2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對(duì)論 第2講 機(jī)械波學(xué)案

《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對(duì)論 第2講 機(jī)械波學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對(duì)論 第2講 機(jī)械波學(xué)案（21頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第2講　機(jī)械波 【基礎(chǔ)梳理】 一、機(jī)械波 1．形成條件 (1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)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(dòng)形式、傳遞能量、傳遞信息． (2)質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移． 3．分類 (1)橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直的波． (2)縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波． 二、描述機(jī)械波的物理量 1．波長λ：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“λ”表示． 2．頻率f：在波動(dòng)中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都是相同的，都等于波源的振動(dòng)頻率． 3．波速v、波長λ和頻率f、周期T的關(guān)系 公式：v＝＝

2、λf. 機(jī)械波的速度大小由介質(zhì)決定，與機(jī)械波的頻率無關(guān)． 三、機(jī)械波的圖象 1．圖象：在平面直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，用縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，連接各位移矢量的末端，得出的曲線即為波的圖象，簡諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線． 2．物理意義：某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移． 四、波的衍射和干涉 1．波的衍射定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象． 2．發(fā)生明顯衍射的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者小于波長時(shí)，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象． 3．波的疊加原理：幾列波相遇時(shí)能保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的

3、區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和． 4．波的干涉 (1)定義：頻率相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)、某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，這種現(xiàn)象叫波的干涉． (2)條件：兩列波的頻率相同． 5．干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，波同時(shí)還可以發(fā)生反射、折射． 五、多普勒效應(yīng) 由于波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的波的頻率與波源頻率不相等的現(xiàn)象． 【自我診斷】 判一判 (1)在機(jī)械波的傳播中，各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移．(　　) (2)機(jī)械波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率．(　　) (3)機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度相等．(　

4、　) (4)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向．(　　) (5)在一個(gè)周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播一個(gè)波長的距離．(　　) (6)機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定．(　　) (7)部隊(duì)過橋不能齊步走而要便步走，是為了避免橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象．(　　) (8)火車鳴笛減速向我們駛來時(shí)，我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率低．(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)√　(8)× 做一做 (2018·昆明質(zhì)檢)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s.某時(shí)刻波形如圖所示，下列說法不正確的是(　　) A．這列

5、波的振幅為4 cm B．這列波的周期為1 s C．這列波的波長為8 m D．此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) E．此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 提示：選ABD.由題圖可得，這列波的振幅為2 cm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖得，波長λ＝8 m，由T＝得T＝2 s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；由波動(dòng)與振動(dòng)的關(guān)系得，此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，且此質(zhì)點(diǎn)正處在平衡位置，故加速度a＝0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，E正確． 想一想 波的圖象是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？ 提示：不是，機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量． 　波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用[學(xué)生用書P260] 【知識(shí)提煉】 1．通過圖象能直接得到

6、信息 (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)確定該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向，并能比較其大小． 2．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的互判方法 內(nèi)容 圖象 上下坡法 沿波的傳播方向，上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng) 同側(cè)法 波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè) 微平移法 將波形圖沿傳播方向進(jìn)行微小平衡，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來判定 【典題例析】 　(2015·高考全國卷Ⅱ)平衡位置位于原點(diǎn)O的波源發(fā)出的簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿水平x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個(gè)點(diǎn)(均位于x軸正向)，P與O的距離為35 cm

7、，此距離介于一倍波長與二倍波長之間．已知波源自t＝0時(shí)由平衡位置開始向上振動(dòng)，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm.當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)，波源恰好處于波峰位置；此后再經(jīng)過5 s，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置．求： (1)P、Q間的距離； (2)從t＝0開始到平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源在振動(dòng)過程中通過的路程． [審題指導(dǎo)]　由題意知OP間距為個(gè)波長，可求出波長，再根據(jù)v＝可得波速的大?。粍t由vt可求出波傳播的距離，進(jìn)而求解PQ的距離；求波源通過的路程關(guān)鍵是確定波源振動(dòng)的時(shí)間． [解析]　(1)由題意，O、P兩點(diǎn)間的距離與波長λ之間滿足 OP＝λ ① 波速v與波長的

