高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十四章第2講機(jī)械波講義含解析教科版.docx

第2講機(jī)械波一、機(jī)械波1.形成條件(1)有發(fā)生機(jī)械振動的波源.(2)有傳播介質(zhì)，如空氣、水等.2.傳播特點(diǎn)(1)傳播振動形式、傳播能量、傳播信息.(2)質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移.3.機(jī)械波的分類(1)橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直，有波峰和波谷.(2)縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上，有疏部和密部.4.機(jī)械波的描述(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.在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長.在縱波中，兩個(gè)相鄰密部(或疏部)間的距離等于波長.(2)頻率(f)：波的頻率等于波源振動的頻率.(3)波速(v)：波在介質(zhì)中的傳播速度，由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定.(4)波長、頻率(或周期)和波速的關(guān)系：vf.5.波的圖像(1)坐標(biāo)軸：橫坐標(biāo)表示沿波傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)表示該時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.自測1(多選)關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是()A.在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移B.周期或頻率，只取決于波源，而與v、無直接關(guān)系C.波速v取決于介質(zhì)的性質(zhì)，它與T、無直接關(guān)系D.一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象答案BCD自測2(多選)簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖1所示.P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，波沿x軸的正方向傳播.以下說法正確的是()圖1A.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的速度沿x軸的正方向B.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的加速度沿y軸的正方向C.再過半個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)值D.經(jīng)過一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為4a答案CD二、波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)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，相位差保持不變產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強(qiáng)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(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有相對運(yùn)動(距離發(fā)生變化)；(2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化；(3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化.自測3(多選)以下關(guān)于波的衍射的說法，正確的是()A.波遇到障礙物時(shí)，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.當(dāng)障礙物的尺寸比波長大得多時(shí)，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.當(dāng)孔的大小比波長小時(shí)，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.通常講話產(chǎn)生的聲波，經(jīng)過尺寸為1m左右的障礙物時(shí)會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象答案CD命題點(diǎn)一機(jī)械波的形成與傳播1.機(jī)械波的傳播特點(diǎn)(1)波傳到任意一點(diǎn)，該點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同.(2)介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動，因此，任一質(zhì)點(diǎn)的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同.(3)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，由于介質(zhì)的情況不同，它的波長和波速可能改變，但頻率和周期都不會改變.(4)波源經(jīng)過一個(gè)周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個(gè)波長的距離，所以vf.2.波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的互判方法內(nèi)容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動方向類型1機(jī)械波及波速公式的應(yīng)用例1(2018全國卷34(1)聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4900m/s.一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00s.