第2課時(shí)機(jī)械波考綱解讀1.知道機(jī)械波的特點(diǎn)和分類.2.掌握波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系，會(huì)分析波的圖象.3.理解波的干涉、衍射現(xiàn)象和多普勒效應(yīng)，掌握波的干涉和衍射的條件1 波的形成與波的分類關(guān)于波的形成和傳播，下列說法正確的是 ()A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行時(shí)，形成的波是縱波B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直時(shí)，形成的波是橫波C波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移D波可以傳遞振動(dòng)形式和能量答案ABD2 波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系如圖1所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t0.05 s時(shí)刻的波形圖已知該波的波速是80 cm/s，則下列說法中正確的是() 圖1A這列波有可能沿x軸正方向傳播B這列波的波長(zhǎng)是10 cmCt0.05 s時(shí)刻x6 cm處的質(zhì)點(diǎn)正在向下運(yùn)動(dòng)D這列波的周期一定是0.15 s答案D解析由波的圖象可看出，這列波的波長(zhǎng)12 cm，B錯(cuò)誤；根據(jù)v，可求出這列波的周期為T s0.15 s，D正確；根據(jù)xvt80×0.05 cm4 cm可判斷，波應(yīng)沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)波的“微平移”法可判斷t0.05 s時(shí)刻x6 cm處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)，A、C錯(cuò)誤3 波的圖象的理解如圖2所示是一列簡(jiǎn)諧波在t0時(shí)的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y10sin 5t cm.關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波，下列說法中正確的是() 圖2A這列簡(jiǎn)諧波的振幅為20 cmB這列簡(jiǎn)諧波的周期為5.0 sC這列簡(jiǎn)諧波在該介質(zhì)中的傳播速度為25 cm/sD這列簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播答案D解析由題圖可知，質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離即振幅為10 cm，A錯(cuò)；由該質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的表達(dá)式可知這列簡(jiǎn)諧橫波的周期為T s0.4 s，B錯(cuò)；由題圖可知，該波的波長(zhǎng)為4 m，波速v m/s10 m/s，C錯(cuò)；由質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可知，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正在向上運(yùn)動(dòng)，由此可判斷波沿x軸正向傳播，D正確4 波的干涉和衍射如圖3所示為觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)小孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則對(duì)波經(jīng)過孔后的傳播情況，下列描述不正確的是 ()A此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象圖3B擋板前后波紋間距相等C如果將孔AB擴(kuò)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，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象答案D解析由題圖可以看出，孔AB尺寸與波長(zhǎng)相差不大，因只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)A、C正確；由知，v不變，f增大，只能使減小，故選項(xiàng)D錯(cuò)；既然衍射是指“波繞過障礙物而傳播的現(xiàn)象”，那么經(jīng)過孔后的波長(zhǎng)自然不變，故選項(xiàng)B正確考點(diǎn)梳理1 機(jī)械波的形成條件：(1)波源；(2)介質(zhì)2 機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移(2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同(3)各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)(即起振)的方向均相同(4)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，通過的路程為4A，位移為零3 波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長(zhǎng)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，用表示(2)波速波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定(3)頻率由波源決定，等于波源的振動(dòng)頻率(4)波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系：vf.特別提醒1.機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不變，波速、波長(zhǎng)都改變2 機(jī)械波的波速僅由介質(zhì)來決定，波速在固體、液體中比在空氣中大波速的計(jì)算方法：v或v.4 波的圖象的物理意義反映了某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移5 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6 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔(縫)的尺寸跟波長(zhǎng)差不多，或者比波長(zhǎng)更小7 多普勒效應(yīng)(1)波源不動(dòng)(2)觀察者不動(dòng)5. 