8、關(guān)系為v＝ ② 在t＝5 s的時(shí)間間隔內(nèi)，波傳播的路程為vt.由題意有 vt＝PQ＋ ③ 式中，PQ為P、Q間的距離．由①②③式和題給數(shù)據(jù)，得 PQ＝133 cm. ④ (2)Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置時(shí)，波源運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t1＝t＋T ⑤ 波源從平衡位置開始運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過，波源運(yùn)動(dòng)的路程為A.由題給條件得 t1＝25× ⑥ 故t1時(shí)間內(nèi)，波源運(yùn)動(dòng)的路程為 s＝25A＝125 cm. ⑦ [答案]　(1)133 cm　(2)125 cm 1．由t時(shí)刻的波形確定t＋Δt時(shí)刻的波形 　 (1)波向右傳播Δt＝T的時(shí)間和向左傳播Δt＝T的時(shí)間波形相同． (2)若Δt

9、＞T，可以采取“舍整取零頭”的辦法． 2．波的圖象特點(diǎn) (1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí)，波形不變． (2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n＝1，2，3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)時(shí)，它們的振動(dòng)步調(diào)總相反． (3)波源的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同． 【遷移題組】 遷移1　對(duì)波形圖的理解 1．(2017·高考全國卷Ⅲ)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t＝0時(shí)的波形圖，虛線為t＝0.5 s時(shí)的波形圖．已知該簡諧波的周期大于0.5 s．關(guān)于該簡

10、諧波，下列說法正確的是(　　) A．波長為2 m B．波速為6 m/s C．頻率為1.5 Hz D．t＝1 s時(shí)，x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰 E．t＝2 s時(shí)，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置 解析：選BCE.由圖象可知簡諧橫波的波長為λ＝4 m，A項(xiàng)錯(cuò)誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5 s＝T，可得周期T＝s、頻率f＝＝1.5 Hz，波速v＝＝6 m/s，B、C項(xiàng)正確；t＝0時(shí)刻，x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，經(jīng)過1 s＝T，一定在波谷，D項(xiàng)錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)過2 s＝3T，質(zhì)點(diǎn)一定經(jīng)過平衡位置，E項(xiàng)正確． 遷移2　波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向之間的

11、 關(guān)系判斷 2．如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為0.4 s．求該波的波速并判斷P點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向． 解析：由題圖知波的波長λ＝1.0 m，又周期T＝0.4 s 則該波的波速v＝＝2.5 m/s 波向x軸正方向傳播，根據(jù)靠近振源的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，可以判斷P點(diǎn)沿y軸正方向振動(dòng)． 答案：2.5 m/s　沿y軸正方向 　振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的綜合應(yīng)用問題[學(xué)生用書P261] 【知識(shí)提煉】 振動(dòng)圖象 波動(dòng)圖象 研究對(duì)象 一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn) 沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn) 研究內(nèi)容 某一質(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

12、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、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)刻加速度的方向 (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，圖象沿傳播方向平移 一個(gè)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 【典題例析】 　(高考全國卷Ⅰ)圖甲為一列簡諧橫波在t＝2 s時(shí)的波形圖，圖乙為媒質(zhì)中平衡位置在x＝

13、1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，P是平衡位置為x＝2 m的質(zhì)點(diǎn)．下列說法正確的是(　　) A．波速為0.5 m/s B．波的傳播方向向右 C．0～2 s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為8 cm D．0～2 s時(shí)間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng) E．當(dāng)t＝7 s時(shí)，P恰好回到平衡位置 [審題指導(dǎo)]　由圖甲可知波長λ，由圖乙可知周期T，則可求波速；結(jié)合甲、乙兩圖可知波的傳播方向，進(jìn)而求解問題． [解析]　由題圖甲讀出波長λ＝2 m，由題圖乙讀出周期T＝4 s，則v＝＝0.5 m/s，選項(xiàng)A正確；題圖甲是t＝2 s時(shí)的波形圖，題圖乙是x＝1.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，所以該質(zhì)點(diǎn)在t＝2 s時(shí)向下振動(dòng)，所

14、以波向左傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在0～2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P由波峰向波谷振動(dòng)，通過的路程s＝2A＝8 cm，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤；t＝7 s時(shí)，P點(diǎn)振動(dòng)了個(gè)周期，所以這時(shí)P點(diǎn)位置與t＝T＝3 s時(shí)位置相同，即在平衡位置，所以選項(xiàng)E正確． [答案]　ACE 1．由波的圖象畫某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象的步驟 (1)由波的圖象求出波的周期，即質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期； (2)從波的圖象中找出該質(zhì)點(diǎn)在計(jì)時(shí)時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移； (3)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向間的關(guān)系，確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向； (4)建立y－t坐標(biāo)系，根據(jù)正弦或余弦規(guī)律畫出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象． 2．由波動(dòng)圖象和某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象判斷波的傳播規(guī)律的方法

