（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 第2講 機(jī)械波學(xué)案.docx

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第2講　機(jī)械波 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 說明 波的形成和傳播 b 1.不要求研究縱波的形成過程. 2.不要求掌握振動(dòng)圖象與波的圖象之間的相互轉(zhuǎn)換. 3.不要求定量計(jì)算有關(guān)波的干涉問題. 4.不要求推導(dǎo)接收頻率與波源頻率的關(guān)系式. 5.不要求用惠更斯原理證明波的反射定律和波的折射定律. 波的圖象 b 波長、頻率和波速 c 波的衍射和干涉 b 多普勒效應(yīng) b 惠更斯原理 b 一、波的形成和傳播 1.產(chǎn)生條件 (1)有波源. (2)有介質(zhì)，如空氣、水、繩子等. 2.傳播特點(diǎn) (1)傳播振動(dòng)形式、能量和信息. (2)質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移. (3)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率、振幅、起振方向等都與波源相同. (4)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)(振幅為A)，通過的路程為4A，位移為0. 自測1　(多選)下列有關(guān)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法中正確的是(　　) A.某物體做機(jī)械振動(dòng)，它周圍的介質(zhì)中就一定產(chǎn)生機(jī)械波 B.波源停止振動(dòng)后，已形成的機(jī)械波仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播 C.機(jī)械波傳播的只是機(jī)械振動(dòng)的形式和能量，參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移 D.振動(dòng)是變速的，波動(dòng)是勻速的 答案　ABC 二、波的圖象 1.波的圖象 波的圖象反映了在某時(shí)刻介質(zhì)中的各質(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. 2.圖象的應(yīng)用(如圖1所示) 圖1 (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，并能比較其大小. (3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向. 三、波長、頻率和波速 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. 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 (1)公式：v＝＝λf. (2)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). 自測2　一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4m/s.某時(shí)刻其波形如圖2所示，下列說法正確的是(　　) 圖2 A.這列波的振幅為4cm B.這列波的周期為1s C.此時(shí)x＝4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D.此時(shí)x＝4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0 答案　D 四、波的干涉和衍射　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 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(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)傳播 2.多普勒效應(yīng) (1)條件：波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(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)：波源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化. 自測3　(多選)圖3中S1、S2是兩個(gè)相干波源，由它們發(fā)出的波相互疊加，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷.則下列對(duì)a、b、c三點(diǎn)振動(dòng)情況的判斷中，正確的是(　　) 圖3 A.b處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱 B.a處永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇 C.b處在該時(shí)刻是波谷與波谷相遇 D.c處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱 答案　CD 命題點(diǎn)一　機(jī)械波的傳播和圖象 1.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)波源質(zhì)點(diǎn)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. 2.判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見方法 (1)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)，如圖4甲所示. 圖4 (2)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)，如圖乙所示. (3)微平移法：將波形圖沿傳播方向平移Δx(Δx≤)，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來判定，如圖5所示. 圖5 例1　(多選)(2017浙江4月選考15)一列向右傳播的簡諧橫波，當(dāng)波傳到x＝2.0m處的P點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，該時(shí)刻波形如圖6所示.t＝0.9s時(shí)觀測到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置.下列說法正確的是(　　) 圖6 A.波速為0.5m/s B.經(jīng)1.4s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70cm C.t＝1.6s時(shí)，x＝4.5m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)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2.5Hz 答案　BCD 解析　根據(jù)同側(cè)法可知，起振方向?yàn)樨Q直向上.P點(diǎn)第三次到達(dá)波峰即(2＋)T＝0.9 s，T＝0.4s，所以波速v＝＝5 m/s，A錯(cuò)誤.1.4 s＝3.5T，每個(gè)周期路程為20 cm，B正確.經(jīng)過t＝s＝0.5s，波傳到Q點(diǎn)，再經(jīng)過2.75T即1.1s后Q第三次到達(dá)波谷，C正確.