C錯誤，B、D、E正確． 1.【2015·天津·3】4．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和，圖乙為質點b從該時刻開始計時的振動圖象，下列說法正確的是 A．該波沿+x方向傳播，波速為1m/s B．質點a經(jīng)過4s振動的路

21、程為4m C．此時刻質點a的速度沿+y方向 D．質點a在t=2s時速度為零 【答案】D 2.【2015·上?！?5】7．一簡諧橫波沿水平繩向右傳播，波速為v，周期為T，振幅為A。繩上兩質點M、N的平衡位置相距四分之三波長，N位于M右方。設向上為正，在t=0時刻M位移為，且向上運動；經(jīng)時間t（），M位移仍為，但向下運動，則 A．在t時刻，N恰好在波谷位置 B．在t時刻，N位移為負，速度向上 C．在t時刻，N位移為負，速度向下 D．在2t時刻，N位移為，速度向下 【答案】C 【解析】因為波向右傳播，當t/2時M在波峰位置時，N點在平衡位置且向下振動，當M點由波峰向平衡位置運

22、動過程中，N點就由平衡位置向波谷運動，所以經(jīng)過時間t，M點的位置是+A/2時，N點在平衡位置下方，向下運動，還沒有到達波谷，故A、B錯誤，C正確；M點經(jīng)過t/2時間從+A/2運動到波峰，所以從+A/2運動到平衡位置的時間小于t/2，所以，M點從平衡位置向下運動，到返回平衡位位置向上運動過程中，N點就從波谷向波峰運動，經(jīng)過2t后，M點在平衡位置的下方，所以N點速度方向向上，所以D錯誤。 3.【2015·北京·15】8．周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖像如圖所示，此時質點P沿y軸負方向運動，則該波（ ） A．沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B．沿x

23、軸正方向傳播，波速v=10m/s C．沿x軸負方向傳播，波速v=20m/s D．沿x軸負方向傳播，波速v=10m/s 【答案】B 【解析】橫波的振動方向與傳播方向垂直，已知P點的振動方向向下，由同側法可知傳播方向右，而讀圖得波長，，則波速，故選項B正確。 4.【2015·福建·16】9．簡諧橫波在同一均勻介質中沿x軸正方向傳播，波速為v。若某時刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質點a、b相距為s，a、b之間只存在一個波谷，則從該時刻起，下列四副波形中質點a最早到達波谷的是（ ） 【答案】 D 5.【2015·四川·2】10．平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM波），在波

24、的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運動，測得兩個小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰。這列水面波 A．頻率是30Hz B．波長是3m C．波速是1m/s D．周期是0.1s 【答案】C 6.【2015·海南·16（1）】11．一列沿x軸正方向傳播的簡譜橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質點P的x坐標為3m.。已知任意振動質點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s。下列說法正確的是（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得3分，選3個得4分；每選錯1個扣2分，最低得分為0分）。 A．波速為4

25、m/s B．波的頻率為1.25Hz C．x坐標為15m的質點在t=0.2s時恰好位于波谷 D．x的坐標為22m的質點在t=0.2s時恰好位于波峰 E．當質點P位于波峰時，x坐標為17m的質點恰好位于波谷 【答案】BDE 【解析】任意振動質點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s，則，解得 從圖像中可知，所以根據(jù)公式，故A錯誤；根據(jù)公式可得波的頻率為1.25Hz，B正確；x坐標為15m的質點和x坐標為3m的質點相隔12m，為波長的整數(shù)倍，即兩質點為同相點，而x坐標為3m的質點經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期振動到平衡位置，所以x坐標為15m的質點在t=0.2s時振動到平衡位置，C錯