15、 (1)首先根據(jù)橫軸是長度還是時(shí)間分清哪一個(gè)是波動(dòng)圖象，哪一個(gè)是振動(dòng)圖象，注意各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和振幅相同． (2)從確定的振動(dòng)圖象中可以找出某質(zhì)點(diǎn)在波動(dòng)圖象中某一時(shí)刻的振動(dòng)方向，根據(jù)該點(diǎn)振動(dòng)方向確定波的傳播方向．　 【遷移題組】 遷移1　由波動(dòng)圖象確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 1．如圖所示，甲為t＝1 s時(shí)某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝ 0.5 m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是(　　) 解析：選A.根據(jù)波形圖象可得波長λ＝2 m，根據(jù)振動(dòng)圖象可得周期T＝2 s．兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離Δx＝0.5 m＝λ.根據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)之間的關(guān)系，則另一質(zhì)點(diǎn)相對(duì)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)延遲

16、T，如圖1所示，或者提前T，如圖2所示．符合條件的只有選項(xiàng)A. 遷移2　由振動(dòng)圖象確定波動(dòng)圖象 2. 一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示．下列描述該波的圖象可能的是(　　) 解析：選AC.根據(jù)y－t圖象可知，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的距離為nλ＋λ或nλ＋λ，即nλ＋λ＝9 m或nλ＋λ＝9 m(n＝0，1，2，3，…)解得波長λ＝m或λ＝m．即該波的波長λ＝36 m、7.2 m、4 m…或λ＝12 m、m、m…選項(xiàng)A、B、C、D的波長分別為4 m、8 m、12 m、16 m，故選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤． 遷移3　振動(dòng)和波動(dòng)情

17、況的綜合分析 3．(2015·高考天津卷)圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa＝2 m和xb＝6 m，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象．下列說法正確的是(　　) 甲 乙 A．該波沿＋x方向傳播，波速為1 m/s B．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4 s振動(dòng)的路程為4 m C．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿＋y方向 D．質(zhì)點(diǎn)a在t＝2 s時(shí)速度為零 解析：選D.由題圖乙可知，簡諧橫波的周期T＝8 s，且t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)b沿＋y方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)的關(guān)系，波沿－x方向傳播，質(zhì)點(diǎn)a沿－y方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過4 s 振動(dòng)的路程s＝·4A＝1 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤

18、；質(zhì)點(diǎn)a在t＝2 s時(shí)，處于負(fù)向最大位移處，速度為零，選項(xiàng)D正確． 　波的多解問題[學(xué)生用書P262] 【知識(shí)提煉】 1．造成波動(dòng)問題多解的三大因素 (1)周期性 ①時(shí)間周期性：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(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定． a．質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移處，則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能． b．質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，則起振方向有向上、向下(或向左、向右)兩種可能． c．只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能，即沿x軸正方向或沿

19、x軸負(fù)方向傳播． d．只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能． (3)波形的隱含性形成多解 在波動(dòng)問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)．這樣，波形就有多種情況，形成波動(dòng)問題的多解性． 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…)． 【典題例析】 　(2015·高考全國卷Ⅰ)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，波速均為v＝25 cm/s.兩列波在t＝0時(shí)的

20、波形曲線如圖所示．求： (1)t＝0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)； (2)從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間． [審題突破]　(1)審關(guān)鍵詞：①介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)． ②最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 cm的質(zhì)點(diǎn)． (2)①由圖可知x＝50 cm處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16 cm，由此可見，兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16 cm. ②只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為－16 cm，根據(jù)波速公式求出時(shí)間． [解析]　(1)t＝0時(shí)，在x＝50 cm處兩列波的波峰相遇，

21、該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16 cm.兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16 cm. 從圖線可以看出，甲、乙兩列波的波長分別為 λ1＝50 cm，λ2＝60 cm ① 甲、乙兩列波波峰的x坐標(biāo)分別為 x1＝50＋k1λ1，k1＝0，±1，±2，… ② x2＝50＋k2λ2，k2＝0，±1，±2，… ③ 由①②③式得，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為 x＝(50＋300n) cm　(n＝0，±1，±2，…)． ④ (2)只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為－16 cm.t＝0時(shí)，兩列波波谷間的x坐標(biāo)之差為 Δx′＝－ ⑤ 式中，m1和m2均

