2014年高考物理復(fù)習(xí) 第12章 第2課時(shí) 機(jī)械波訓(xùn)練題 新人教版

《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第12章 第2課時(shí) 機(jī)械波訓(xùn)練題 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第12章 第2課時(shí) 機(jī)械波訓(xùn)練題 新人教版（22頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、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、波長和頻率的關(guān)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(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．波可以傳遞振動形式和能量 答案　ABD 2． [波長、波速、頻率的關(guān)系]如圖1所示，實(shí)線是沿x軸傳播 的一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線是這列波在t＝

2、0.05 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1 A．這列波有可能沿x軸正方向傳播 B．這列波的波長是10 cm C．t＝0.05 s時(shí)刻x＝6 cm處的質(zhì)點(diǎn)正在向下運(yùn)動 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λ＝12 cm，B錯(cuò)誤；根據(jù)v＝，可求出這列波的周期為T＝＝ s＝0.15 s，D正確；根據(jù)x＝vt＝80×0.05 cm＝4 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t＝0.05 s時(shí)刻x＝6 cm處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動，A、C錯(cuò)誤． 3． [

3、波的圖象的理解]如圖2所示是一列簡諧波在t＝0時(shí)的波形 圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y＝ 10sin 5πt cm.關(guān)于這列簡諧波，下列說法中正確的是 (　　) 圖2 A．這列簡諧波的振幅為20 cm B．這列簡諧波的周期為5.0 s C．這列簡諧波在該介質(zhì)中的傳播速度為25 cm/s D．這列簡諧波沿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振動的表達(dá)式可知這列簡諧橫波的周期為T＝＝ s＝0.4 s，B錯(cuò)；由題圖可知，該波的波長為λ＝4 m，波速v＝＝ m/s＝10 m/s，C錯(cuò)；由質(zhì)點(diǎn)P做

4、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正在向上運(yùn)動，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，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個(gè)波長，則對波經(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3 B．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

5、，孔AB尺寸與波長相差不大，因只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)A、C正確；由λ＝知，v不變，f增大，只能使λ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的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，并不隨波遷移． (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)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)各質(zhì)點(diǎn)開始振動(即起振)的方向均相同． (4)一個(gè)周期

6、內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動，通過的路程為4A，位移為零． 3． 波長、波速、頻率及其關(guān)系 (1)波長 在波動中，振動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)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，等于波源的振動頻率． (4)波長、波速和頻率的關(guān)系：v＝fλ. 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)相對平衡位置的位移． 5． 波的干涉 (1

7、)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)域振動總是加強(qiáng)，某些區(qū)域振動總是減弱，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔． (3)對兩個(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)波長整數(shù)倍時(shí)，振動加強(qiáng)；凡到兩波源的路程差為半個(gè)波長的奇數(shù)倍時(shí)，振動減弱． 6． 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔(縫)的尺寸跟波長差不多，或者比波長更小． 7． 多普勒效應(yīng) (1)波源不動 (2)觀察者不動 5. [質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳播方向的關(guān)系應(yīng)用]一列簡諧橫波沿x軸傳播， t＝0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

8、為5 m B．波中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動周期都為4 s 圖4 C．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 D．若已知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)正向上振動，則波是沿x軸負(fù)向傳播的 答案　C 解析　由題圖可知，波長為λ＝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，選項(xiàng)C正確；若已知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)正向上振動，則波是沿x軸正向傳播的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 6． [質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳播方向的關(guān)系應(yīng)用]一列簡諧橫波沿x軸傳播， t＝0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；t＝0.02 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一

9、次到達(dá)正向最大位移處，由此可知 (　　) 圖5 A．此波沿x軸負(fù)方向傳播 B．此波的傳播速度為25 m/s C．從t＝0時(shí)起，經(jīng)過0.04 s，質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移了1 m D．在t＝0.04 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t＝0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λ＝2 m，周期T＝0.08 s，波速v＝＝25 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諧運(yùn)動，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B從平衡位置向下振動，經(jīng)過0.04 s即0.