橋的長度約為_m.若該聲波在空氣中的波長為，則它在鋼鐵中的波長為的_倍.答案365解析設(shè)聲波在鋼鐵中的傳播時(shí)間為t，由Lvt知，340(t1.00)4900t，解得ts，代入Lvt中解得橋長L365m聲波在傳播過程中頻率不變，根據(jù)vf知，聲波在鋼鐵中的波長.變式1(多選)(2016全國卷34(1)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近.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15s.下列說法正確的是()A.水面波是一種機(jī)械波B.該水面波的頻率為6HzC.該水面波的波長為3mD.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會傳遞出去E.水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)振動的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移答案ACE解析水面波是機(jī)械振動在水面上傳播，是一種典型機(jī)械波，A正確；從第一個(gè)波峰到第十個(gè)波峰中經(jīng)歷了九個(gè)波形，時(shí)間間隔為15s，所以其振動周期為Tss，頻率為f0.6Hz，B錯(cuò)誤；其波長vT1.8m/ss3m，C正確；波傳播過程中，傳播的是振動形式，能量可以傳送出去，但質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，D錯(cuò)誤，E正確.類型2波動與質(zhì)點(diǎn)振動的綜合分析例2(多選)(2017全國卷34(1)如圖2，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t0時(shí)的波形圖，虛線為t0.5s時(shí)的波形圖.已知該簡諧波的周期大于0.5s.關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是()圖2A.波長為2mB.波速為6m/sC.頻率為1.5HzD.t1s時(shí)，x1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰E.t2s時(shí)，x2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置答案BCE解析由題圖波形圖可知，波長4m，故A錯(cuò)誤；橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t0時(shí)的波形圖，虛線為t0.5s時(shí)的波形圖，又該簡諧波的周期大于0.5s，則波傳播的距離x，T0.5s，故周期Ts，頻率為1.5Hz，波速vf6m/s，故B、C正確；t1sT時(shí)，x1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波谷位置，故D錯(cuò)誤；t2s3T時(shí)，x2m處的質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動，故E正確.變式2(多選)(2016全國卷34(1)由波源S形成的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播.波源振動的頻率為20Hz，波速為16m/s.已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，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15.8m、14.6m.P、Q開始振動后，下列判斷正確的是()A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相同B.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向始終相反C.當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置D.當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動時(shí)，P在波峰E.當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時(shí)，Q在波峰答案BDE解析根據(jù)題意可得Ts0.05s，v16m/s，故波長為vT0.8m，找P點(diǎn)關(guān)于S點(diǎn)的對稱點(diǎn)P，根據(jù)對稱性可知P和P的振動情況完全相同，P、Q兩點(diǎn)相距x()，為半波長的整數(shù)倍，P、Q兩點(diǎn)振動方向始終相反，即P、Q兩點(diǎn)振動方向始終相反，A錯(cuò)誤，B正確；P點(diǎn)距離S點(diǎn)x19，當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動時(shí)，P點(diǎn)在波峰，同理Q點(diǎn)相距S點(diǎn)x18，當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動時(shí)，Q點(diǎn)在波峰，C錯(cuò)誤，D、E正確.例3(多選)(2018河南省濮陽市第三次模擬)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t0時(shí)刻的波形圖如圖3所示.已知波速為0.4m/s，且波剛傳到c點(diǎn).下列選項(xiàng)正確的是()圖3A.波源的振動周期為0.2sB.t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)d沿y軸正方向運(yùn)動C.t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度小D.