22、為整數(shù)．將①式代入⑤式得 Δx′＝10×(6m2－5m1)＋5 由于m1、m2均為整數(shù)，相向傳播的波谷間的距離最小為 Δx′0＝5 cm 從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16 cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為t＝ 代入數(shù)值得：t＝0.1 s. [答案]　(1)x＝(50＋300n) cm　(n＝0，±1，±2，…) (2)0.1 s 求解波的多解問題的一般步驟 (1)根據(jù)初、末兩時(shí)刻的波形圖確定傳播距離與波長的關(guān)系通式． (2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解． (3)根據(jù)波速公式v＝或v＝＝λf求波速．　 【遷移題組】 遷移1　波形多種情況的多解問題 1．在

23、xOy平面內(nèi)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是平衡位置相距2 m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖所示．在t＝0時(shí)，M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)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s B．該波的周期為s C．在t＝s時(shí)，N的速度一定為2 m/s D．從t＝0到t＝1 s，M向右移動(dòng)了2 m E．從t＝s到t＝s，M的動(dòng)能逐漸增大 解析：選BE.此題宜先畫出一個(gè)正弦波形圖，再根據(jù)題意，結(jié)合周期性標(biāo)明合適的M、N點(diǎn)，如圖所示． 由上圖可知M、N兩點(diǎn)平衡位置相距d＝λ(n＝0，1，2，3，…)，又因?yàn)門＝

24、，聯(lián)立解得T＝s．由于周期大于1 s，即s＞1 s，所以n＝0，解得T＝s，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；t＝s，即t＝，波形應(yīng)該右移，N將處于平衡位置，其振動(dòng)速度達(dá)到最大，但大小未知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度與波速不是同一個(gè)概念，此振動(dòng)速度與傳播速度2 m/s無關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)本身并不會(huì)隨波遷移，D項(xiàng)錯(cuò)誤；t＝s和t＝s分別對(duì)應(yīng)和，即波形分別右移和，則M從正向最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，其速度從零逐漸增至最大，動(dòng)能也是如此，E項(xiàng)正確． 遷移2　傳播方向不確定帶來的多解問題 2．一列橫波沿x軸傳播，圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波形，虛線表示從該時(shí)刻起0.005 s后的波形． (1)

25、如果周期大于0.005 s，則當(dāng)波向右傳播時(shí)，波速為多大？波向左傳播時(shí)，波速又是多大？ (2)如果周期小于0.005 s，則當(dāng)波速為6 000 m/s時(shí)，求波的傳播方向． 解析：(1)如果周期大于0.005 s，波在0.005 s內(nèi)傳播的距離小于一個(gè)波長．如果波向右傳播，從題圖上看出傳播的距離為2 m，由此可得波速為v右＝＝400 m/s； 如果波向左傳播，從題圖上看出傳播的距離為6 m，由此可得波速v左＝＝1 200 m/s. (2)由題圖知波長λ＝8 m，波的傳播距離為Δx＝vΔt＝6 000 m/s×0.005 s＝30 m＝3.75λ，所以波向左傳播． 答案：(1)400 m

26、/s　1 200 m/s　(2)向左傳播 　波的干涉和衍射　多普勒效應(yīng)[學(xué)生用書P264] 【知識(shí)提煉】 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Δr. (1)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí) 若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)； 若Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)減弱． (2)當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí) 若Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)； 若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，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

27、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?。? 【跟進(jìn)題組】 1．(2017·高考全國卷Ⅰ)如圖(a)，在xy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)波源S1(0，4)和S2(0，－2)．兩波源的振動(dòng)圖線分別如圖(b)和圖(c)所示．兩列波的波速均為1.00 m/s.兩列波從波

28、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(dòng)相互________(填“加強(qiáng)”或“減弱”)，點(diǎn)C(0，0.5)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互________(填“加強(qiáng)”或“減弱”)． 解析：點(diǎn)波源S1(0，4)的振動(dòng)形式傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程為L1＝10 m，點(diǎn)波源S2(0，－2)的振動(dòng)形式傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程為L2＝8 m，兩列波從波源傳播到點(diǎn)A(8，－2)的路程差為ΔL＝L1－L2＝2 m．由于兩列波的波源到點(diǎn)B(4，1)的路程相等，路程差為零，且t＝0時(shí)兩列波的波源的振動(dòng)方向相反，所以兩列波到達(dá)點(diǎn)B時(shí)振動(dòng)方向相反，引起的點(diǎn)B處質(zhì)點(diǎn)的