10、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，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動，簡稱“上坡下，下坡上”，如圖6所示． 圖6 (2)帶動法 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，若P′在P下方，則P向下運(yùn)動． 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Δt后的波形，如圖8虛線所示，就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過Δt時(shí)間到達(dá)的位置，也就知道了此刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向，可知圖中P點(diǎn)振動方

11、向向下． 考點(diǎn)一　波動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?。? (3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動方向確定波的傳播方 向． 2． 波速與波長、周期、頻率的關(guān)系為：v＝＝λf. 例1　(2011·海南·18(1))一列簡諧橫波在t＝0時(shí)的波形圖如圖10所示．介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y

12、＝10sin (5πt) cm.關(guān)于這列簡諧波，下列說法正確的是 (　　) 圖10 A．周期為4.0 s B．振幅為20 cm C．傳播方向沿x軸正向 D．傳播速度為10 m/s 解析　由題意知ω＝5π rad/s，周期為：T＝＝0.4 s，由波的圖象得：振幅A＝10 cm、波長λ＝4 m，故波速為v＝＝10 m/s，P點(diǎn)在t＝0時(shí)振動方向?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)刻的振動方向沿y軸正方向

13、 B．P點(diǎn)振幅比Q點(diǎn)振幅小 C．經(jīng)過Δt＝3 s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是0.6 m 圖11 D．經(jīng)過Δt＝3 s，質(zhì)點(diǎn)P將向右移動12 m 答案　C 解析　由機(jī)械波沿x軸正方向傳播，利用“帶動”原理可知，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動方向沿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諧運(yùn)動，并且各質(zhì)點(diǎn)振動的幅度相同，即振幅相同，選項(xiàng)B、D均錯(cuò)誤；根據(jù)波形圖可知，波長λ＝4 m，振幅A＝5 cm，已知v＝4 m/s，所以T＝＝1 s，Δt＝3 s＝3T，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是12A＝60 cm＝0.6 m，所以選項(xiàng)C正確． 考點(diǎn)二　振動圖象與波動圖象

14、 振動圖象 波動圖象 研究對象 一振動質(zhì)點(diǎn) 沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn) 研究內(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、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

15、距離 表示一個(gè)周期 表示一個(gè)波長 例2　如圖12甲為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖象，則 (　　) 　 圖12 A．t＝0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大 B．t＝0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向 C．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 m D．從t＝0.10 s到t＝0.25 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)t＝0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q位于負(fù)方向的最大位移處，而簡諧運(yùn)動的加速度大小與位移成正

16、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，簡諧運(yùn)動的周期為T＝0.20 s，t＝0.10 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t＝0.10 s的波形，所以t＝0.15 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)動方向沿y軸負(fù)方向；C選項(xiàng)中，由題意知λ＝8 m，T＝0.2 s，則v＝＝40 m/s.從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為0.15 s×40 m/s＝6 m；D選項(xiàng)中，由圖甲可以看出，由于t＝

17、0.10 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不處于平衡位置，故從t＝0.10 s到t＝0.25 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軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波動圖象，乙圖是x＝2 m處質(zhì)點(diǎn)P的振動圖象，下列判斷正確的是 (　　) 　 圖13 A．該波的傳播速率為4 m/s B．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2 m D．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)械波的波長為λ＝4 m，周期為T＝1 s，則v＝＝4 m/s，該波的傳播

18、速率為4 m/s，選項(xiàng)A正確；由乙圖可知，t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)平衡位置往下振動，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，不沿波的傳播方向移動，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于波長大于障礙物尺寸，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． 波的干涉中振動加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷 某質(zhì)點(diǎn)的振動是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr. (1)當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時(shí) 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動加強(qiáng)； 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，則振動減弱． (2)當(dāng)兩波源振動步調(diào)相反時(shí) 若Δr＝(2n＋1)

19、(n＝0,1,2，…)，則振動加強(qiáng)； 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動減弱． 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相差不大或者小于波長． 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?。? 例3　如圖14表示兩個(gè)相干波源S1、S2

20、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，振動加強(qiáng)的點(diǎn)是__________．振動減弱的點(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)為振動加強(qiáng)點(diǎn)；c點(diǎn)處在a、e連線上，且從運(yùn)動的角度分析a點(diǎn)的振動形式恰沿該線傳播，故c點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn)，同理b、d是振動減弱點(diǎn)，f也是振動減弱點(diǎn)． (2

21、)因?yàn)镾1、S2振幅相同，振動最強(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，所以所對應(yīng)的波形如圖所示． 答案　(1)a、c、e　b、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)站立不動吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是 (　　) 　 　　　　　　甲　　　　　　　　　乙 圖15 A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動過程中，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)動時(shí)，她感