26、誤；x的坐標為22m的質點和x的坐標為2m的質點為同相點，x的坐標為2m的質點經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐標為22m的質點在t=0.2s時恰好位于波峰，D正確；當質點P位于波峰時，經(jīng)過了半個周期，而x坐標為17m的質點和x坐標為1m的質點為同相點，經(jīng)過半個周期x坐標為1m的質點恰好位于波谷，E正確。 7.【2015·重慶·11（2）】12．題11圖2為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波某時刻的波形圖，質點P的振動周期為0.4s.求該波的波速并判斷P點此時的振動方向。 【答案】；P點沿y軸正向振動 8.【2015·全國新課標Ⅱ·34（2）】14．平衡位置位于

27、原點O的波源發(fā)出簡諧橫波在均勻介質中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個點（均位于x軸正向），P與Q的距離為35cm，此距離介于一倍波長與二倍波長之間，已知波源自t=0時由平衡位置開始向上振動，周期T=1s，振幅A=5cm。當波傳到P點時，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質點第一次處于波峰位置，求： （ⅰ）P、Q之間的距離； （ⅱ）從t=0開始到平衡位置在Q處的質點第一次處于波峰位置時，波源在振動過程中通過路程。 【答案】（1）133cm；（2）125cm 【解析】（1）由題意，O、P兩點的距離與波長滿足： 波速與波長的關系為： 在t=5s時間間隔內(nèi)波傳播的路

28、程為vt，由題意有： 綜上解得：PQ=133cm （2）Q處的質點第一次處于波峰位置時，波源運動時間為： 波源由平衡位置開始運動，每經(jīng)過，波源運動的路程為A，由題意可知： 故t1時間內(nèi)，波源運動的路程為s=25A=125cm 1．(2014·天津卷，5)平衡位置處于坐標原點的波源S在y軸上振動，產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負兩個方向傳播，波速均為100 m/s。平衡位置在x軸上的P、Q兩個質點隨波源振動著， P、Q的x軸坐標分別為xP＝3.5 m、xQ＝－3 m。當S位移為負且向＋y方向運動時，P、Q兩質點的(　　) A．位移方向相同、速度方向相反 B．位移方向相

29、同、速度方向相同 C．位移方向相反、速度方向相反 D．位移方向相反、速度方向相同 答案　D 2．2014·新課標全國卷Ⅰ，34(1)]如圖7(a)為一列簡諧橫波在t＝2 s時的波形圖，圖(b)為媒質中平衡位置在 x＝1.5 m處的質點的振動圖象，P是平衡位置為x＝2 m的質點。下列說法正確的是________。(填正確答案標號) 圖7 A．波速為0.5 m/s B．波的傳播方向向右 C．0～2 s時間內(nèi)，P運動的路程為8 cm D．0～2 s時間內(nèi)，P向y軸正方向運動 E．當t＝7 s時，P恰好回到平衡位置 解析　由題圖(a)讀出波長λ＝2.0 m，由題圖(b

30、)讀出周期T＝4 s，則v＝＝0.5 m/s，選項A正確；題圖(a)是t＝2 s時的波形圖，題圖(b)是x＝1.5 m處質點的振動圖象，所以該質點在t＝2 s時向下振動，所以波向左傳播，選項B錯誤；在0～2 s內(nèi)質點P由波峰向波谷振動，通過的路程s＝2A＝8 cm，選項C正確，選項D錯誤；t＝7 s時，P點振動了個周期，所以這時P點位置與t＝T＝3 s時位置相同，即在平衡位置，所以選項E正確。 答案　ACE 3．2014·新課標全國卷Ⅱ，34(1)]圖8(a)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處的質點，Q是平衡位置在x＝4.0 m處的質點；圖(b)為

31、質點Q的振動圖象。下列說法正確的是________。(填正確答案標號) 圖8 A．在t＝0.10 s時，質點Q向y軸正方向運動 B．在t＝0.25 s時，質點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．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質點P通過的路程為30 cm E．質點Q簡諧運動的表達式為y＝0.10 sin 10πt(國際單位制) 解析　由y－t圖象可知，t＝0.10 s時質點Q沿y軸負方向運動，選項A錯誤；由y－t圖象可知，波的振動周期T＝0.2 s，由y－x圖象可知λ＝8 m，故波速v＝＝40 m/