29、振動(dòng)相互減弱；由振動(dòng)圖線可知，波動(dòng)周期為T＝2 s，波長λ＝vT＝2 m．由于兩列波的波源到點(diǎn)C(0，0.5)的路程分別為3.5 m和2.5 m，路程差為1 m，而t＝0時(shí)兩列波的波源的振動(dòng)方向相反，所以兩列波到達(dá)點(diǎn)C時(shí)振動(dòng)方向相同，引起的點(diǎn)C處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相互加強(qiáng)． 答案：2　減弱　加強(qiáng) 2．(2018·沈陽模擬)如圖為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖，AB是講臺(tái)，S1、S2是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示．報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個(gè)喇叭傳來的聲音因干涉而相消．已知空氣中聲速為3

30、40 m/s，若報(bào)告人聲音的頻率為136 Hz，問講臺(tái)上這樣的位置有多少個(gè)？ 解析：頻率f＝136 Hz的聲波波長λ＝＝2.5 m 式中v＝340 m/s，是空氣中的聲速． 在下圖中，O是AB的中點(diǎn)，P是OB上任一點(diǎn)． 將(S1P－S2P)表示為S1P－S2P＝k·，式中k為實(shí)數(shù)．當(dāng)k＝0，2，4，…時(shí)，從兩個(gè)喇叭傳來的聲波因干涉而加強(qiáng)；當(dāng)k＝1，3，5，…時(shí)，從兩個(gè)喇叭傳來的聲波因干涉而削弱．由此可知，O是干涉加強(qiáng)點(diǎn)； 對(duì)于B點(diǎn)，S1B－S2B＝20 m－15 m＝4· 所以，B點(diǎn)也是干涉加強(qiáng)點(diǎn)． 因此，O、B之間有2個(gè)干涉相消點(diǎn)．由對(duì)稱性可知，AB上有4個(gè)干涉相消點(diǎn)．

31、 答案：4個(gè) 　[學(xué)生用書P264] 1．(2016·高考全國卷Ⅲ)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(dòng)的頻率為20 Hz，波速為16 m/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15.8 m、14.6 m．P、Q開始振動(dòng)后，下列判斷正確的是(　　) A．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同 B．P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(dòng)時(shí)，P在波峰 E．當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰 解

32、析：選BDE.由v＝λf可知，波的波長為λ＝＝0.8 m，xPS＝λ，xQS＝λ，根據(jù)波傳播的周期性可知，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況正好相反，即運(yùn)動(dòng)方向始終相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；距離相差半波長整數(shù)倍的兩點(diǎn)，同時(shí)通過平衡位置，而P、Q兩質(zhì)點(diǎn)與S的距離不為半波長的整數(shù)倍，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由波的傳播特點(diǎn)知，波源經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，距其λ的點(diǎn)在波峰位置，D項(xiàng)正確；波源經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，距其λ的點(diǎn)在波峰位置，E項(xiàng)正確． 2．(2017·高考天津卷) 手持較長軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形成簡諧波沿繩水平傳播，示意如圖．繩上有另一質(zhì)點(diǎn)P，且O、P的平衡位置間

33、距為L.t＝0時(shí)，O位于最高點(diǎn)，P的位移恰好為零，速度方向豎直向上，下列判斷正確的是(　　) A．該簡諧波是縱波 B．該簡諧波的最大波長為2L C．t＝時(shí)，P在平衡位置上方 D．t＝時(shí)，P的速度方向豎直向上 解析： 選C.由題意知繩上的質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上振動(dòng)，波水平向右傳播，故該波為橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在t＝0時(shí)刻，P點(diǎn)在如圖所示位置時(shí)，波長最大，則有λ＝L，λ＝4L，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t＝0時(shí)，P在平衡位置且向上振動(dòng)，當(dāng)t＝時(shí)，P在平衡位置上方，選項(xiàng)C正確；當(dāng)t＝T時(shí)，P處于從最高點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)過程中，故速度方向向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 3. (2016·高考四川卷)簡諧橫波在均勻

34、介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10 m的兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開始計(jì)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示．則(　　) A．質(zhì)點(diǎn)Q開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向 B．該波從P傳到Q的時(shí)間可能為7 s C．該波的傳播速度可能為2 m/s D．該波的波長可能為6 m 解析：選AD.由于波先傳到P點(diǎn)，可知波向右傳播，當(dāng)波傳到Q點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，由振動(dòng)圖象可知，Q點(diǎn)開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向，A項(xiàng)正確；由振動(dòng)圖象可知，P點(diǎn)處的波峰傳到Q點(diǎn)需要的時(shí)間為(4＋6n)s(n＝0，1，2，…)，因此B項(xiàng)錯(cuò)誤；該波傳播的速度v＝＝m/s(n＝0，1，2，…)，可以判斷出C項(xiàng)錯(cuò)誤；該波的波長λ＝v