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系應(yīng)用一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t0時(shí)刻的波形如圖4所示則從圖中可以看出()A這列波的波長(zhǎng)為5 mB波中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都為4 s 圖4C若已知波沿x軸正向傳播，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a正向下振動(dòng)D若已知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)正向上振動(dòng)，則波是沿x軸負(fù)向傳播的答案C解析由題圖可知，波長(zhǎng)為4 m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；波速未知，不能得出機(jī)械波的周期，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若已知波沿x軸正向傳播，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a正向下振動(dòng)，選項(xiàng)C正確；若已知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)正向上振動(dòng)，則波是沿x軸正向傳播的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系應(yīng)用一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t0時(shí)的波形如圖5所示，質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1 m，A點(diǎn)速度沿y軸正方向；t0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正向最大位移處，由此可知() 圖5A此波沿x軸負(fù)方向傳播B此波的傳播速度為25 m/sC從t0時(shí)起，經(jīng)過0.04 s，質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移了1 mD在t0.04 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置，速度沿y軸正方向答案ABD解析根據(jù)圖象，由t0時(shí)A點(diǎn)速度沿y軸正方向可判斷，此波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)A正確；根據(jù)題意，波長(zhǎng)2 m，周期T0.08 s，波速v25 m/s，選項(xiàng)B正確；沿波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B從平衡位置向下振動(dòng)，經(jīng)過0.04 s即0.5T，質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置，速度沿y軸正方向，選項(xiàng)D正確方法提煉質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的互判方法(1)上下坡法沿波的傳播方向看，“上坡”的點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱“上坡下，下坡上”，如圖6所示圖6(2)帶動(dòng)法如圖7所示，在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖象上另找一點(diǎn)P，若P在P上方，則P向上運(yùn)動(dòng)，若P在P下方，則P向下運(yùn)動(dòng)圖7(3)微平移法圖8原理：波向前傳播，波形也向前平移方法：作出經(jīng)微小時(shí)間t后的波形，如圖8虛線所示，就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過t時(shí)間到達(dá)的位置，也就知道了此刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可知圖中P點(diǎn)振動(dòng)方向向下考點(diǎn)一波動(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9：圖象的應(yīng)用：(1)直接讀取振幅A和波長(zhǎng)，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 波速與波長(zhǎng)、周期、頻率的關(guān)系為：vf.例1(2011·海南·18(1)一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)的波形圖如圖10所示介質(zhì)中x2 m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y10sin (5t) cm.關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波，下列說法正確的是 ()圖10A周期為4.0 sB振幅為20 cmC傳播方向沿x軸正向D傳播速度為10 m/s解析由題意知5 rad/s，周期為：T0.4 s，由波的圖象得：振幅A10 cm、波長(zhǎng)4 m，故波速為v10 m/s，P點(diǎn)在t0時(shí)振動(dòng)方向?yàn)檎齳方向，波向正x方向傳播答案CD突破訓(xùn)練1如圖11所示為一列在均勻介質(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4 m/s，則()A質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向沿y軸正方向BP點(diǎn)振幅比Q點(diǎn)振幅小C經(jīng)過t3 s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是0.6 m圖11D經(jīng)過t3 s，質(zhì)點(diǎn)P將向右移動(dòng)12 m答案C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，而是在平衡位置附近做簡(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；根據(jù)波形圖可知，波長(zhǎng)4 m，振幅A5 cm，已知v4 m/s，所以T1 s，t3 s3T，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是12A60 cm0.6 m，所以選項(xiàng)C正確考點(diǎn)二振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對(duì)象一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示同一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖象信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)某一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移(4)各時(shí)刻速度、加速度的方向(1)波長(zhǎng)、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的加速度方向(4)傳播方向、振動(dòng)方向的互判圖象變化隨時(shí)間推移，圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時(shí)間推移，波形沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標(biāo)的距離表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長(zhǎng)例2如圖12甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則 ()圖12At0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大Bt0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 mD從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm解析A選項(xiàng)，由乙圖象看出，當(dāng)t0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q位于負(fù)方向的最大位移處，而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度大小與位移成正比，方向與位移方向相反，所以加速度為正向最大值；B選項(xiàng)中，由乙圖象看出，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為T0.20 s，t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向沿y軸負(fù)方向，由甲圖可以看出，波的傳播方向應(yīng)該沿x軸負(fù)方向，因甲圖是t0.10 s的波形，所以t0.15 s時(shí)，經(jīng)歷了0.05 s的時(shí)間，圖甲的波形沿x軸負(fù)方向平移了2 m的距離，如圖所示，因波沿x軸負(fù)方向傳播，則此時(shí)P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向；C選項(xiàng)中，由題意知8 m，T0.2 s，則v40 m/s.從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為0.15 s×40 m/s6 m；D選項(xiàng)中，由圖甲可以看出，由于t0.10 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不處于平衡位置，故從t0.10 s到t0.25 s質(zhì)點(diǎn)P通過的路程不為30 cm，本題正確選項(xiàng)為A、B.答案AB突破訓(xùn)練2如圖13所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，乙圖是x2 m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，下列判斷正確的是 ()圖13A該波的傳播速率為4 m/sB該波沿x軸正方向傳播C經(jīng)過0.5 s，質(zhì)點(diǎn)P沿波的傳播方向移動(dòng)2 mD若遇到3 m的障礙物，該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象答案AD解析由題圖可知，機(jī)械波的波長(zhǎng)為4 m，周期為T1 s，則v4 m/s，該波的傳播速率為4 m/s，選項(xiàng)A正確；由乙圖可知，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)平衡位置往下振動(dòng)，由甲圖可知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)P只在平衡位置附近振動(dòng)，不沿波的傳播方向移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于波長(zhǎng)大于障礙物尺寸，該波能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確考點(diǎn)三波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)1 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rn(n0,1,2，)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若r(2n1)(n0,1,2，)，則振動(dòng)減弱(2)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)若r(2n1)(n0,1,2，)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若rn(n0,1,2，)，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)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(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)當(dāng)波以速度v通過觀察者時(shí)，時(shí)間t內(nèi)通過的完全波的個(gè)數(shù)為N，因而單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的完全波的個(gè)數(shù)，即接收頻率(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率變小例3如圖14表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點(diǎn)，則：圖14(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是_振動(dòng)減弱的點(diǎn)是_(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時(shí)刻位移為零的點(diǎn)是_(3)畫出此時(shí)刻ace連線上，以a為起點(diǎn)的一列完整波形，標(biāo)出e點(diǎn)解析(1)a、e兩點(diǎn)分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點(diǎn)，故此兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；c點(diǎn)處在a、e連線上，且從運(yùn)動(dòng)的角度分析a點(diǎn)的振動(dòng)形式恰沿該線傳播，故c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，同理b、d是振動(dòng)減弱點(diǎn)，f也是振動(dòng)減弱點(diǎn)(2)因?yàn)镾1、S2振幅相同，振動(dòng)最強(qiáng)區(qū)的振幅為2A，最弱區(qū)的振幅為零，位移為零的點(diǎn)是b、d.