2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 每日一題 波的多解問題.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 每日一題 波的多解問題高考頻度：難易程度：一列簡諧橫波由質(zhì)點A向質(zhì)點B傳播，己知A、B兩點相距4 m，這列波的波長大于2 m而小于20 m。如圖甲、乙表示在波的傳播過程中A、B兩質(zhì)點的振動圖象，求波的傳播速度?！緟⒖即鸢浮?m/s或 m/s【試題解析】由振動圖象讀出T=0.4 s。分析圖象可知：t=0時，質(zhì)點A位于y方向最大位移處，而質(zhì)點B則經(jīng)過平衡位置向y方向運動。所以A、B間距4 m=，= m，其中n=0，1，2，。因為這列波的波長大于2 m而小于20 m，所以n有0、1兩個可能的取值。即1= m或2= m。因v=，所以v1= m/s或者 m/s?！局R補給】波的多解問題機械波在傳播過程中在時間和空間上的周期性、傳播方向上的雙向性、質(zhì)點振動方向的不確定性等都是形成波動習(xí)題多解的原因。一、波動圖象的周期性形成多解a波的空間的周期性：沿波的傳播方向，在x軸上任取一點P（x），如圖所示，P點的振動完全重復(fù)波源O的振動，只是時間上比O點要落后t，且t=T0。在同一波線上，凡坐標(biāo)與P點坐標(biāo)x之差為波長整數(shù)倍的許多質(zhì)點，在同一時刻t的位移都與P點的振動位移相同，其振動速度、加速度也與之相同，或者說它們的振動“相貌”完全相同。因此，在同一波線上，某一振動“相貌”勢必會不斷重復(fù)出現(xiàn)，這就是機械波的空間的周期性。b波的時間的周期性：在x軸上同一個給定的質(zhì)點，在tnT時刻的振動情況與它在t時刻的振動情況（位移、速度、加速度等）相同。因此，在t時刻的波形，在tnT時刻會多次重復(fù)出現(xiàn)。這就是機械波的時間的周期性。機械波在一個周期內(nèi)不同時刻圖象的形狀是不同的，但在相隔時間為周期整數(shù)倍的不同時刻圖象的形狀則是相同的，機械波的這種周期性必然導(dǎo)致波的傳播距離、時間和速度等物理量有多值與之對應(yīng)，即這三個物理量可分別表示為：s=nst=nTtv=s/t=（ns）/（nTt），其中n=0，1，2，二、波的傳播方向的雙向性形成多解雙向性是指波沿正、負(fù)方向傳播時，若正、負(fù)兩方向的傳播時間之和等于周期的整數(shù)倍，則沿正、負(fù)兩方向傳播的某一時刻波形相同。例如：已知t時刻波形，則再經(jīng)t1=T時間向左傳播的波形和再經(jīng)t2=T時間向右傳播的波形是重合的。三、波形的隱含性形成多解許多波動習(xí)題往往只給出完整波形的一部分，或給出了幾個特殊點，而其余部分處于隱含狀態(tài)。這樣，一道習(xí)題就有多個圖形與之對應(yīng)，從而形成多解。a介質(zhì)中兩質(zhì)點間的距離與波長關(guān)系未定：在波的傳播方向上，如果兩個質(zhì)點間的距離不確定，就會形成多解，學(xué)生若不能聯(lián)想到所有可能情況，則易出現(xiàn)漏解。b介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向未定：在波的傳播過程中，質(zhì)點振動方向與傳播方向聯(lián)系，若某一質(zhì)點振動方向未確定，則波的傳播方向有兩種，這樣形成多解。如圖所示，實線為一列簡諧橫波在t1=1.0 s的波形，虛線為它在t2=1.5 s的波形，由此可以判斷A質(zhì)點Q比質(zhì)點N先回到平衡位置B在t1=1.0 s這一時刻，波在P、Q之間的各點，運動方向一定豎直向上C此波的頻率可能是3 Hz或5 HzD此波的波速最小值為4 m/s一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖（a）是t=0時刻的波形圖，圖（b）和圖（c）分別是x軸上某兩處質(zhì)點的振動圖象。由此可知，這兩質(zhì)點平衡位置之間的距離可能是A m B mC1 m D m一列簡諧波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a，b兩質(zhì)點的振動圖象如圖所示，下列描述該波的圖象可能正確的是A BC D如圖所示，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(zhì)點的振動圖象，距該質(zhì)點x=0.5 m處質(zhì)點的振動圖象可能是如圖，簡諧橫波在t時刻的波形如實線所示，經(jīng)過t=3 s，其波形如虛線所示。己知圖中x1與x2相距l(xiāng) m，波的周期為T，且2T<t<4T。則可能的最小波速為_m/s，最小周期為_s?！緟⒖即鸢浮緾D 由于波的傳播方向不確定，則不能確定Q和N誰先回到平衡位置，也不能確定t1=1.0 s時刻，波中P、Q之間各點的運動，無論向左傳播還是向右傳播此波的周期T均滿足（k）T=0.5 s，則周期T= s，頻率f=（2k1） Hz，波速v=f=（8k4）m/s；若取k=0，1，2，3，則T=1，（s），f=1，3，5，7，（Hz），v=4，12，20，28，（m/s）。AC 由振動圖象可知，當(dāng)t=0時，質(zhì)點a處在波峰位置，質(zhì)點b處在平衡位置且向下振動，當(dāng)簡諧波由a向b傳播時，有，解得可能波長為（n=0，1，2）。當(dāng)簡諧波由b向a傳播時，有，解得可能波長為（n=0，1，2）。A 由題意知 m， s，由乙圖知 s時在y軸負(fù)向且向下運動，滿足該條件的點有兩個，如圖所示，無論向左傳0.5 m的圖（1），還是向右傳0.5 m的圖（2），都可確定在 s時沿波的傳播方向上據(jù)質(zhì)點該0.5 m處，質(zhì)點都在y軸正向且向下運動，滿足題意的選項只有A選項正確。