2020版高考物理一輪復習第11章機械振動機械波光電磁波第2講機械波學案

1 第第 2 2 講講 機械波機械波 知識排查 機械波 橫波和縱波 定義機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波 產(chǎn)生條件 1 波源 2 介質(zhì) 形成原因介質(zhì)中的質(zhì)點受波源或鄰近質(zhì)點的驅(qū)動做受迫振動 橫波振動方向與傳播方向垂直的波 如繩波分 類縱波振動方向與傳播方向平行的波 如聲波 波速 波長和頻率的關(guān)系 1 波長 在波動中 振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離 2 頻率f 與波源的振動頻率相等 3 波速v 波在介質(zhì)中的傳播速度 4 波速與波長和頻率的關(guān)系 v f 波的圖象 1 坐標軸的意義 橫坐標表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置 縱坐標表示某一時刻 各質(zhì)點偏離平衡位置的位移 2 圖象的物理意義 某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點相對平衡位置的位移 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(zhì) 聲源頻率不變 觀察者接收到的頻率變化 3 1 內(nèi)容 介質(zhì)中任一波面上的各點 都可以看作發(fā)射子波的波源 其后任意時刻 這些 2 子波在波前進方向的包絡面就是新的波面 2 應用 如果知道某時刻一列波的某個波面的位置 還知道波速 利用惠更斯原理可以得 到下一時刻這個波面的位置 從而確定波的傳播方向 小題速練 1 思考判斷 1 在水平方向傳播的波為橫波 2 在機械波中各質(zhì)點不隨波的傳播而遷移 3 通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點在任意時刻的位移 4 機械波在傳播過程中 各質(zhì)點振動的周期 起振方向都相同 5 機械波在一個周期內(nèi)傳播的距離就是振幅的 4 倍 6 波速表示介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢 7 兩列波在介質(zhì)中疊加 一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 8 一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象 9 多普勒效應說明波源的頻率發(fā)生變化 10 發(fā)生多普勒效應時 波源發(fā)出的頻率不變 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 多選 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 1 所示 質(zhì)點p的x坐 標為 3 m 已知任意振動質(zhì)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 圖 1 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(zhì)點在t 0 6 s 時恰好位于波谷 d x坐標為 22 m 的質(zhì)點在t 0 2 s 時恰好位于波峰 解析 任意振動質(zhì)點連續(xù) 2 次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為 0 4 s 可知振動周期t 0 8 s 頻率f 1 25 hz 選項 b 正確 從題圖中可以看出波長 4 m 根據(jù)v f得 1 t v 5 m s 選項 a 錯誤 由于波在傳播過程中具有空間周期性 x坐標為 15 m 處的質(zhì)點運 動規(guī)律與x 3 m 處的質(zhì)點相同 從t 0 時刻經(jīng)過 0 6 s 即經(jīng)歷 周期 質(zhì)點應位于平衡 3 4 位置 選項 c 錯誤 用同樣的方法可判斷出選項 d 正確 答案 bd 3 波的形成和傳播 波的圖象 1 波的傳播過程中的特點 1 振源經(jīng)過一個周期t完成一次全振動 波恰好向前傳播一個波長的距離 所以有 v f t 2 質(zhì)點振動nt 波傳播n 時 波形不變 3 在波的傳播方向上 當兩質(zhì)點平衡位置間的距離為n n 1 2 3 時 它們的振動 步調(diào)總相同 當兩質(zhì)點平衡位置間的距離為 2n 1 n 0 1 2 3 時 它們的振動 2 