35、T＝m(n＝0，1，2…)，當(dāng)n＝1時(shí)，波長為6 m，D項(xiàng)正確． 4．(2016·高考全國卷Ⅱ)一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長不小于10 cm.O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x＝0和x＝5 cm處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)．t＝0時(shí)開始觀測，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的位移為y＝4 cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t＝s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置，t＝1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置．求 (1)簡諧波的周期、波速和波長； (2)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式． 解析：(1)設(shè)振動(dòng)周期為T，由于質(zhì)點(diǎn)A在0到1 s內(nèi)由最大位移處第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是個(gè)周期，由此可知T＝4 s ① 由于質(zhì)點(diǎn)O與A的距離5

36、cm小于半個(gè)波長，且波沿x軸正向傳播，O在t＝s時(shí)回到平衡位置，而A在t＝1 s時(shí)回到平衡位置，時(shí)間相差s．兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的距離除以傳播時(shí)間，可得波的速度v＝7.5 cm/s ② 利用波長、波速和周期的關(guān)系得，簡諧波的波長λ＝30 cm. ③ (2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系為 y＝Acos ④ 將①式及題給條件代入上式得 ⑤ 解得φ0＝，A＝8 cm ⑥ 質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為 y＝0.08cos(國際單位制) 或y＝0.08sin(國際單位制)． 答案：見解析 　[學(xué)生用書P369(單獨(dú)成冊(cè))] (建議用時(shí)：60分鐘) 一、選擇題 1．(201

37、6·高考全國卷Ⅰ)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8 m/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15 s．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6 Hz C．該水面波的波長為3 m D．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(huì)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(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移 解析：選ACE.水面波是機(jī)械波，選項(xiàng)A正確．根據(jù)第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過身下的時(shí)間間隔為15 s可知，該水面波的周期為T＝s＝s，頻率為f＝＝0.6 Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)

38、誤．該水面波的波長為λ＝vT＝1.8×m＝3 m，選項(xiàng)C正確．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)，不隨波遷移，但能量會(huì)傳遞出去，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，E正確． 2. 設(shè)x軸方向的一條細(xì)繩上有O、A、B、C、D、E、F、G八個(gè)點(diǎn)，＝＝＝＝＝＝＝1 m，質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，沿x軸方向傳播形成橫波．t＝0時(shí)刻，O點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t＝0.2 s，O點(diǎn)第一次到達(dá)上方最大位移處，這時(shí)A點(diǎn)剛好開始運(yùn)動(dòng)．那么在t＝2.5 s時(shí)刻，以下說法中正確的是(　　) A．B點(diǎn)位于x軸下方　　 B．A點(diǎn)與E點(diǎn)的位移相同 C．D點(diǎn)的速度最大 D．C點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)

39、E．這列波的波速為5 m/s 解析：選ABE.由題可知，＝0.2 s，周期T＝0.8 s，λ＝1 m，波長λ＝4 m，由v＝得波速v＝5 m/s，則可判斷E項(xiàng)正確；當(dāng)t＝2.5 s時(shí)，波源O已振動(dòng)了3個(gè)周期，此時(shí)O位于x軸上方，向上振動(dòng)，B點(diǎn)與O點(diǎn)之間相距半個(gè)波長，可判斷B點(diǎn)位于x軸下方，A項(xiàng)正確；2.5 s時(shí)E點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了一段時(shí)間，A點(diǎn)與E點(diǎn)間距1個(gè)波長，兩點(diǎn)振動(dòng)情況完全一樣，則B項(xiàng)正確；O點(diǎn)與D點(diǎn)間距1個(gè)波長，兩點(diǎn)的振動(dòng)情況完全一樣，此時(shí)，O點(diǎn)已經(jīng)離開平衡位置向上振動(dòng)，D點(diǎn)也一樣，則D點(diǎn)的速度不是最大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；O點(diǎn)與C點(diǎn)間距為波長，2.5 s時(shí)，C點(diǎn)已振動(dòng)了2個(gè)周期，又因C起振方向向上

40、，則C點(diǎn)應(yīng)向下振動(dòng)，則D項(xiàng)錯(cuò)誤． 3．(2016·高考天津卷)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(dòng)，其表達(dá)式為y＝5sint(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x＝12 m處，波形圖象如圖所示，則(　　) A．此后再經(jīng)6 s該波傳播到x＝24 m處 B．M點(diǎn)在此后第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向 C．波源開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 D．此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3 m處所需時(shí)間是2 s 解析：選AB.由題中波的圖象可知，該波的波長λ＝8 m．由波源簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)＝5sint(m)可知，ω＝ rad/s，周長T＝＝4 s，波速v＝＝2