(3)題圖中對(duì)應(yīng)時(shí)刻a處在兩波谷的交點(diǎn)上，即此刻a在波谷，同理e在波峰，所以所對(duì)應(yīng)的波形如圖所示答案(1)a、c、eb、d、f(2)b、d(3)見解析圖突破訓(xùn)練3如圖15甲所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng)，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是 ()甲乙圖15A女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變D女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低答案AD突破訓(xùn)練4(2011·上海·10)兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖16所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則()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 圖16Ca點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)Da點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱答案B解析由題圖可知兩列波的波長(zhǎng)不同，在同一水槽中兩波的波速相同，由vf知兩波的頻率不同，故不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象53波的多解問題的處理方法1 造成波動(dòng)問題多解的主要因素有(1)周期性：時(shí)間周期性：時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確；空間周期性：波傳播距離x與波長(zhǎng)的關(guān)系不明確(2)雙向性：傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定；振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定2 解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系t或x，若此關(guān)系為時(shí)間，則tnTt(n0,1,2)；若此關(guān)系為距離，則xnx(n0,1,2)例4一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖17中的實(shí)線所示，t0.02 s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示若該波的周期T大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是 ()圖17A2 m/s B3 m/s C4 m/s D5 m/s解析這類問題通常要考慮兩種情況：(1)設(shè)波向右傳播，則在0時(shí)刻x4 m處的質(zhì)點(diǎn)往上振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷t時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則t(n)T(n0,1,2)，即T s (n0,1,2)當(dāng)n0時(shí)，T0.08 s>0.02 s，符合要求，此時(shí)v m/s1 m/s；當(dāng)n1時(shí)，T0.016 s<0.02 s，不符合要求(2)設(shè)波向左傳播，則在0時(shí)刻x4 m處的質(zhì)點(diǎn)往下振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷t時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則t(n)T(n0,1,2)，即T s(n0,1,2)當(dāng)n0時(shí)，T s>0.02 s，符合要求，此時(shí)v m/s3 m/s；當(dāng)n1時(shí)，T s<0.02 s，不符合要求綜上所述，只有B選項(xiàng)正確答案B突破訓(xùn)練5如圖18甲所示，一列機(jī)械橫波沿ab直線向右傳播，已知a、b兩點(diǎn)間的距離為1 m，a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖乙所示，下列說法中正確的是 ()圖18A波速可能是 m/s B波速可能大于1 m/sC波長(zhǎng)可能是 m D波長(zhǎng)可能大于4 m答案C解析由振動(dòng)圖象可知，T4 s，由題意結(jié)合a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況可得，(n)1 m，解得， m(n0,1,2)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；波速可能值是v m/s(n0,1,2)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤高考題組1(2012·天津理綜·7)沿x軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖19所示，M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為40 m/s，則t s時(shí)()A質(zhì)點(diǎn)M對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值 圖19B質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同C質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與速度方向一定相同D質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相反答案CD解析當(dāng)t s時(shí)，波傳播的距離xvt40× m1 m，所以當(dāng)t s時(shí)波的圖象如圖所示，由圖可知，M對(duì)平衡位置的位移為正值，且沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)Fkx及ax知，加速度方向與位移方向相反，沿y軸負(fù)方向，與速度方向相同，選項(xiàng)C、D正確2 (2012·安徽理綜·15)一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，在t0時(shí)波形如圖20所示，已知波速為10 m/s.