步調(diào)總相反 4 波源質(zhì)點的起振方向決定了它后面的質(zhì)點的起振方向 各質(zhì)點的起振方向與波源的起振 方向相同 2 波動圖象的信息 如圖 2 所示 圖 2 1 直接讀取振幅a和波長 以及該時刻各質(zhì)點的位移 2 確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向 并能比較其大小 3 結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向 3 波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法 方法內(nèi)容圖象 上下 坡 法 沿波的傳播方向 上坡 時質(zhì)點向下振 動 下坡 時質(zhì)點向上振動 同側(cè) 法 波形圖上某點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行微小的平移 再由 對應同一x坐標的兩波形曲線上的點來判 斷振動方向 4 振動圖象與波的圖象的比較 振動圖象波的圖象 研究對象一個質(zhì)點沿波傳播方向上的所有質(zhì)點 4 圖象 正 余 弦曲線正 余 弦曲線 物理意義某質(zhì)點在各時刻的位移某時刻各質(zhì)點的位移 振動方向 看下一時刻的位移 將波沿傳播方向平移 t波形 隨時間推移 圖象延續(xù) 但已有形狀 不變 隨時間推移 圖象沿波的傳播方向平 移 橫坐標表示時間表示各質(zhì)點的平衡位置 聯(lián)系 1 縱坐標均表示質(zhì)點的位移 2 縱坐標的最大值都表示振幅 3 波在傳播過程中 各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動 每一個質(zhì)點都有 自己的振動圖象 典例 1 2017 4 月浙江選考 多選 一列向右傳播的簡諧橫波 當波傳到x 2 0 m 處的p點時開始計時 該時刻波形如圖 3 所示 t 0 9 s 時 觀測到質(zhì)點p第三次到達波 峰位置 下列說法正確的是 圖 3 a 波速為 0 5 m s b 經(jīng) 1 4 s 質(zhì)點p運動的路程為 70 cm c t 1 6 s 時 x 4 5 m 處的質(zhì)點q第三次到達波谷 d 與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為 2 5 hz 解析 根據(jù)同側(cè)法可知 起振方向為豎直向上 p點第三次到達波峰即 2 t 0 9 1 4 s t 0 4 s 所以波速v 5 m s 所以 a 選項錯誤 1 4 s 等于 3 5 個周期 質(zhì)點的 t 振動路程為s 3 5 4a 3 5 4 5 cm 70 cm 所以 b 正確 經(jīng)過t s 0 5 s 4 5 2 5 波傳播至q點 再經(jīng)過 1 1 s 即 2 t后q第三次到達波谷 選項 c 正確 要發(fā)生干涉 3 4 5 現(xiàn)象 兩列波的頻率一定相同 f 2 5 hz 選項 d 正確 1 t 答案 bcd 典例 2 2018 11 月浙江選考 多選 如圖 4 所示 兩種不同材料的彈性細繩在o處 連接 m o和n是該繩上的三個點 om間距離為 7 0 m on間距離為 5 0 m o點上下振 動 則形成以o點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波 和 其中波 的波速為 1 0 m s t 0 時刻o點處在波谷位置 觀察發(fā)現(xiàn) 5 s 后此波谷傳到m點 此時o點正通過平 衡位置向上運動 om間還有一個波谷 則 圖 4 a 波 的波長為 4 m b n點的振動周期為 4 s c t 3 s 時 n點恰好處于波谷 d 當m點處于波峰時 n點也一定處于波峰 解析 由題意 5 s 后此波谷傳到m點 此時o點正通過平衡位置向上運動 可知 om間 的距離為 1 25 即 5 6 m 選項 a 錯誤 o點的振動周期為t 則 1 25t 5 l 1 25 s 所以t 4 s 故n點的周期也為 4 s 選項 b 正確 由于 波速為 1 m s 所以波長為 vt 4 m t 0 時 n點正處在平衡位置向下振動 所以 3 s 后n點處為波峰 選項 c 錯誤 由此可知 波 波的振動周期相同 且t 0 時都處在平衡位置向下振動 所以振 動步調(diào)一致 當m在波峰時 n點也在波峰 選項 d 正確 答案 bd 1 多選 如圖 5 所示 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 從波傳到x 5 m 的m點時開始 計時 