質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b先回到平衡位置E.t0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c將運(yùn)動到x12cm答案ABC解析由題圖可知，波長0.08m，而波速v0.4m/s，則周期Ts0.2s，故A正確；因?yàn)椴ㄑ豿軸正方向傳播，根據(jù)“上下坡法”，可知d處于“下坡路”，故t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d沿y軸正方向運(yùn)動，故B正確；t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的位移小于質(zhì)點(diǎn)b的位移，故質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度小，故C正確；在t0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a的振動方向沿y軸負(fù)方向向波谷運(yùn)動，而質(zhì)點(diǎn)b的振動方向沿y軸負(fù)方向向平衡位置運(yùn)動，故質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)b后回到平衡位置，故D錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)不會隨波遷移，只是在平衡位置附近振動，故E錯(cuò)誤.變式3(多選)(2016天津理綜7)在均勻介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一波源做簡諧運(yùn)動，其表達(dá)式為y5sin (t) m，它在介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻波剛好傳播到x12m處，波形圖像如圖4所示，則()圖4A.此后再經(jīng)6s該波傳播到x24m處B.M點(diǎn)在此后第3s末的振動方向沿y軸正方向C.波源開始振動時(shí)的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向D.此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y3m處所需時(shí)間是2s答案AB解析波的周期Ts4s，波長8m，波速v2m/s，則再經(jīng)過6s，波傳播的距離為xvt12m，該波傳到x24m處，選項(xiàng)A正確；M點(diǎn)在此時(shí)振動方向沿y軸負(fù)方向，則此后第3s末，即經(jīng)過了T，該點(diǎn)的振動方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確；因波傳到x12m處時(shí)，質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向振動，故波源開始振動時(shí)的運(yùn)動方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；M點(diǎn)第一次到達(dá)y3m位置時(shí)，所需的時(shí)間小于2s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.命題點(diǎn)二波動圖像和振動圖像的理解和應(yīng)用圖像類型振動圖像波動圖像研究對象一振動質(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)律圖像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)的位移圖像信息(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、振動方向的互判圖像變化隨著時(shí)間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨著時(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)波長例4(2018全國卷34(2)一列簡諧橫波在ts時(shí)的波形圖如圖5(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像.求：圖5(1)波速及波的傳播方向；(2)質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo).答案(1)18cm/s沿x軸負(fù)方向傳播(2)9cm解析(1)由題圖(a)可以看出，該波的波長為36cm由題圖(b)可以看出，周期為T2s波速為v18cm/s由題圖(b)知，當(dāng)ts時(shí)，Q點(diǎn)向上運(yùn)動，結(jié)合題圖(a)可得，波沿x軸負(fù)方向傳播.(2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)P、Q平衡位置的x坐標(biāo)分別為xP、xQ.由題圖(a)知，x0處yAsin (30)，因此xP3cm由題圖(b)知，在t0時(shí)Q點(diǎn)處于平衡位置，經(jīng)ts，其振動狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播至P點(diǎn)處，由此及式有xQxPvt6cm由式得，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的x坐標(biāo)為xQ9cm變式4(多選)(2018廣東省深圳市第一次調(diào)研)一列簡諧橫波在t0時(shí)刻的圖像如圖6甲所示，平衡位置位于x15m處的A質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖乙所示，下列說法中正確的是()圖6A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播B.這列波的波速是m/sC.從t0開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚0.4s回到平衡位置D.從t0到t0.1s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q加速度越來越小E.從t0到t0.6s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A的位移為4m答案ACD解析由題圖乙知，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸正方向，在題圖甲中，由波形平移法可知該波的傳播方向?yàn)檠豿軸負(fù)方向，故A正確；由題圖甲知該波的波長為20m，由題圖乙知周期為T1.2s，則波速為vm/sm/s，故B錯(cuò)誤；t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動，所以質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚回到平衡位置，晚了tT0.4s，故C正確；t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向振動，t0.1s時(shí)回到平衡位置，則從t0到t0.1s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度越來越小，故D正確；t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A在平衡位置向y軸正方向振動，t0.