則t0.1 s時(shí)正確的波形應(yīng)是下圖中的 ()圖20答案C解析由題圖知：波長(zhǎng)4.0 m，波在t0.1 s內(nèi)傳播的距離xvt10×0.1 m1 m，故將原波形圖沿波的傳播方向(即x軸正方向)平移即可，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤3 (2012·福建理綜·13)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t0時(shí)刻的波形如圖21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()圖21A沿x軸負(fù)方向，60 m/s B沿x軸正方向，60 m/sC沿x軸負(fù)方向，30 m/s D沿x軸正方向，30 m/s答案A解析由題圖甲知，波長(zhǎng)24 m，由題圖乙知T0.4 s根據(jù)v可求得v60 m/s，故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)“同側(cè)法”可判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4(2012·四川理綜·19)在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速為2 m/s，振幅為A.M、N是位于平衡位置且相距2 m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖22所示在t0時(shí)，M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn) 圖22動(dòng)，N位于其平衡位置上方最大位移處已知該波的周期大于1 s則 ()A該波的周期為 sB在t s時(shí)，N的速度一定為2 m/sC從t0到t1 s，M向右移動(dòng)了2 mD從t s到t s，M的動(dòng)能逐漸增大答案D解析根據(jù)題意，M、N間的基本波形如圖所示則xn(n0,1,2，)，所以該簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng) m(n0,1,2，)根據(jù)v，得簡(jiǎn)諧橫波的周期T s(n0,1,2，)當(dāng)n0時(shí)，T s；當(dāng)n1時(shí)，T s又題設(shè)T>1 s，所以該波的周期T s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤波的傳播速度與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是兩個(gè)不同的物理量，當(dāng)t s時(shí)，N在平衡位置，振動(dòng)速度最大但不一定為2 m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤波在傳播的過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)不沿波的傳播方向移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤從t s到t s，M從正的最大位移處向平衡位置振動(dòng)，速度逐漸增大，動(dòng)能也逐漸增大，選項(xiàng)D正確模擬題組5 位于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S不斷地產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v40 m/s，已知t0時(shí)刻波剛好傳播到x13 m處，部分波形圖如圖23所示，下列說法正確的是()圖23A波源S開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向Bt0.45 s時(shí)，x9 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移為零Ct0.45 s時(shí)，波剛好傳播到x18 m處Dt0.45 s時(shí)，波剛好傳播到x31 m處答案AD解析已知波沿x軸正方向傳播，結(jié)合波形圖可知，x13 m處質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，所以波源S開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；由圖可知，波長(zhǎng)8 m，周期T0.2 s，根據(jù)波的傳播方向可知，t0時(shí)刻，x9 m處的質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.45 s2.25T即t0.45 s時(shí)刻，該質(zhì)點(diǎn)位于波谷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t0.45 s時(shí)，波剛好傳播到x13 mvt31 m處，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確6 如圖24所示為一列在均勻介質(zhì)中傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，波速為2 m/s，此時(shí)P點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則 ()圖24A該波傳播的方向沿x軸正方向BP點(diǎn)的振幅比Q點(diǎn)的小C經(jīng)過t4 s，質(zhì)點(diǎn)P將向右移動(dòng)8 mD經(jīng)過t4 s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是0.4 m答案AD解析由P點(diǎn)振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向可知波向右傳播，選項(xiàng)A正確波傳播過程中，各點(diǎn)振幅相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤周期T s2 s，t4 s為兩個(gè)周期，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)完成兩個(gè)全振動(dòng)，通過的路程為8A40 cm0.4 m，位移為零，選項(xiàng)C錯(cuò)，D正確(限時(shí)：30分鐘)題組1波的干涉與衍射現(xiàn)象的理解1 關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是 ()A當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，一定不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象B只有孔的尺寸與波長(zhǎng)相差不多時(shí)，或者比波長(zhǎng)還小時(shí)才會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C只有波才有衍射現(xiàn)象D以上說法均不正確答案BC解析當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯只有當(dāng)孔、縫或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，切不可把此條件用來判斷波是否發(fā)生了衍射現(xiàn)象2 如圖1所示，S1、S2為兩個(gè)振動(dòng)情況完全一樣的波源，兩列波的波長(zhǎng)都為，它們?cè)诮橘|(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成6個(gè)振動(dòng)減弱的區(qū)域(圖中虛線處)，P是振動(dòng)減弱區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出 ()AP點(diǎn)到兩波源的距離差等于1.5 圖1B兩波源之間的距離一定在2.5個(gè)波長(zhǎng)到3.5個(gè)波長(zhǎng)之間CP點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)最弱，過半個(gè)周期后，振動(dòng)變?yōu)樽顝?qiáng)D當(dāng)一列波的波峰傳到P點(diǎn)時(shí)，另一列波的波谷也一定傳到P點(diǎn)答案ABD解析從S1、S2的中點(diǎn)起到向右三條虛線上，S1、S2的距離差依次為0.5、1.5、2.5.