32、s， 答案　BCE 4．(2014·四川卷，5)如圖9所示，甲為t＝1 s時某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質點的振動圖象，距該質點Δx＝0.5 m處質點的振動圖象可能是(　　) 圖9 解析　 圖(a) 法二：根據(jù)波形圖象可得波長λ＝2 m，根據(jù)振動圖象可得周期T＝2 s。兩質點之間的距離Δx＝0.5 m＝λ。根據(jù)振動和波動之間的關系，則另一質點相對該質點的振動延遲T，如圖(b)所示，或者提前T，如圖(c)所示。符合條件的只有選項A。 圖(b)　　　　　　　　圖(c) 答案　A 5．(多選)(2014·全國大綱卷，18)兩列振動方向相同、振

33、幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是(　　) A．波峰與波谷相遇處質點的振幅為|A1－A2| B．波峰與波峰相遇處質點離開平衡位置的位移始終為A1＋A2 C．波峰與波谷相遇處質點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質點的位移 D．波峰與波峰相遇處質點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質點的振幅 解析　波峰與波谷相遇時，振幅相消，故實際振幅為|A1－A2|，故選項A正確；波峰與波峰相遇處，質點的振幅最大，合振幅為A1＋A2，但此處質點仍處于振動狀態(tài)中，其位移隨時間按正弦規(guī)律變化，故選項B錯誤；振動減弱點和加強點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化，選項C錯誤；波峰與波峰相遇時振動加強，波

34、峰與波谷相遇時振動減弱，加強點的振幅大于減弱點的振幅，故選項D正確。 答案　AD 6．(多選)(2014·海南卷，16)一列簡諧橫波沿x軸傳播，a、b為x軸上的兩質點，平衡位置分別為x＝0，x＝xb(xb＞0)。a點的振動規(guī)律如圖15所示，已知波速為v＝10 m/s，在t＝0.1 s時，b點的位移為0.05 m，則下列判斷可能正確的是(　　) 圖15 A．波沿x軸正向傳播，xb＝0.5 m B．波沿x軸正向傳播，xb＝1.5 m C．波沿x軸負向傳播，xb＝2.5 m D．波沿x軸負向傳播，xb＝3.5 m 答案　BC 7．(2014·北京卷，17)一簡諧機械橫波沿x

35、軸正方向傳播，波長為λ，周期為T。t＝0時刻的波形如圖16甲所示，a、b是波上的兩個質點。圖乙是波上某一質點的振動圖象。下列說法正確的是(　　) 圖16 A．t＝0時質點a的速度比質點b的大 B．t＝0時質點a的加速度比質點b的小 C．圖乙可以表示質點a的振動 D．圖乙可以表示質點b的振動 解析　圖甲為波的圖象，圖乙為振動圖象。t＝0時刻，a質點在波峰位置，速度為零，加速度最大；b質點在平衡位置，加速度為零，速度最大，故選項A、B錯；在波的圖象中根據(jù)同側法由傳播方向可以判斷出質點的振動方向，所以t＝0時刻，b點在平衡位置且向下振動，故選項C錯D對。 答案　D 8．(20

36、14·福建卷，17)在均勻介質中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個周期內(nèi)的振動圖象如圖17所示，則該波在第一個周期末的波形圖是(　　) 圖17 解析　由波的形成規(guī)律可知，一個周期內(nèi)x＝0處，質點剛好完成一次全振動，結合振動圖象知，質點在平衡位置向下運動；x＝λ(λ為該波波長)處，質點振動了個周期， 質點位于正向最大位移處；x＝λ處的質點，振動了個周期，質點位于負向最大位移處。選項D正確。 答案　D 9．(多選) 2014·山東卷，38(1)]一列簡諧橫波沿直線傳播，以波源O由平衡位置開始振動為計時零點，質點A的振動圖象如圖18所示。已知O、A的平衡位置相距0.9 m