22、覺哨聲音調(diào)不變 D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低 答案　AD 突破訓(xùn)練4　(2011·上?！?0)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)域中會產(chǎn)生干涉 B．在兩波相遇的區(qū)域中不會產(chǎn)生干涉 圖16 C．a(chǎn)點(diǎn)的振動始終加強(qiáng) D．a(chǎn)點(diǎn)的振動始終減弱 答案　B 解析　由題圖可知兩列波的波長不同，在同一水槽中兩波的波速相同，由v＝λf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． 造成波動問題多解的主要因素有 (1)周期性： ①時(shí)間周期

23、性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確； ②空間周期性：波傳播距離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(diǎn)振動方向不確定． 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Δt或Δx，若此關(guān)系為時(shí)間，則t＝nT＋Δt(n＝0,1,2…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0,1,2…)． 例4　一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖17中的實(shí)線所示，t＝0.02 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17

24、 A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 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x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)往上振動，設(shè)經(jīng)歷Δt時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到波峰的位置，則Δt＝(＋n)T(n＝0,1,2…)，即T＝＝ s (n＝0,1,2…)．當(dāng)n＝0時(shí)，T＝0.08 s>0.02 s，符合要求，此時(shí)v＝＝ m/s＝1 m/s；當(dāng)n＝1時(shí)，T＝0.016 s< 0.02 s，不符合要求． (2)設(shè)波向左傳播，則在0時(shí)刻x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)往下振動，設(shè)經(jīng)歷Δt時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到波峰的位置，則Δt＝(＋n)T(n＝0,1,2…)，即T＝＝ s(

25、n＝0,1,2…)．當(dāng)n＝0時(shí)，T＝ s>0.02 s，符合要求，此時(shí)v＝＝ m/s＝3 m/s；當(dāng)n＝1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)的振動情況如圖乙所示，下列說法中正確的是 (　　) 圖18 A．波速可能是 m/s B．波速可能大于1 m/s C．波長可能是 m D．波長可能大于4 m 答案　C 解析　由振動圖象可知，T＝4 s，由題意結(jié)合a、b兩點(diǎn)的振動情況可得，(＋n)λ＝1 m，解得，λ＝ m(n＝0,1

26、,2…)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；波速可能值是v＝＝ m/s(n＝0,1,2…)，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諧橫波在t＝0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對平衡位置的位移一定為負(fù)值 圖19 B．質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對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Δx＝vt＝40× m＝1 m，所以當(dāng)t＝

27、s時(shí)波的圖象如圖所示，由圖可知，M對平衡位置的位移為正值，且沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)F＝－kx及a＝－x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)一列簡諧波沿x軸正方向傳播，在t＝0時(shí)波形如圖20所示，已知波速為10 m/s.則t＝0.1 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λ＝4.0 m，波在t＝0.1 s內(nèi)傳播的距離x＝vt＝10×0.1 m＝1 m＝ λ，故將原波形圖沿波的傳播方向(即x軸正方向)平移λ即可，故選項(xiàng)C正確，選

28、項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 3． (2012·福建理綜·13)一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0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，其振動圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是 (　　) 圖21 A．沿x軸負(fù)方向，60 m/s B．沿x軸正方向，60 m/s C．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λ＝24 m，由題圖乙知T＝0.4 s．根據(jù)v＝可求得v＝60 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)

29、有一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波， 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t＝0時(shí)，M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn) 圖22 動，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 s B．在t＝ s時(shí)，N的速度一定為2 m/s C．從t＝0到t＝1 s，M向右移動了2 m D．從t＝ s到t＝ s，M的動能逐漸增大 答案　D 解析　根據(jù)題意，M、N間的基本波形如圖所示．則Δx＝nλ＋λ(n＝ 0,1,2，…)，所以該簡諧橫波的波長λ＝ m(n＝0,1,2，…)．根據(jù)v ＝，得簡

30、諧橫波的周期T＝＝ s(n＝0,1,2，…)．當(dāng)n＝0時(shí)，T＝ s；當(dāng)n＝1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，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，速度逐漸增大，動能也逐漸增大，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軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝40 m/s，已知t＝0時(shí)刻波剛好傳播到x＝13 m處，部分波形圖如圖23所示