已知p點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為 0 4 s 下面說法中正確的是 圖 5 a 這列波的波長是 4 m b 這列波的傳播速度是 10 m s c 質(zhì)點q x 9 m 經(jīng)過 0 5 s 才第一次到達波峰 d m點以后的各質(zhì)點開始振動時的方向都是向下 解析 從圖中可以看出這列波的波長為 4 m a 正確 相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為 6 0 4 s 即周期t 0 4 s 則v 10 m s b 正確 質(zhì)點q x 9 m 經(jīng)過 0 4 s 開始振 t 動 波傳到q時 其左側(cè)質(zhì)點在它下方 所以q點在 0 5 s 時處于波谷 再經(jīng)過 0 2 s 即總共經(jīng)過 0 7 s 才第一次到達波峰 c 錯誤 從波的傳播原理可以知道 m點以后的每個 質(zhì)點都是先向下振動的 d 正確 答案 abd 2 2018 河北石家莊調(diào)研 多選 如圖 6 甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖 圖乙為 介質(zhì)中x 2 m 處的質(zhì)點p以此時刻為計時起點的振動圖象 下列說法正確的是 圖 6 a 這列波的傳播方向是沿x軸正方向 b 這列波的傳播速度是 20 m s c 經(jīng)過 0 15 s 質(zhì)點p沿x軸的正方向傳播了 3 m d 經(jīng)過 0 1 s 質(zhì)點q的運動方向沿y軸正方向 解析 由甲 乙兩圖可知 該波向x軸正方向傳播 選項 a 正確 由圖甲知波長 4 m 由圖乙知周期t 0 2 s 則波速v m s 20 m s 選項 b 正確 質(zhì)點不隨波 t 4 0 2 遷移 只在其平衡位置附近振動 選項 c 錯誤 經(jīng)過 0 1 s t 質(zhì)點q的運動方向沿y 1 2 軸負方向 選項 d 錯誤 答案 ab 波動圖象與振動圖象綜合問題采用 一分 一看 二找 的方法 1 分清振動圖象與波動圖象 此問題最簡單 只要看清橫坐標即可 橫坐標為x則為波動 圖象 橫坐標為t則為振動圖象 2 看清橫 縱坐標的單位 尤其要注意單位前的數(shù)量級 3 找準波動圖象對應的時刻 4 找準振動圖象對應的質(zhì)點 波的多解問題 1 造成波動問題多解的主要因素 1 周期性 時間周期性 時間間隔 t與周期t的關(guān)系不明確 7 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 即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系 t或 x 若此 關(guān)系為時間 則t nt t n 0 1 2 若此關(guān)系為距離 則 x n x n 0 1 2 1 多選 一列橫波在t 0 時刻的波形如圖 7 中實線所示 在t 1 s 時的波形如圖中虛線 所示 由此可以判定此波的 圖 7 a 波長一定是 4 cm b 周期一定是 4 s c 振幅一定是 2 cm d 傳播速度一定是 1 cm s 解析 解波的圖象的題目 一般可分為兩類 一類是讀圖 可以直接從圖上讀出振幅和波 長 此題便可讀出波長是 4 cm 振幅是 2 cm 故選項 a c 正確 另一類是根據(jù)圖象給定 的條件 去計算波速 周期 判定波傳播的方向 判定某一質(zhì)點的運動情況及判定某一時 刻的波形圖 由題可知nt t 1 s n 0 1 2 3 是不確定解 因此選項 b 錯誤 1 4 同理傳播速度v 也不確定 選項 d 錯誤 t 答案 ac 2 多選 如圖 8 所示 一列簡諧波沿一直線向左傳播 當直線上某質(zhì)點a向上運動到達最 大位移時 a點右方相距 0 15 m 的b點剛好向下運動到最大位移處 則這列波的波長可能 是 圖 8 a 0 6 m b 0 3 m 8 c 0 2 m d 0 1 m 解析 由題意可知 a b兩點的振動方向始終相反 a b間的距離為半波長的奇數(shù)倍 即 xab 2n 1 n 0 1 2 解得 m n 0 1 2 當 2 2xab 2n 1 0 3 2n 1 n 0 時 0 3 m 選項 b 正確 當n 1 時 0 1 m 選項 d 正確 波長不可能等 于 0 6 m 和 0 2 m 選項 a c 錯誤 答案 bd 波的干涉和衍射現(xiàn)象 多普勒效應 惠更斯原理 一 波的干涉理解 1 干涉圖樣及其特點 1 干涉圖樣 如圖 9 所示 圖 9 2 特點 加強區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變 加強區(qū)始終加強 減弱區(qū)始終減弱 