41、 m/s.此后再經(jīng)6 s，該波再向前傳播的距離s＝vt＝2×6 m＝12 m，即再經(jīng)6 s，該波傳播到x＝12 m＋12 m＝24 m處，選項(xiàng)A正確．題中波的圖象上此時(shí)M點(diǎn)向下振動(dòng)，在此后的第3 s末的振動(dòng)方向沿y軸正方向，選項(xiàng)B正確．由題圖為某時(shí)刻波剛好傳播到x＝12 m時(shí)的波的圖象可知，波源開始振動(dòng)時(shí)的方向沿y軸正方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．題圖中M點(diǎn)振動(dòng)方向向下，此后M點(diǎn)第一次到達(dá)y＝－3 m處所需的時(shí)間小于半個(gè)周期，即小于2 s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4. 如圖所示，當(dāng)波源和障礙物都靜止不動(dòng)時(shí)，波源發(fā)出的波在障礙物處不能發(fā)生明顯衍射．下列措施可能使波發(fā)生較為明顯衍射的是(　　) A．增大波源的

42、振動(dòng)頻率 B．減小波源的振動(dòng)頻率 C．增大障礙物的長度 D．減小障礙物的長度 E．波源遠(yuǎn)離障礙物運(yùn)動(dòng) 解析：選BDE.不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長度遠(yuǎn)大于波長，只要增大波長可滿足題目要求．由λ＝知，v不變，減小f，λ增大，故A、C錯(cuò)，B、D對(duì)；波源遠(yuǎn)離障礙物將產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，等效于增大波長，衍射明顯，故E對(duì)． 5．(2017·高考北京卷)物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用．例如，利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航． 如圖所示，兩個(gè)可發(fā)射無線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè)，它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫．兩天線同時(shí)都發(fā)出波長為λ1和λ2的無線電波．飛

43、機(jī)降落過程中，當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道．下列說法正確的是(　　) A．天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強(qiáng) B．導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉 C．兩種無線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D．兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 解析：選C.波的干涉產(chǎn)生與否與波的強(qiáng)弱無關(guān)，故A錯(cuò)；導(dǎo)航利用了同頻率的兩列波的干涉，而波長為λ1和λ2的兩列波頻率不同，B錯(cuò)；λ1與λ1干涉，λ2與λ2干涉，兩個(gè)干涉圖樣在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定，故C正確；由于λ1與λ2兩列波的波長不同，故兩干涉圖樣在空間強(qiáng)弱分布不重合，D錯(cuò)． 6．(2018·河北石家莊調(diào)研)如圖甲為

44、一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象．下列說法正確的是(　　) 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(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3 m D．經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向 E．經(jīng)過0.35 s,質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離 解析：選ABE.由題中甲、乙兩圖可知，該波向x軸正方向傳播，A正確；由題圖甲知波長λ＝4 m，由題圖乙知周期T＝0.2 s，則波速v＝＝m/s＝20 m/s，B正確；質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，只在其平衡位置附近振動(dòng)，C錯(cuò)誤；

45、經(jīng)過0.1 s＝T，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，D錯(cuò)誤；經(jīng)過0.35 s＝1T，質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波峰，而質(zhì)點(diǎn)Q在波谷與平衡位置之間，故E正確． 7．(2015·高考北京卷) 周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖象如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波(　　) A．沿x軸正方向傳播，波速v＝20 m/s B．沿x軸正方向傳播，波速v＝10 m/s C．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝20 m/s D．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝10 m/s 解析：選B.質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系，可判定該波沿x軸正方向傳播．由波的圖象可知λ＝20 m，

46、根據(jù)v＝得波速v＝10 m/s.選項(xiàng)B正確． 8．如圖甲所示，在水平面內(nèi)，有三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，已知ab＝6 m，ac＝8 m．在t1＝0時(shí)刻a、b同時(shí)開始振動(dòng)，振動(dòng)圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在t2＝4 s時(shí)c點(diǎn)開始振動(dòng)，則(　　) A．該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/s B．c點(diǎn)的振動(dòng)頻率先是與a點(diǎn)相同，兩列波相遇后c點(diǎn)的振動(dòng)頻率增大 C．該列波的波長是2 m D．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng) E．兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)先加強(qiáng)后減弱 解析：選ACD.因?yàn)榻?jīng)過4 s，振動(dòng)由a點(diǎn)傳到c點(diǎn)，則波的傳播速度v＝m/s＝2 m/s，選