要發(fā)生干涉現(xiàn)象，另外一列波的頻率一定與該波相同，即2.5Hz，D正確. 變式1　(多選)在O點(diǎn)有一波源，t＝0時(shí)刻開始向上振動(dòng)，形成向右傳播的一列橫波，t1＝4s時(shí)，距離O點(diǎn)為3m的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰；t2＝7s時(shí)，距離O點(diǎn)為4m的B點(diǎn)第一次達(dá)到波谷，則以下說法正確的是(　　) A.該橫波的波長為4m B.該橫波的周期為2s C.該橫波的波速為1m/s D.距離O點(diǎn)6m的質(zhì)點(diǎn)第一次開始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6s末 答案　ACD 解析　設(shè)波從O點(diǎn)傳到A點(diǎn)的時(shí)間為t，由于波是勻速傳播的，則波從O點(diǎn)傳到B點(diǎn)的時(shí)間為t，A、B兩點(diǎn)起振的方向均向上，由題意知t1＝t＋T＝4s t2＝t＋T＝7s 聯(lián)立解得T＝4s，t＝3s 波速為v＝＝m/s＝1 m/s 波長λ＝vT＝4m，故B錯(cuò)誤，A、C正確.距離O點(diǎn)6m的質(zhì)點(diǎn)第一次開始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6s末，D正確. 變式2　(多選)(2018金華十校聯(lián)考)如圖7所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，x＝1.0m處的M質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始經(jīng)0.6s第一次到達(dá)波谷位置.已知質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置坐標(biāo)為x＝2.0m，質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)為x＝3.5m，則(　　) 圖7 A.該簡諧波的波速為5m/s B.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過0.7s第一次到達(dá)波峰位置 D.在某時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度可能都相同 答案　AC 解析　波沿x軸正方向傳播，則M點(diǎn)此時(shí)向上振動(dòng)，M質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻開始經(jīng)0.6s第一次到達(dá)波谷位置，可知T＝0.8s；波速v＝＝m/s＝5 m/s，選項(xiàng)A正確；由題圖可知，圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q正在沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；波向前傳播3.5m時(shí)Q第一次到達(dá)波峰位置，需時(shí)間為t＝s＝0.7s，選項(xiàng)C正確；質(zhì)點(diǎn)P和Q之間的距離不是整波長，則在任何時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P和Q的速度、加速度不可能都相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 變式3　(多選)(2018浙江11月選考16)如圖8所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0m，ON間距離為5.0m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡諧橫波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0m/s.t＝0時(shí)刻O點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則(　　) 圖8 A.波Ⅰ的波長為4m B.N點(diǎn)振動(dòng)周期為4s C.t＝3s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷 D.當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰 答案　BD 命題點(diǎn)二　振動(dòng)圖象和波的圖象 1.兩種圖象的比較 圖象類型 振動(dòng)圖象 波的圖象 研究對(duì)象 一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn) 沿波傳播方向上所有質(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 表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)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)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移 (4)各時(shí)刻速度、加速度方向 (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(dòng)方向的互判 2.“一分、一看、二找”巧解波的圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題 (1)分清振動(dòng)圖象與波的圖象.只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波的圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象. (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí). (3)找準(zhǔn)波的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻. (4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn). 例2　(多選)一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的圖象如圖9甲所示，平衡位置位于x＝15m處的A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，下列說法中正確的是(　　) 圖9 A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播 B.這列波的波速是m/s C.從t＝0開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚0.4s回到平衡位置 D.從t＝0到t＝0.6s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A經(jīng)過的路程為4m 答案　ACD 解析　由題圖乙知，t＝0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；由題圖甲讀出該波的波長為λ＝20m，由題圖乙知周期為：T＝1.2s，則波速為：v＝＝m/s＝m/s，故B錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q晚回到平衡位置，其時(shí)間等于波向左傳播λ所用的時(shí)間，即t＝T＝0.4s，故C正確；0.6s＝T，故A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為2A＝4m，故D正確. 