加強區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變化 加強區(qū)與減弱區(qū)互相間隔 3 振動加強點和減弱點 加強點 振動的振幅等于兩列波振幅之和 a a1 a2 減弱點 振動的振幅等于兩列波振幅之差 a a1 a2 2 加強點和減弱點的理解 1 若兩列波在某處引起的位移方向相同 合位移變大 則此點為加強點 相反 若兩列波 在某處引起的位移方向相反 合位移變小 則此點為減弱點 2 波峰與波峰 或波谷與波谷 的交點 一定是加強點 而波峰與波谷的交點一定是減弱點 3 當兩個相干波源的振動步調(diào)一致時 到兩個波源的距離之差 s n n為整數(shù) 處是加 強區(qū) s 2n 1 n為整數(shù) 處是減弱區(qū) 2 4 若振幅變大 則振動加強 若振幅變小 則振動減弱 二 多普勒效應理解與應用 9 1 多普勒效應的特點 1 發(fā)生多普勒效應時 波源發(fā)出的頻率不變 只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化 2 當波源和觀察者之間的距離減小時 觀察者接收到的頻率升高 當波源和觀察者之間的 距離增大時 觀察者接收到的頻率降低 2 多普勒效應的應用 根據(jù)聲波的多普勒效應可以測定車輛行駛的速度 根據(jù)光波的多普勒效應可以測定遙遠天 體相對地球的運行速度 典例 2018 4 月浙江選考 多選 兩列頻率相同 振幅均為a的簡諧橫波p q分別 沿 x和 x軸方向在同一介質(zhì)中傳播 兩列波的振動方向均沿y軸 某時刻兩波的波面如 圖 10 所示 實線表示p波的波峰 q波的波谷 虛線表示p波的波谷 q波的波峰 a b c為三個等距的質(zhì)點 d為b c中間的質(zhì)點 下列判斷正確的是 圖 10 a 質(zhì)點a的振幅為 2a b 質(zhì)點b始終靜止不動 c 圖示時刻質(zhì)點c的位移為 0 d 圖示時刻質(zhì)點d的振動方向沿 y軸 解析 由題可得兩列波頻率 波長相等 實線表示p波的波峰 q波的波谷 虛線表示p 波的波谷 q波的波峰 故a c兩點為減弱點 b為加強點 由于振幅均為a 所以a c 兩點始終靜止不動 故選項 a b 錯誤 c 正確 此時d點處p波向下運動 q波向下運動 所以質(zhì)點d沿 y軸方向振動 選項 d 正確 答案 cd 1 多選 如圖 11 所示 為兩列波在空間相遇疊加 其中實線代表的甲波向右傳播 虛線代 表的乙波向左傳播 則 圖 11 a a b點是振動加強點 b a d點是振動加強點 c b e點是振動減弱點 10 d d f點是振動減弱點 解析 在a f點甲波向下振動 乙波也向下振動 故a f點是振動加強點 同理可以判 斷出在d點甲 乙兩波都向上振動 是振動加強點 在b e兩點兩波的波峰和波谷相遇 故是振動減弱點 故選項 b c 正確 答案 bc 2 多選 一頻率為 600 hz 的聲源以 20 rad s 的角速度沿一半徑為 0 8 m 的圓周 圓心為o 點 做勻速圓周運動 一觀察者站在離圓心很遠的p點且相對于圓心靜止 如圖 12 所示 則觀察者接收到 圖 12 a 聲源在a點時發(fā)出聲音的頻率大于 600 hz b 聲源在b點時發(fā)出聲音的頻率等于 600 hz c 聲源在c點時發(fā)出聲音的頻率小于 600 hz d 聲源在d點時發(fā)出聲音的頻率小于 600 hz 解析 根據(jù)多普勒效應 當聲源和觀察者相向運動時 觀察者接收到的頻率大于聲源的頻 率 當聲源和觀察者反向運動時 觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率 將聲源運動至 a b c d四個點時相對于觀察者的速度方向標出來 a點有接近觀察者的趨勢 c點有 遠離觀察者的趨勢 聲源在b d兩點的速度方向垂直o點與觀察者的連線 故選項 a b c 正確 d 錯誤 答案 abc 3 2017 11 月浙江選考 多選 有兩列頻率相同 振動方向相同 振幅均為a 傳播方向 互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉 如圖 13 所示 圖中實線表示波峰 虛線表示波谷 a為 波谷與波谷相遇點 b c為波峰與波谷相遇點 d為波峰與波峰相遇點 e g是a d連 線上的兩點 其中e為連線的中點 則 圖 13 a a d處的質(zhì)點振動加強 b c處的質(zhì)點振動減弱 11 b 從圖示時刻經(jīng)過半個周期 e處的質(zhì)點通過的路程為 4a c 從圖示時刻經(jīng)過半個周期 g處的質(zhì)點加速向平衡位置運動 d 從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期 