47、項(xiàng)A正確；c點(diǎn)的振動(dòng)頻率先是與a點(diǎn)相同，兩列波相遇后c點(diǎn)的振動(dòng)頻率仍然是不變的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該波的波長為λ＝vT＝2×1 m＝2 m，選項(xiàng)C正確；因?yàn)閎c－ac＝2 m＝λ，故兩列波相遇后，c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，選項(xiàng)D正確、E錯(cuò)誤． 9．(2015·高考福建卷)簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v.若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是(　　) 解析：選D.根據(jù)機(jī)械波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向之間的關(guān)系可知，A、C選項(xiàng)中的質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)刻沿y軸正方向振動(dòng)，a點(diǎn)要到達(dá)波谷至少還需個(gè)周期，B

48、、D選項(xiàng)中的質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)刻沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，只需再經(jīng)過個(gè)周期即可第一次到達(dá)波谷．已知a、b兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為s，則A選項(xiàng)中λ＝2s，B、C選項(xiàng)中λ＝s，D選項(xiàng)中λ＝s，因波速均為v，則由T＝可知，A選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝·＝，B選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝·＝，C選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝，D選項(xiàng)中a點(diǎn)到達(dá)波谷最少用時(shí)為T＝·＝·＝，經(jīng)比較可知，D選項(xiàng)中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷． 10. (2015·高考海南卷)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m．已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，下列說法正確的是(

49、　　) A．波速為4 m/s B．波的頻率為1.25 Hz C．x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.6 s時(shí)恰好位于波谷 D．x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2 s時(shí)恰好位于波峰 E．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P位于波峰時(shí)，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 解析：選BDE.任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)兩次通過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s，則T＝0.4 s，解得T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，選項(xiàng)B正確；由題圖知：該波的波長λ＝4 m，波速v＝＝5 m/s，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；畫出t＝0.6 s時(shí)的波形圖如圖所示，因15 m＝3λ＋λ，故x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)與x＝3 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，即在平衡位置向下振

50、動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；畫出t＝0.2 s時(shí)的波形圖如圖所示，因22 m＝5λ＋λ，故x＝22 m處的質(zhì)點(diǎn)與x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一樣，即在波峰位置，選項(xiàng)D正確；因質(zhì)點(diǎn)P與x＝17 m處質(zhì)點(diǎn)平衡位置間距離Δx＝14 m＝3λ＋λ，故兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反，選項(xiàng)E正確． 二、非選擇題 11．(2015·高考江蘇卷)(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比________． A．波速變大　　　　　　 B．波速不變 C．頻率變高 D．頻率不變 (2)用2×106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1

51、 500 m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的________倍．用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL較短，遇到結(jié)石時(shí)________(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射． 解析：(1)漁船與魚群發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變；由多普勒效應(yīng)知，反射回來的超聲波的頻率變高，故選項(xiàng)B、C正確． (2)由v＝λf知，超聲波在結(jié)石中的波長λ1＝，在膽汁中的波長λ2＝，則波長之比：＝＝1.5. 超聲波遇到結(jié)石時(shí)，其波長遠(yuǎn)小于結(jié)石的線度，則超聲波遇到結(jié)石時(shí)不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象． 答案：(1)BC　(2)1.5　不容易 12．實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t1＝

52、0和t2＝0.06 s時(shí)刻的波形圖．已知在t＝0時(shí)刻，x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)． (1)判斷該波的傳播方向； (2)求該波的最小頻率； (3)若3T<0.06 s<4T，求該波的波速大?。? 解析：(1)由題意可知該波向右傳播． (2)因波的傳播具有周期性，設(shè)波的周期為T，t2＝0.06 s時(shí)刻，則有(下列各式中n＝0，1，2…) T＝0.06 s 得T＝s 則f＝＝Hz 當(dāng)n＝0時(shí)，f最小為 fmin＝Hz＝12.5 Hz. (3)法一：由3T<0.06 s<4T，T＝0.06 s得： n＝3，T＝0.016 s 所以v＝＝ m/s＝75 m/s. 法二：由3T<0.06 s<4T知，n＝3，則波在0.06 s內(nèi)傳播距離為： x＝λ＝4.5 m v＝＝m/s＝75 m/s. 答案：(1)向右傳播　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s 21