31、，下列說法正確的是 (　　) 圖23 A．波源S開始振動的方向沿y軸正方向 B．t＝0.45 s時(shí)，x＝9 m處的質(zhì)點(diǎn)的位移為零 C．t＝0.45 s時(shí)，波剛好傳播到x＝18 m處 D．t＝0.45 s時(shí)，波剛好傳播到x＝31 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，x＝13 m處質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸 正方向，所以波源S開始振動的方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；由圖可知，波長λ＝ 8 m，周期T＝＝0.2 s，根據(jù)波的傳播方向可知，t＝0時(shí)刻，x＝9 m處的質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置向下運(yùn)動，經(jīng)過0.45 s＝2.25T即t＝0.45 s時(shí)刻，該質(zhì)點(diǎn)位于波谷，

32、選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0.45 s時(shí)，波剛好傳播到x＝13 m＋vt＝31 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)振動方向沿y軸負(fù)方向，則 (　　) 圖24 A．該波傳播的方向沿x軸正方向 B．P點(diǎn)的振幅比Q點(diǎn)的小 C．經(jīng)過Δt＝4 s，質(zhì)點(diǎn)P將向右移動8 m D．經(jīng)過Δt＝4 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＝＝ s＝2 s，Δt＝4 s為兩個(gè)周期，P、Q兩

33、質(zhì)點(diǎn)完成兩個(gè)全振動，通過的路程為8A＝40 cm＝0.4 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)孔的尺寸比波長大時(shí)，一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象 B．只有孔的尺寸與波長相差不多時(shí)，或者比波長還小時(shí)才會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)孔的尺寸比波長大時(shí)，會發(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相差不多，或者比波長更小時(shí)，才會發(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

34、了衍射現(xiàn)象． 2． 如圖1所示，S1、S2為兩個(gè)振動情況完全一樣的波源，兩列波 的波長都為λ，它們在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，S1、S2在空間共形成6個(gè)振動減弱的區(qū)域(圖中虛線處)，P是振動減弱區(qū)域中的一點(diǎn)，從圖中可看出 (　　) A．P點(diǎn)到兩波源的距離差等于1.5λ 圖1 B．兩波源之間的距離一定在2.5個(gè)波長到3.5個(gè)波長之間 C．P點(diǎn)此時(shí)刻振動最弱，過半個(gè)周期后，振動變?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0.5λ、1.5λ、2.5λ.

35、 ?題組2　波的圖象的理解和波速公式的應(yīng)用 3. 有一列簡諧橫波在彈性介質(zhì)中沿x軸正方向以速率v＝ 5.0 m/s傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖2所示，下列說法中正確的是 (　　) A．該列波的波長為0.5 m，頻率為5 Hz 圖2 B．t＝0.1 s時(shí)，波形沿x軸正方向移動0.5 m C．t＝0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的位置坐標(biāo)為(1.25 m,0) D．t＝0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的速度為零 答案　B 解析　由波形圖知λ＝1.0 m．T＝＝0.2 s，f＝5 Hz，A項(xiàng)錯(cuò)．t＝0.1 s時(shí)，波傳播的距離 x＝vt＝5×0.1 m＝0.5 m，B項(xiàng)正確．在t

36、＝0.1 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軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0時(shí) 刻的波形圖，虛線是這列波在t＝0.2 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．這列波的波長是14 cm 圖3 B．這列波的周期是0.5 s C．這列波可能是沿x軸正方向傳播的 D．t＝0時(shí)，x＝4 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λ＝12 cm，故A項(xiàng)錯(cuò)誤．由v＝，得T＝ s＝ 1.5×10－1 s，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．因＝＝，

37、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t＝0時(shí)刻，x＝4 cm處質(zhì)點(diǎn)的振動方向沿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4 B．沿y軸正方向加速度最大的質(zhì)點(diǎn)是B C．經(jīng)過Δt＝0.5 s，質(zhì)點(diǎn)D將向右移動2 m D．經(jīng)過Δt＝2.5 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，質(zhì)點(diǎn)H

38、向下振動，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，并不隨波遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；波傳播的周期T＝＝1 s，經(jīng)過Δt＝2.5 s＝2.5T，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軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝200 m/s，已知t＝0時(shí)，波剛好傳播到x＝40 m處．在x′＝400 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5 A．波源振動周期為0.1 s B．波源開始振動時(shí)方向沿y軸