d處的質(zhì)點振幅恰好為零 解析 a為波谷與波谷疊加 d為波峰與波峰疊加 振動加強 b c為波峰與波谷疊加 振動減弱 故 a 正確 e處于振動加強區(qū) 振幅為 2a 在半個周期后 路程為振幅兩倍 即 4a b 正確 經(jīng)過半個周期后 g處質(zhì)點合運動為向下加速靠近平衡位置 c 正確 在機 械波振動中 質(zhì)點振幅為定值 不隨時間改變 d處質(zhì)點振幅始終為 2a 故 d 錯誤 答案 abc 活頁作業(yè) 時間 30 分鐘 a 組 基礎過關(guān) 1 以下對機械波的認識正確的是 a 形成機械波一定要有振源和介質(zhì) b 振源做簡諧運動形成的波中 各質(zhì)點的運動情況完全相同 c 橫波向右傳播時 處于波峰的質(zhì)點也向右遷移 d 機械波向右傳播時 右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些振動 解析 振源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不可少的條件 故 a 正確 簡諧運動在介質(zhì)中傳 播時 介質(zhì)中各質(zhì)點都做簡諧運動 沿波的傳播方向上 后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚 一些開始振動 但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移 而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一致 故 b c d 均錯誤 答案 a 2 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 解析 本題考查了波的衍射和干涉現(xiàn)象 由圖容易看出甲是小孔衍射 圖乙是干涉 選項 d 正確 答案 d 3 2018 嘉興模擬 公路巡警開車在高速公路上以 100 km h 的恒定速度巡查 在同一車道 12 上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波 如果該電磁波被那輛轎車反射回 來時 巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)生時低 說明那輛轎車的車速 a 高于 100 km h b 低于 100 km h c 等于 100 km h d 無法確定 解析 該題考查對發(fā)生多普勒效應的原因分析 由多普勒效應知 巡警車接收到的頻率低 了 即觀察者接收到的頻率低了 說明轎車和巡警車在相互遠離 而巡警車速度恒定 因 此可以判定轎車的速度比巡警車速度大 故 a 正確 答案 a 4 多選 下列關(guān)于惠更斯原理的說法正確的是 a 惠更斯原理能夠解釋波的反射和折射現(xiàn)象 b 惠更斯原理能夠解釋波的衍射現(xiàn)象 c 介質(zhì)中任何一個波面的各點 都可以看成發(fā)射子波的波源 d 惠更斯原理能夠解釋衍射現(xiàn)象與障礙物或孔的大小的關(guān)系 解析 惠更斯原理解釋了波的傳播方向上的問題 所以能夠解釋波的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象 故 a 正確 同樣對波的衍射現(xiàn)象 惠更斯原理也可以解釋 但不能解釋衍射現(xiàn)象與孔或障 礙物大小的關(guān)系 故 b 正確 d 錯誤 由惠更斯原理可知 c 正確 答案 abc 5 一根粗細均勻的較長繩子 右側(cè)固定 現(xiàn)使左側(cè)的s點上下振動 產(chǎn)生一列向右傳播的 機械波 某時刻第一次形成了如圖 2 所示的波形 下列說法中正確的是 圖 2 a 該波的頻率逐漸增大 b 該波的頻率逐漸減小 c 此時s點向下運動 d s點的起始振動方向是向下的 解析 波速是由介質(zhì)的性質(zhì)決定的 與波長無關(guān) 故該波的波速保持不變 由圖看出 該 波的波長逐漸增大 而波速一定 由波速v f知頻率逐漸減小 故 a 錯誤 b 正確 由 波的傳播方向與s點的振動方向的關(guān)系知此時s點向上運動 故 c 錯誤 右端剛起振的點 的振動方向與波源s的起振方向相同 方向向上 d 錯誤 答案 b 6 多選 一振動周期為t 振幅為a 位于x 0 點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡 諧振動 該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播 波速為v 傳播過程中無能量損失 一段時間后 