變式4　(多選)一列橫波某時(shí)刻的波形如圖10甲所示，圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象，下列說法正確的是(　　) 圖10 A.若波沿x軸正方向傳播，圖乙為L點(diǎn)的振動(dòng)圖象 B.若波沿x軸正方向傳播，圖乙為M點(diǎn)的振動(dòng)圖象 C.若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為L點(diǎn)的振動(dòng)圖象 D.若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為N點(diǎn)的振動(dòng)圖象 答案　AD 變式5　(多選)(2018臺(tái)州市外國語學(xué)校期末)如圖11所示，是某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象及由此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)而激起的波在某時(shí)刻的波形圖，下述說法中正確的是(　　) 圖11 A.乙是振動(dòng)圖象，甲是波動(dòng)圖象 B.由圖象可知，振幅是2cm，周期是0.4s，波長是0.4m C.P質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻的速度方向?yàn)檎?，而波源質(zhì)點(diǎn)在0.2s時(shí)速度方向?yàn)檎? D.這列波的速度是1m/s 答案　ABD 解析　題圖乙表示質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系，是振動(dòng)圖象，題圖甲表示位移與坐標(biāo)x的關(guān)系，是波動(dòng)圖象，故A正確.由題圖甲讀出振幅A＝2cm，波長λ＝0.4m，由題圖乙讀出周期T＝0.4s，故B正確.由振動(dòng)圖象可知波源質(zhì)點(diǎn)在0.2s時(shí)速度方向?yàn)樨?fù)，因波的傳播方向未知，無法判斷P點(diǎn)的振動(dòng)方向，故C錯(cuò)誤.波速v＝＝m/s＝1 m/s，故D正確. 變式6　(多選)如圖12甲為一列簡諧橫波在t＝0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則(　　) 圖12 A.t＝0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大 B.t＝0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 C.從t＝0.10s到t＝0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6m D.從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm 答案　AB 解析　由題圖乙看出，t＝0.15s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(dòng)的加速度大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反，所以加速度為正向最大值，A項(xiàng)正確；由題圖乙看出，簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T＝0.20s，t＝0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向沿y軸負(fù)方向，由題圖甲可以看出，波的傳播方向應(yīng)該沿x軸負(fù)方向，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因題圖甲是t＝0.10s時(shí)的波形，所以t＝0.15s時(shí)，經(jīng)歷了0.05s＝的時(shí)間，題圖甲的波形向x軸負(fù)方向平移了＝2m的距離，如圖所示，因波向x軸負(fù)方向傳播，則此時(shí)P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，B項(xiàng)正確；由題圖甲可以看出，由于t＝0.10s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P不處于平衡位置或最大位移處，故從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程不為30cm，D項(xiàng)錯(cuò)誤. 命題點(diǎn)三　波傳播的多解問題 1.波動(dòng)問題多解的主要因素 (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：波傳播的距離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. 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3　(多選)簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，P、Q是傳播方向上相距10m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13所示.則(　　) 圖13 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7s C.該波的傳播速度可能為2m/s D.該波的波長可能為6m 答案　AD 解析　由題圖可知，質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；簡諧橫波的傳播方向從P到Q，由題圖可知，周期T＝6 s，從P傳到Q的時(shí)間Δt＝(4＋nT) s(n＝0,1,2…)，即Δt＝4 s,10 s,16s，…，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由v＝＝m/s＝m/s(n＝0,1,2…)，速度v可能為2.5 m/s,1 m/s，0.625 m/s…，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理，該波的波長λ＝vT，波長可能為15 m,6m, 3.75m…，所以選項(xiàng)D正確. 變式7　(多選)一簡諧橫波沿x軸傳播，如圖14所示，軸上a、b兩質(zhì)點(diǎn)相距12m，t＝0時(shí)a質(zhì)點(diǎn)位于波峰，b質(zhì)點(diǎn)位于波谷；t＝0.5s時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)位于波谷，b質(zhì)點(diǎn)位于波峰.下列判斷正確的是(　　) 圖14 A.波一定沿x軸正方向傳播 B.波長可能是8m C.周期可能是0.2s D.波速一定是24m/s 答案　BC 解析　由題意可知波的傳播方向是不確定的，故A錯(cuò)誤；若a質(zhì)點(diǎn)位于波峰，b質(zhì)點(diǎn)位于波谷，則x＝12m＝(n＋)λ(n＝0,1,2,3…)，則得λ＝m，故λ的可能值有24m、8m…，故B正確；同理，t＝0.5s＝(k＋)T(k＝0,1,2,3…)，T＝s，則T的可能值有1s、s、0.2s…，故C正確；波速可能為v＝＝m/s(n＝0,1,2,3…，k＝0,1,2,3…)，當(dāng)n＝0，k＝0時(shí)，v＝24 m/s，波速可能是24m/s，故D錯(cuò)誤. 變式8　(多選)一列橫波沿直線傳播，在波的傳播方向上有A、B兩點(diǎn).