題組2波的圖象的理解和波速公式的應(yīng)用3. 有一列簡(jiǎn)諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向以速率v5.0 m/s傳播，t0時(shí)刻的波形如圖2所示，下列說法中正確的是()A該列波的波長(zhǎng)為0.5 m，頻率為5 Hz圖2Bt0.1 s時(shí)，波形沿x軸正方向移動(dòng)0.5 mCt0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的位置坐標(biāo)為(1.25 m,0)Dt0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的速度為零答案B解析由波形圖知1.0 mT0.2 s，f5 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)t0.1 s時(shí)，波傳播的距離xvt5×0.1 m0.5 m，B項(xiàng)正確在t0.1 s時(shí)，A在平衡位置，位置坐標(biāo)仍為(0.75 m,0)，且A此時(shí)的速度最大，C、D項(xiàng)錯(cuò)4. 如圖3所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t0.2 s時(shí)刻的波形圖該波的波速為0.8 m/s，則下列說法正確的是 ()A這列波的波長(zhǎng)是14 cm圖3B這列波的周期是0.5 sC這列波可能是沿x軸正方向傳播的Dt0時(shí)，x4 cm處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸負(fù)方向答案D解析由題圖知該波的波長(zhǎng)12 cm，故A項(xiàng)錯(cuò)誤由v，得T s1.5×101 s，故B項(xiàng)錯(cuò)誤因，故該波沿x軸負(fù)方向傳播，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤由波沿x軸負(fù)方向傳播可判定t0時(shí)刻，x4 cm處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，故D項(xiàng)正確5 如圖4為一列在均勻介質(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4 m/s.圖中“A、B、C、D、E、F、G、H”各質(zhì)點(diǎn)中()A沿y軸正方向速率最大的質(zhì)點(diǎn)是D 圖4B沿y軸正方向加速度最大的質(zhì)點(diǎn)是BC經(jīng)過t0.5 s，質(zhì)點(diǎn)D將向右移動(dòng)2 mD經(jīng)過t2.5 s，質(zhì)點(diǎn)D的位移是0.2 m答案A解析在平衡位置的質(zhì)點(diǎn)速率最大，又從傳播方向可以判斷，質(zhì)點(diǎn)D向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)H向下振動(dòng)，所以A項(xiàng)正確；在最大位移處的質(zhì)點(diǎn)加速度最大，加速度的方向與位移方向相反，B質(zhì)點(diǎn)的加速度方向向下，B項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)只能在平衡位置兩側(cè)上下振動(dòng)，并不隨波遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；波傳播的周期T1 s，經(jīng)過t2.5 s2.5T，質(zhì)點(diǎn)D仍位于平衡位置，所以位移為0，D項(xiàng)錯(cuò)誤6 如圖5所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v200 m/s，已知t0時(shí)，波剛好傳播到x40 m處在x400 m處有一處于靜止?fàn)顟B(tài)的接收器(圖中未畫出)，則下列說法正確的是 ()圖5A波源振動(dòng)周期為0.1 sB波源開始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向Ct0.15 s時(shí)，x40 m的質(zhì)點(diǎn)已運(yùn)動(dòng)的路程為30 mD接收器在t1.8 s時(shí)開始接收此波E若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，接收器接收到的波的頻率可能為15 Hz答案ADE7 (2012·山東理綜·37(1)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻的波形如圖6所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P、Q分別位于x2 m，x4 m處從t0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰求波速寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過程)圖6答案1 m/sy0.2sin (0.5t) m解析設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的波速為v，波長(zhǎng)為，周期為T，由題圖知，4 m由題意知t3TTv聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得v1 m/s0.5質(zhì)點(diǎn)P做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y0.2sin (0.5t) m題組3波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的結(jié)合8 一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t2 s時(shí)刻的波形如圖7甲所示，則圖乙表示圖甲中E、F、G、H四個(gè)質(zhì)點(diǎn)中哪一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 ()圖7AE點(diǎn) BF點(diǎn)CG點(diǎn) DH點(diǎn)答案D解析由題圖乙可知，t2 s質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置往下振動(dòng)，波沿著x軸正方向傳播，圖甲中符合要求的是H點(diǎn)，選項(xiàng)D正確9 一簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，波長(zhǎng)為，周期為T.