37、。以下判斷正確的是(　　) 圖18 A．波長為1.2 m B．波源起振方向沿y軸正方向 C．波速大小為0.4 m/s D．質點A的動能在t＝4 s時最大 答案　AB 1．利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖1甲、乙所示，則(　　) 圖1 A．圖甲、乙均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B．圖甲、乙均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C．圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)象 D．圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)象 答案　D 解析　由題圖容易看出甲是小孔衍射，圖乙是干涉，D選項正確． 2．平直公路上，汽車正在勻速遠離，用多普勒測速儀向其發(fā)出頻率為ν0的超聲波，被汽

38、車反射回來的超聲波頻率隨汽車運動位移變化的圖象，正確的是(　　) 答案　D 3．圖2為一列簡諧橫波在介質中傳播的波形圖．在傳播過程中，某一質點在10 s內(nèi)運動的路程是16 m，則此波的波速是(　　) 圖2 A．1.6 m/s B．2.0 m/s C．40 m/s D．20 m/s 答案　C 解析　由題圖得λ＝20 m，A＝0.2 m t＝10 s＝T＝20T 所以T＝0.5 s 故v＝＝＝40 m/s 4．如圖3所示為一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，M為介質中的一個質點，若該波以20 m/s的速度沿x軸負方向傳播，則下列說法正確的是(　　) 圖

39、3 A．在t＝0時刻，質點M向上振動 B．經(jīng)過0.25 s，質點M通過的路程為10 cm C．在t＝0.25 s時，質點M的速度方向與加速度方向相同 D．在t＝0.25 s時，質點M的速度方向沿y軸正方向 答案　D 5．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，O為波源且由t＝0開始沿y軸負方向起振，如圖4所示是t＝0.3 s，x＝0至x＝4 m范圍內(nèi)的波形圖，虛線右側的波形未畫出．已知圖示時刻x＝2 m處的質點第一次到達波峰，則下列判斷中正確的是(　　) 圖4 A．這列波的周期為0.4 s，振幅為10 cm B．這列波的波長為8 m，波速為20 m/s C．t＝0.4 s時，

40、x＝8 m處的質點速度沿y軸正方向 D．t＝3 s時，x＝40 m處的質點沿x方向前進了80 m 答案　C 解析　根據(jù)題意可知，t＝0.3 s時O點振動方向是向下的，又已知此時刻x＝2 m處的質點第一次到達波峰，則T＋＝T＋T＝0.3 s，由波長λ＝8 m，可得波的周期T＝0.3 s，波速v＝＝ m/s，故A、B錯；t＝0.4 s時，x＝8 m處的質點已振動了0.1 s，而<0.1 s<，該質點振動方向沿y軸正方向，故C對；波上各質點不隨波遷移，只在平衡位置附近做簡諧振動，故D錯． 6．(多選)如圖5所示，兩列簡諧橫波的振幅都是20 cm，傳播速度大小相同．虛線波的頻率為2 Hz，沿x

41、軸負方向傳播；實線波沿x軸正方向傳播．某時刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，以下判斷正確的是(　　) 圖5 A．實線波與虛線波的周期之比為1∶2 B．兩列波在相遇區(qū)域會發(fā)生干涉現(xiàn)象 C．平衡位置為x＝6 m處的質點此刻速度為零 D．平衡位置為x＝4.5 m處的質點此刻位移y>20 cm 答案　AD 7．(多選)兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇．下列說法正確的是(　　) A．波峰與波谷相遇處質點的振幅為|A1－A2| B．波峰與波峰相遇處質點離開平衡位置的位移始終為A1＋A2 C．波峰與波谷相遇處質點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質點的位移 D．波