39、正方向 C．t＝0.15 s時(shí)，x＝40 m的質(zhì)點(diǎn)已運(yùn)動的路程為30 m D．接收器在t＝1.8 s時(shí)開始接收此波 E．若波源向x軸正方向運(yùn)動，接收器接收到的波的頻率可能為15 Hz 答案　ADE 7． (2012·山東理綜·37(1))一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0 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x＝2 m，x＝4 m處．從t＝0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝15 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q剛好第4次到達(dá)波峰． ①求波速． ②寫出質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過程)． 圖6 答案?、? m/s?、趛＝0.2sin (0.5πt) m 解析　①設(shè)簡諧橫波的波速為v

40、，波長為λ，周期為T，由題圖知，λ＝4 m．由題意知t＝3T＋T① v＝② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得 v＝1 m/s ②ω＝＝0.5π 質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y＝0.2sin (0.5πt) m 題組3　波動圖象與振動圖象的結(jié)合 8． 一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝2 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)的振動圖象 (　　) 圖7 A．E點(diǎn) B．F點(diǎn) C．G點(diǎn) D．H點(diǎn) 答案　D 解析　由題圖乙可知，t＝2 s質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置往下振動，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

41、簡諧波沿x軸正方向傳播，波長為λ，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)的振動圖象．下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．質(zhì)點(diǎn)a的振動圖象如圖乙所示 B．質(zhì)點(diǎn)b的振動圖象如圖乙所示 C．t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)b的大 D．t＝0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t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a在波谷，質(zhì)點(diǎn)b在平衡位置，振動質(zhì)點(diǎn)位移增大時(shí)，回復(fù)力、加速度、勢能均增大，速度、動能均減小，所以在t＝0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

42、下振動，故圖乙既不是a的振動圖象也不是b的振動圖象，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤． 10．一列簡諧橫波，沿x軸正方向傳播，波長2 m．位于原點(diǎn)O的質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖9所示，則下列說法正確的是 (　　) 圖9 圖10 A．在t＝0.05 s時(shí)，位于原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是8 cm B．圖10可能為該波在t＝0.15 s時(shí)刻的波形圖 C．該波的傳播速度為10 m/s D．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

43、播速度是10 m/s，C選項(xiàng)正確．根據(jù)振動與波動之間的聯(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. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖11 中實(shí)線所示，t＝0.1 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11 A．波的頻率可能為7.5 Hz B．波的傳播速度可能為50 m/s C．質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0.1 m D．在t＝0.1 s時(shí)刻與P相距5 m處的質(zhì)點(diǎn)也

44、一定向上振動 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(n＝0,1,2，…)，波的頻率為：f＝＝＝ Hz＝2.5(4n＋1) Hz(n＝0,1,2，…)，A錯(cuò)誤；從圖中得出波長為：λ＝4 m，波的傳播速度為：v＝λf＝10(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…)，當(dāng)n＝1時(shí)，v＝50 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t＝0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P向上振動，與P相距5 m的質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)P相距1 個(gè)波長，若該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)左側(cè)，它正在向下振動，若該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)右側(cè)，它正在向上振動，D錯(cuò)誤． 12．某時(shí)刻的波形圖如圖12所示，

45、波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)x＝0.32 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)(0.8＋n) m/s(n＝0,1,2,3……) 解析　(1)依題意，經(jīng)時(shí)間Δt＝0.4 s，波向右傳播的距離Δx＝0.32 m－0.2 m＝0.12 m，此時(shí)P點(diǎn)恰好第一次達(dá)到最大正位移 波速v＝＝ m/s＝0.3 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Δx′＝0.32 m＋n(n＝0,1,2,3

46、，……) 波速v′＝＝＝ m/s＝(0.8＋n) m/s(n＝0,1,2,3，……)． 13．一列簡諧橫波沿x方向傳播，如圖13所示，其中實(shí)線和虛線分 別為t＝0和t＝0.5 s兩時(shí)刻的波形圖，坐標(biāo)為x＝8 m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻運(yùn)動方向沿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(4n＋1) m/s (n＝1,2,3，……) 解析　(1)根據(jù)x＝8 m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0時(shí)刻的運(yùn)動方向可判定該簡諧橫波的傳播方向沿x軸正方向 (2)設(shè)該簡諧橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動周期為T(T>0.5 s)，該波的波長λ＝8 m，根據(jù)題目所給信息可得 T＝0.5 s 根據(jù)公式v＝ 可得v＝4 m/s (3)若T<0.5 s，則 (＋n)T＝t＝0.5 s(n＝1,2,3，……)， 解得T＝ s 因v＝ 則波速的所有可能值為v＝4(4n＋1) m/s (n＝1,2,3，……)．