在t時(shí)刻該波的波形圖如圖8甲所示，a、b是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)圖乙表示某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象下列說法中正確的是()圖8A質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)圖象如圖乙所示B質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖象如圖乙所示Ct0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大Dt0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的大答案D解析在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a在波谷，質(zhì)點(diǎn)b在平衡位置，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移增大時(shí)，回復(fù)力、加速度、勢(shì)能均增大，速度、動(dòng)能均減小，所以在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度大，質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的速度小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤由圖乙知，時(shí)刻圖乙表示的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向下振動(dòng)，故圖乙既不是a的振動(dòng)圖象也不是b的振動(dòng)圖象，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤10一列簡(jiǎn)諧橫波，沿x軸正方向傳播，波長(zhǎng)2 m位于原點(diǎn)O的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖9所示，則下列說法正確的是 ()圖9圖10A在t0.05 s時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是8 cmB圖10可能為該波在t0.15 s時(shí)刻的波形圖C該波的傳播速度為10 m/sD從圖10時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，再經(jīng)過0.10 s后，A點(diǎn)離開平衡位置的位移是8 cm答案C解析在t等于周期時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是0，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤由公式v可知該波的傳播速度是10 m/s，C選項(xiàng)正確根據(jù)振動(dòng)與波動(dòng)之間的聯(lián)系，可知B選項(xiàng)錯(cuò)誤從題圖10時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，再經(jīng)過0.10 s后，A點(diǎn)離開平衡位置的位移是8 cm，D選項(xiàng)錯(cuò)誤題組4波的多解問題11. 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻的波形如圖11中實(shí)線所示，t0.1 s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示波源不在坐標(biāo)原點(diǎn)O，P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點(diǎn)2.5 m處的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)則以下說法正確的是() 圖11A波的頻率可能為7.5 HzB波的傳播速度可能為50 m/sC質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1 mD在t0.1 s時(shí)刻與P相距5 m處的質(zhì)點(diǎn)也一定向上振動(dòng)答案BC解析從題圖中可以看出波形從實(shí)線傳播到虛線的時(shí)間為：t(n)T(n0,1,2，)，波的頻率為：f Hz2.5(4n1) Hz(n0,1,2，)，A錯(cuò)誤；從圖中得出波長(zhǎng)為：4 m，波的傳播速度為：vf10(4n1) m/s(n0,1,2，)，當(dāng)n1時(shí)，v50 m/s，B正確；從圖中可以看出質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1 m，C正確；從圖中可知t0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P向上振動(dòng)，與P相距5 m的質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)P相距1 個(gè)波長(zhǎng)，若該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)左側(cè)，它正在向下振動(dòng)，若該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)右側(cè)，它正在向上振動(dòng)，D錯(cuò)誤12某時(shí)刻的波形圖如圖12所示，波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)x0.32 m從此時(shí)刻開始計(jì)時(shí)圖12(1)若P點(diǎn)經(jīng)0.4 s第一次達(dá)到最大正位移，求波速(2)若P點(diǎn)經(jīng)0.4 s到達(dá)平衡位置，波速又如何？答案(1)0.3 m/s(2)(0.8n) m/s(n0,1,2,3)解析(1)依題意，經(jīng)時(shí)間t0.4 s，波向右傳播的距離x0.32 m0.2 m0.12 m，此時(shí)P點(diǎn)恰好第一次達(dá)到最大正位移波速v m/s0.3 m/s.(2)波向右傳播0.32 m，P點(diǎn)恰好第一次到達(dá)平衡位置，由波的周期性可知，波可能傳播的距離x0.32 mn(n0,1,2,3，)波速v m/s(0.8n) m/s(n0,1,2,3，)13一列簡(jiǎn)諧橫波沿x方向傳播，如圖13所示，其中實(shí)線和虛線分別為t0和t0.5 s兩時(shí)刻的波形圖，坐標(biāo)為x8 m處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向(1)判斷這列波的傳播方向；(2)如果T>0.5 s，求波速；圖13(3)如果T<0.5 s，求波速的所有可能值答案(1)沿x軸正方向(2)4 m/s(3)4(4n1) m/s (n1,2,3，)解析(1)根據(jù)x8 m處的質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向可判定該簡(jiǎn)諧橫波的傳播方向沿x軸正方向(2)設(shè)該簡(jiǎn)諧橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T(T>0.5 s)，該波的波長(zhǎng)8 m，根據(jù)題目所給信息可得T0.5 s根據(jù)公式v可得v4 m/s(3)若T<0.5 s，則(n)Tt0.5 s(n1,2,3，)，解得T s因v則波速的所有可能值為v4(4n1) m/s (n1,2,3，)