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A仍在平衡位置向y軸負(fù)方向振動，則從t0到t0.6s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A的位移為0，故E錯(cuò)誤.變式5(多選)(2018遼寧省丹東市一模)一列簡諧橫波在某均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，從x3m處的質(zhì)點(diǎn)a開始振動時(shí)計(jì)時(shí)，圖7甲為t0時(shí)刻的波形圖且質(zhì)點(diǎn)a正沿y軸正方向運(yùn)動，圖乙為質(zhì)點(diǎn)a的振動圖像，則下列說法正確的是()圖7A.該波的頻率為2.5HzB.該波的傳播速度為200m/sC.該波是沿x軸負(fù)方向傳播的D.從t0時(shí)刻起，a、b、c三質(zhì)點(diǎn)中b最先回到平衡位置E.從t0時(shí)刻起，經(jīng)0.015s質(zhì)點(diǎn)a回到平衡位置答案BDE解析由題圖可知該波的波長8m，周期T0.04s，頻率為f25Hz，故A錯(cuò)誤；該波的波速為vm/s200m/s，故B正確；a點(diǎn)在t0時(shí)刻速度方向沿y軸正方向，故波沿x軸正方向傳播，故C錯(cuò)誤；從t0時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸正方向向波峰運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)b沿y軸正方向向平衡位置運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)c沿y軸負(fù)方向向波谷運(yùn)動，故質(zhì)點(diǎn)b最先回到平衡位置，故D正確；平衡位置從x0處傳播到x3m處時(shí)質(zhì)點(diǎn)a回到平衡位置，需時(shí)間ts0.015s，故E正確.命題點(diǎn)三波傳播的周期性和多解性問題1.波動問題多解的主要因素(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：波傳播的距離x與波長的關(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5如圖8中實(shí)線是一列簡諧橫波在t10時(shí)刻的波形，虛線是這列波在t20.5s時(shí)刻的波形.圖8(1)寫出這列波的波速表達(dá)式；(2)若波速大小為74m/s，波速方向如何？答案見解析解析(1)由題圖圖像可知8m當(dāng)波向右傳播時(shí)，波傳播距離為sn(8n3) m(n0,1,2)波速為vm/s(16n6) m/s(n0,1，2).當(dāng)波向左傳播時(shí)，波傳播距離為sn(8n5) m(n0,1,2)波速為vm/s(16n10) m/s(n0,1，2).(2)若波速大小為74m/s，在tt2t1時(shí)間內(nèi)波傳播的距離為svt740.5m37m.因?yàn)?7m4，所以波向左傳播.變式6(2018山東省淄博市仿真模擬)簡諧橫波沿x軸傳播，M、N是x軸上兩質(zhì)點(diǎn)，如圖9甲是質(zhì)點(diǎn)N的振動圖像.圖乙中實(shí)線是t3s時(shí)刻的波形圖像，質(zhì)點(diǎn)M位于x8m處，虛線是再過t時(shí)間后的波形圖像.圖中兩波峰間距離x7.0m.求：圖9(1)波速大小和方向；(2)時(shí)間t.答案見解析解析(1)由題圖知T6s，8m則波速大小為：vm/st3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N向下振動，故波沿x軸負(fù)方向傳播(2)由題意知，時(shí)間tnT(6n) s，(n0,1,2,3)命題點(diǎn)四波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)1.波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的判斷方法(1)公式法：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r.當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時(shí).若rn(n0,1,2，)，則振動加強(qiáng)；若r(2n1)(n0,1,2，)，則振動減弱.當(dāng)兩波源振動步調(diào)相反時(shí).若r(2n1)(n0,1,2，)，則振動加強(qiáng)；若rn(n0,1,2，)，則振動減弱.(2)圖像法：在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間.2.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).(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6(2017全國卷34(1)如圖10(a)，在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動的點(diǎn)波源S1(0,4)和S2(0，2).兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示.兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，2)的路程差為_m，兩列波引起的點(diǎn)B(4,1)處質(zhì)點(diǎn)的振動相互_(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，點(diǎn)C(0,0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動相互_(填“加強(qiáng)”或“減弱”).