42、峰與波峰相遇處質點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質點的振幅 答案　AD 解析　波峰與波谷相遇時，振幅相消，故實際振幅為|A1－A2|，故選項A正確；波峰與波峰相遇處，質點的振幅最大，合振幅為A1＋A2，但此處質點仍處于振動狀態(tài)中，其位移隨時間按正弦規(guī)律變化，故選項B錯誤；振動減弱點和加強點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化，選項C錯誤；波峰與波峰相遇時振動加強，波峰與波谷相遇時振動減弱，加強點的振幅大于減弱點的振幅，故選項D正確． 8．(多選)如圖6所示為某時刻從O點同時發(fā)出的兩列簡諧橫波在同一介質中沿相同方向傳播的波形圖，P點在甲波最大位移處，Q點在乙波最大位移處，下列說法中正確的是(　　)

43、 圖6 A．兩列波具有相同的波速 B．兩列波傳播相同距離時，乙波所用的時間比甲波的短 C．P點比Q點先回到平衡位置 D．在P質點完成20次全振動的時間內(nèi)Q質點可完成30次全振動 E．甲波和乙波在空間相遇處不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣 答案　ADE 9．一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5 m的a、b兩處的質點振動圖象如圖7中a、b所示，則以下說法正確的是(　　) 圖7 A．該波由a傳播到b可能歷時11 s B．該波的波長可能是8.4 m C．該波的波速可能是3.5 m/s D．該波的振幅是20 cm 答案　B 解析　由振動圖象可知，從a到b的時間為t＝

44、nT＋T＝(4n＋1) s(n＝0,1,2，…)，故該波由a傳播到b不可能為11 s，選項A錯誤；a、b之間的距離為nλ＋λ＝10.5 m(n＝0,1,2，…)，其中當n＝1時，得λ＝8.4 m，選項B正確；該波的波速可能是v＝＝ m/s(n＝0,1,2，…)，故該波的波速不可能是3.5 m/s，選項C錯誤；該波的振幅是10 cm，選項D錯誤． 10．(多選)圖8甲為某一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t＝1 s時刻的波形圖，圖乙為參與波動的某一質點的振動圖象，則下列說法正確的是(　　) 圖8 A．該簡諧橫波的傳播速度為4 m/s B．從此時刻起，經(jīng)過2 s，P質點運動了8 m的路程

45、 C．從此時刻起，P質點比Q質點先回到平衡位置 D．圖乙可能是圖甲x＝2 m處質點的振動圖象 E．此時刻M質點的振動速度小于O質點的振動速度 答案　ACD 11．如圖9所示，位于原點O處的波源在t＝0時刻，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T＝0.4 s、振幅A＝3 cm的簡諧運動，該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，當平衡位置坐標為(6 m,0)的質點P剛開始振動時波源剛好位于波谷． 圖9 (1)質點P在開始振動后的Δt＝2.5 s內(nèi)通過的路程是多少？ (2)該簡諧橫波的最大波速是多少？ 答案　(1)75 cm　(2)20 m/s 解析　(1)由于質點P

46、從平衡位置開始振動，并且 Δt＝2.5 s＝6T＋T 質點P在開始振動后的Δt＝2.5 s內(nèi)通過的路程 s＝6×4A＋A＝25A＝75 cm 12．如圖10甲所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時的波形圖，知波速v＝2 m/s，質點P、Q相距3.2 m．則： 圖10 (1)在圖乙中畫出質點Q的振動圖象(至少畫出一個周期)； (2)從t＝0到Q點第二次振動到波谷的這段時間內(nèi)質點P通過的路程． 答案　(1)見解析圖　(2)0.22 m 解析　(1)圖象如圖所示 (2)從t＝0到質點Q第二次到達波谷所需時間 t＝＋T＝ s＋0.8 s＝2.2 s (或由質點Q的振動圖象得質點Q在t＝2.2 s時第二次到達波谷) 在這2.2 s內(nèi)質點P經(jīng)歷t＝T＝2T 因而通過的路程為s＝2×4A＝22 cm＝0.22 m. - 27 -