該振動傳播至某質(zhì)點p 關(guān)于質(zhì)點p振動的說法正確的是 13 a 振幅一定為a b 周期一定為t c 開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離 d 若p點與波源距離s vt 則質(zhì)點p的位移與波源的相同 解析 由于沒有能量損失 故p與波源的振幅相同 a 正確 波在傳播過程中周期不變 故 b 正確 介質(zhì)中所有質(zhì)點開始振動的方向都與波源的起振方向相同 故 c 錯誤 若p點 與波源距離s vt 則質(zhì)點p與波源之間的距離為一個波長 故質(zhì)點p與波源的位移總是 相同的 d 正確 答案 abd 7 如圖 3 所示是某繩波形成過程的示意圖 1 2 3 4 為繩上的一系列等間距的質(zhì)點 繩處于水平方向 質(zhì)點 1 在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動 帶動 2 3 4 各個質(zhì) 點依次上下振動 把振動從繩的左端傳到右端 t 0 時質(zhì)點 1 開始豎直向上運動 經(jīng)過四 分之一周期 質(zhì)點 5 開始運動 下列判斷正確的是 圖 3 a 質(zhì)點 6 開始振動時的運動方向向下 b t 時質(zhì)點 6 的速度方向向下 t 2 c t 時質(zhì)點 10 的速度方向向上 3t 4 d t t時質(zhì)點 16 開始運動 解析 介質(zhì)中各質(zhì)點開始振動時的振動方向和振源開始振動時的振動方向相同 a 錯誤 經(jīng)過t 質(zhì)點 1 回到平衡位置 質(zhì)點 9 開始向上振動 質(zhì)點 5 振動到正的最大位移處 根 t 2 據(jù)帶動法可知 質(zhì)點 6 在平衡位置上方向上振動 即速度的方向向上 b 錯誤 t 時質(zhì) 3t 4 點 1 振動到負的最大位移處 質(zhì)點 9 振動到正的最大位移處 質(zhì)點 13 開始振動 5 13 之 間的質(zhì)點在平衡位置上方 9 13 之間的質(zhì)點振動方向都向上 c 正確 t t時質(zhì)點 17 開 始運動 d 錯誤 答案 c 8 多選 如圖 4 甲為一列簡諧橫波在t 0 10 s 時刻的波形圖 p是平衡位置為x 1 m 處 的質(zhì)點 q是平衡位置為x 4 m 處的質(zhì)點 圖乙為質(zhì)點q的振動圖象 則 14 圖 4 a t 0 15 s 時 質(zhì)點q的加速度達到正向最大 b t 0 15 s 時 質(zhì)點p的運動方向沿y軸負方向 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p通過的路程為 30 cm 解析 由乙圖象看出 t 0 15 s 時 質(zhì)點q位于負方向的最大位移處 而簡諧運動的加 速度大小與位移大小成正比 方向與位移方向相反 所以加速度為正方向最大值 a 項正 確 由乙圖象看出 簡諧運動的周期t 0 20 s t 0 10 s 時 質(zhì)點q的速度方向沿y軸 負方向 由甲圖可以看出 波的傳播方向應該沿x軸負方向 c 項錯誤 因甲圖是t 0 10 s 時的波形 所以t 0 15 s 時 經(jīng)歷了 0 05 s 的時間 圖甲的波形向x軸負方向平移 t 4 了 2 m 的距離 如圖所示 因波向x軸負方向傳播 則此時p點的運動方向沿y軸負 4 方向 b 項正確 由圖甲可以看出 由于t 0 10 s 時質(zhì)點p不處于平衡位置或最大位移 處 故從t 0 10 s 到t 0 25 s 質(zhì)點p通過的路程不為 30 cm d 項錯誤 答案 ab 9 多選 如圖 5 所示 一列向右傳播的簡諧橫波 波速大小為 0 6 m s p質(zhì)點的橫坐標 x 1 20 m 從圖中狀態(tài)開始計時 則下列說法正確的是 圖 5 a 簡諧橫波的頻率為 2 5 hz b 經(jīng)過 1 6 s p點第一次到達波谷 c p點剛開始振動的方向沿y軸負方向 d 直到p點第一次到達波峰時 x 0 06 m 處的質(zhì)點經(jīng)過的路程為 95 cm 15 解析 由波動圖象知 0 24 m t 0 4 s f 2 5 hz a 正確 p點第一次到 v 1 t 達波谷需時t 1 7 s b 錯誤 由波的傳播規(guī)律知 所有質(zhì)點起振方向都與波源 x 0 18 v 起振方向相同 由帶動法知 各質(zhì)點起振方向均沿y軸負方向 c 正確 p點第一次到達波 峰需時t s s 1 9 s 4 75t x 0 06 m 處質(zhì)點經(jīng)過的 xp x0 06 v 1 20 0 06 0 6 1 14 0 6 路程s 4 75 4