圖10答案2減弱加強(qiáng)解析由幾何關(guān)系可知兩波源到A點(diǎn)的距離分別為AS110m，AS28m，所以兩波源到A點(diǎn)的路程差為2m；同理可得，BS1BS20，為波長的整數(shù)倍，由振動圖像知兩波源振動方向相反，故B點(diǎn)振動減弱；波長vT2m，兩波源到C點(diǎn)的路程差為xCS1CS21m，所以C點(diǎn)振動加強(qiáng).變式7(多選)(2018福建省南平市第一次質(zhì)檢)如圖11所示是水平面上兩列頻率相同的簡諧波在某時(shí)刻的疊加情況，圖中實(shí)線為波峰，虛線為波谷.已知兩列波的振幅均為2cm，波速為2m/s，波長為8cm，E點(diǎn)是B、D和A、C連線的交點(diǎn).下列說法中正確的是()圖11A.A、C兩處兩質(zhì)點(diǎn)是振動減弱的點(diǎn)B.B、D兩處兩質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差是4cmC.E處質(zhì)點(diǎn)是振動減弱的點(diǎn)D.經(jīng)0.02s，B處質(zhì)點(diǎn)通過的路程是8cmE.經(jīng)0.01s，D處質(zhì)點(diǎn)的位移為零答案ADE解析由題圖可知，A、C兩處兩質(zhì)點(diǎn)是兩列波波峰與波谷疊加的地方，是振動減弱的點(diǎn)，A正確；B、D兩點(diǎn)都是振動加強(qiáng)的點(diǎn)，振幅都是4cm，此時(shí)D點(diǎn)處于波峰，B點(diǎn)處于波谷，則B、D兩處兩質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的豎直高度差是8cm，B錯(cuò)誤；B、D兩點(diǎn)都是振動加強(qiáng)的點(diǎn)，它們的連線上各點(diǎn)振動也加強(qiáng)，所以E處質(zhì)點(diǎn)是振動加強(qiáng)的點(diǎn)，C錯(cuò)誤；由Ts0.04s,0.02 s為半個(gè)周期，則B處質(zhì)點(diǎn)通過的路程是s2A24cm8cm，D正確；0.01s為T，而在t0時(shí)刻D處質(zhì)點(diǎn)處于波峰，故再經(jīng)過T，D處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，位移為零，E正確.1.(多選)(2018廣東省廣州市4月模擬)如圖1，A、B為振幅相同的相干波源，且向外傳播過程中振幅衰減不計(jì)，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則下列敘述正確的是()圖1A.Q點(diǎn)始終處于波峰位置B.R、S兩點(diǎn)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)C.P、Q連線上各點(diǎn)振動始終最強(qiáng)D.P點(diǎn)在圖中所示的時(shí)刻處于波谷，再過周期處于平衡位置E.如果A、B兩波源頻率不同，也能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象答案BCD解析Q點(diǎn)是波峰與波峰相遇點(diǎn)，是振動加強(qiáng)點(diǎn)，但并不是始終處于波峰的位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；R、S兩點(diǎn)是波峰與波谷相遇點(diǎn)，是振動減弱點(diǎn)，位移為零，則始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)B正確；P、Q兩點(diǎn)都是振動加強(qiáng)點(diǎn)，故P、Q連線上各點(diǎn)振動始終最強(qiáng)，選項(xiàng)C正確；P點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn)，在題圖所示的時(shí)刻處于波谷，再過周期處于平衡位置，選項(xiàng)D正確；如果A、B兩波源頻率不同，則不能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.2.(多選)(2019湖北省武漢市調(diào)研)關(guān)于機(jī)械振動和機(jī)械波，下列說法正確的是()A.一個(gè)振動，如果回復(fù)力與偏離平衡位置的位移的平方成正比而且方向與位移相反，就能判定它是簡諧運(yùn)動B.如果測出單擺的擺長l、周期T，作出lT2圖像，圖像的斜率就等于重力加速度g的大小C.當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動時(shí)，如果驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率，受迫振動的振幅最大D.游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的，說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率并不改變E.多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，例如：交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度答案CDE解析一個(gè)振動，如果回復(fù)力與偏離平衡位置的位移成正比而且方向與位移相反，就能判定它是簡諧運(yùn)動，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)T2可得lT2，則如果測出單擺的擺長l、周期T，作出lT2圖像，圖像的斜率就等于，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動時(shí)，如果驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率，受迫振動的振幅最大，產(chǎn)生共振，選項(xiàng)C正確；游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的，說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率并不改變，選項(xiàng)D正確；多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，例如：交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度，選項(xiàng)E正確.3.(多選)(2018安徽省皖南八校第二次聯(lián)考)關(guān)于機(jī)械振動和機(jī)械波，下列說法正確的是 ()A.彈簧振子做簡諧運(yùn)動時(shí)，若某兩個(gè)時(shí)刻位移相等，則這兩個(gè)時(shí)刻的加速度也一定相等B.單擺運(yùn)動到平衡位置時(shí)，速度達(dá)到最大，加速度為零C.做受迫振動的物體，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體固有頻率時(shí)，物體振幅最大D.機(jī)械波傳播時(shí)，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E.在兩列波的疊加區(qū)域，若質(zhì)點(diǎn)到兩列波源的距離相等，該質(zhì)點(diǎn)的振動一定加強(qiáng)答案ACD解析根據(jù)簡諧運(yùn)動的特征a，知彈簧振子做簡諧運(yùn)動，位移相等時(shí)，加速度也一定相等，故A正確；單擺運(yùn)動到平衡位置時(shí)，速度達(dá)到最大，由于合力不為零，提供向心力，則加速度不為零，故B錯(cuò)誤；做受迫振動的物體，當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體固有頻率時(shí)，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，物體振幅最大，故C正確；機(jī)械波傳播時(shí)，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，故D正確；若兩列波的波源頻率相同，振動情況相同，質(zhì)點(diǎn)到兩列波源的距離相等時(shí)，該質(zhì)點(diǎn)的振動一定加強(qiáng)，否則，該質(zhì)點(diǎn)的振動并不加強(qiáng)，故E錯(cuò)誤.4.(多選)(2018湖南省株洲市第二次質(zhì)檢)下列說法中正確的是()A.在受迫振動中，物體振動的頻率一定等于驅(qū)動力的頻率B.做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過四分之一個(gè)周期，所通過的路程一定是一倍振幅C.均勻變化的磁場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場D.雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若只減小雙縫到光屏間的距離，兩相鄰亮條紋間距將變大E.聲波從空氣傳入水中時(shí)頻率不變，波長變長答案ACE解析在受迫振動中，物體振動的頻率一定等于驅(qū)動力的頻率，選項(xiàng)A正確；做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過四分之一個(gè)周期，所通過的路程不一定是一倍振幅A，只有當(dāng)質(zhì)點(diǎn)從平衡位置或者最大位移處振動時(shí)才等于振幅A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；均勻變化的磁場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，選項(xiàng)C正確；雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若只減小雙縫到光屏間的距離，根據(jù)x，則兩相鄰亮條紋間距將變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；聲波從空氣傳入水中時(shí)頻率不變，周期不變，波速變大，則由vT可知波長變長，選項(xiàng)E正確.5.(多選)(2018廣東省茂名市第二次模擬)如圖2為一列簡諧橫波在t1.0s時(shí)刻的波形圖.已知圖中質(zhì)點(diǎn)b的起振時(shí)刻比質(zhì)點(diǎn)a超前了0.2s，則以下說法正確的是()圖2A.這列波的波速為10m/sB.這列波的頻率為2.5HzC.這列波沿x軸正方向傳播D.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動E.再經(jīng)過0.4s，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置答案ABD解析從題圖中可知波長4m，T0.4s，解得v10m/s，A正確；根據(jù)f，可得f2.5Hz，B正確；b點(diǎn)起振比a早，可知波沿x軸負(fù)方向傳播，C錯(cuò)誤；根據(jù)“上下坡”法可知，該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，D正確；再經(jīng)過0.4s，也就是一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P是第二次回到平衡位置，E錯(cuò)誤.6.(多選)(2018四川省雅安市第三次診斷)如圖3甲所示，沿波的傳播方向上有六個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離均為2m，各質(zhì)點(diǎn)均靜止在各自的平衡位置.t0時(shí)刻振源a開始做簡諧運(yùn)動，取豎直向上為振動位移的正方向，其振動圖像如圖乙所示，形成的簡諧橫波以2m/s的速度水平向右傳播.則下列說法中正確的是()圖3A.波傳播到質(zhì)點(diǎn)c時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c開始振動的方向沿y軸正方向B.04s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動的路程為12cmC.45s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)d的加速度正在逐漸減小D.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)e第一次回到平衡位置E.各質(zhì)點(diǎn)都振動起來后，a與c的振動方向始終相同答案ABE解析由振動圖像可知，振動周期為T2s，波長為vT4m，質(zhì)點(diǎn)a開始起振的方向?yàn)閥軸正方向，故波傳播到質(zhì)點(diǎn)c時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c開始振動的方向也沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；振動傳到b點(diǎn)需要的時(shí)間為1s，故在剩下的3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b通過的路程為s6A12cm，選項(xiàng)B正確；4s時(shí)振動傳到e點(diǎn)，此時(shí)d點(diǎn)在平衡位置向下振動，故45s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)d的加速度先逐漸增大后逐漸減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；振動傳到e點(diǎn)需時(shí)間4s，故6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)正好振動一個(gè)周期第二次回到平衡位置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；因ac之間正好相差一個(gè)波長的距離，故各質(zhì)點(diǎn)都振動起來后，a與c的振動方向始終相同，選項(xiàng)E正確.7.(多選)(2018廣東省揭陽市二模)如圖4為一簡諧橫波在t0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x1m處的質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)刻P點(diǎn)振動方向沿y軸正方向，并經(jīng)過0.2s完成了一次全振動，Q是平衡位置為x4m處的質(zhì)點(diǎn)，則()圖4A.波沿x軸負(fù)方向傳播B.t0.05s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度為0，速度為正向最大C.從t0.10s到t0.15s，該波沿x軸傳播的距離是2mD.從t0.10s到t0.15s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為10cmE.t0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q縱坐標(biāo)為10cm答案ACE解析t0.10s時(shí)P點(diǎn)沿y軸正方向振動，根據(jù)帶動法可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，故A正確；根據(jù)題意可知，周期T0.2s，則t0.05s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q在正向最大位移處，加速度最大，不為零，故B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖可知該波的波長8m，則波速vm/s40m/s，從t0.10s到t0.15 s，該波沿x軸傳播的距離xvt400.05 m2 m，故C正確；從t0.10s到t0.15s，經(jīng)過了T，若P在平衡位置或波峰、波谷處，則P通過的路程sA10cm，但此波中，P不在平衡位置或波峰、波谷處，所以通過的路程不為10cm，故D錯(cuò)誤；從t0.10s到t0.25s，經(jīng)過了T，此時(shí)Q在正向最大位移處，質(zhì)點(diǎn)Q縱坐標(biāo)為10cm，故E正確.8.(多選)(2018山西省孝義市第一次模擬)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)刻的波形如圖5所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)A、B、C分別位于x2m、x3m、x6m處.從t0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t9s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A剛好第3次到達(dá)波峰，則()圖5A.此列波的波速一定為1m/sB.如果此列波在傳播過程中與頻率為0.5Hz的橫波相遇，一定發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象C.質(zhì)點(diǎn)C起振方向沿y軸負(fù)向D.如果質(zhì)點(diǎn)C到達(dá)波峰，則質(zhì)點(diǎn)B一定在平衡位置E.質(zhì)點(diǎn)A的振動方程可表示為ysin (0.25t) m答案ACD解析根據(jù)波形圖得到波長4m，從t0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t9s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A剛好第3次到達(dá)波峰，則有2T9s，可知該列波周期T4s，這列波的波速為v1m/s，故A項(xiàng)正確.該波的頻率為f0.25Hz，根據(jù)干涉的條件知：如果此列波在傳播過程中與頻率為0.5Hz的橫波相遇，一定不發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故B項(xiàng)錯(cuò)誤.質(zhì)點(diǎn)C起振方向與圖示時(shí)刻x4m處質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同，沿y軸負(fù)向，故C項(xiàng)正確.B、C兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距，則如果質(zhì)點(diǎn)C到達(dá)波峰，則質(zhì)點(diǎn)B一定在平衡位置，故D項(xiàng)正確.0.5rad/s，振幅A1m，則質(zhì)點(diǎn)A的振動方程可表示為yAsintsin (0.5t) m，故E項(xiàng)錯(cuò)誤.9.(多選)(2018全國卷34(1)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t0和t0.20s時(shí)的波形分別如圖6中實(shí)線和虛線所示.已知該波的周期T0.20s.下列說法正確的是()圖6A.波速為0.40m/sB.波長為0.08mC.x0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t0.70s時(shí)位于波谷D.x0.08m的質(zhì)點(diǎn)在t0.12s時(shí)位于波谷E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80m/s，則它在該介質(zhì)中的波長為0.32m答案ACE解析因周期T0.20s，故波在t0.20s內(nèi)傳播的距離小于波長，由題圖可知波的傳播距離x