在t時(shí)刻A、B兩點(diǎn)間形成如圖15甲所示波形，在(t＋3s)時(shí)刻A、B兩點(diǎn)間形成如圖乙所示波形，已知A、B兩點(diǎn)間距離a＝9m，則以下說法中正確的是(　　) 圖15 A.若周期大于4s，波可能向右傳播 B.若周期為4s，波一定向右傳播 C.若波速為8.5m/s，波一定向左傳播 D.該波波速可能的最小值為0.5m/s 答案　BCD 解析　若波向右傳播，3s＝(n＋)T1(n＝0,1,2…)，T1＝s； 若波向左傳播，3s＝(n＋)T2(n＝0,1,2…)，T2＝s 由于n是整數(shù)，當(dāng)n＝0，T1＝4s時(shí)，波向右傳播，而波向右傳播的周期T1≤4s，故A錯(cuò)誤，B正確.由題圖知波長λ＝6m，若波速為8.5m/s，波傳播的距離為x＝vt＝8.53m＝25.5m＝4λ，根據(jù)波形的平移，波一定向左傳播，故C正確.波向左傳播且n＝0時(shí)，周期最大，為T2＝12s，該波波速可能的最小值為v＝＝m/s＝0.5 m/s，故D正確. 命題點(diǎn)四　波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng) 1.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷： 疊加區(qū)域某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)的還是減弱的，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δx.某點(diǎn)到兩波源的距離之差等于波長的整數(shù)倍，即Δx＝nλ(n＝0,1,2…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；距離之差等于半波長的奇數(shù)倍，即Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2…)，則振動(dòng)減弱. 2.波的干涉的兩點(diǎn)提醒： (1)干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的，不隨時(shí)間變化. (2)干涉時(shí)，加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了，并非任一時(shí)刻的位移都大；減弱的點(diǎn)只是振幅小了，也并非任一時(shí)刻的位移都最小. 3.波的衍射的三點(diǎn)注意： (1)并非只有縫、孔或障礙物很小時(shí)才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，明顯衍射的條件是縫、孔或障礙物的尺寸與波長相比小或相差不多，而不是要求縫、孔或障礙物一定要小. (2)任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，衍射不需要條件. (3)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件. 例4　(多選)(2018溫州市新力量聯(lián)盟期末)如圖16所示，S1、S2是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波波源，振幅均為A.a、b、c三點(diǎn)均位于S1、S2連線的中垂線上，且ab＝bc.某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn)，c點(diǎn)是兩列波的波谷相遇點(diǎn).則(　　) 圖16 A.a處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2A，c處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為－2A B.b處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A C.如果兩列波振幅不同，則相遇后，振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng) D.這兩列波形成的圖樣叫干涉圖樣 答案　BD 變式9　利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖17甲、乙所示，則(　　) 圖17 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 答案　D 變式10　(多選)圖18中S為在水面上振動(dòng)的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以上下移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)測得A處水面沒有振動(dòng)，為使A處水面也能發(fā)生振動(dòng)，可采用的方法是(　　) 圖18 A.使波源的頻率增大 B.使波源的頻率減小 C.移動(dòng)N使狹縫的間距增大 D.移動(dòng)N使狹縫的間距減小 答案　BD 解析　使狹縫滿足明顯衍射的條件即可，將狹縫間距變小，或?qū)⒉ㄩL變大，即減小波源的頻率，B、D正確. 變式11　如圖19所示為一大型娛樂場所內(nèi)進(jìn)行“特技表演”時(shí)的俯視效果的草圖.表演者騎著摩托車在球體的內(nèi)壁以恒定的速率做“飛檐走壁”的表演，在離表演者很遠(yuǎn)的觀眾席后排P點(diǎn)的觀眾聽到摩托聲的感覺應(yīng)是(　　) 圖19 A.觀眾接收到摩托車在A點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率最大 B.觀眾接收到摩托車在B點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率最大 C.觀眾接收到摩托車在C點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率最大 D.觀眾接收到摩托車在C點(diǎn)和D點(diǎn)發(fā)出聲音的頻率相同 答案　C 解析　據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)聲源與觀察者靠近時(shí)，觀察者接收的頻率較高；當(dāng)聲源與觀察者遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收的頻率較低；當(dāng)聲源與觀察者距離不變時(shí)，觀察者接收的頻率不變，選項(xiàng)C正確. 1.(多選)關(guān)于機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波說法正確的是(　　) A.機(jī)械波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率 B.機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度相等 C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向 D.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 答案　AD 解析　機(jī)械波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率，A正確；波的傳播速度與振源振動(dòng)速度沒有直接關(guān)系，B錯(cuò)誤；只有橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向才總是垂直于波傳播的方向，在縱波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一條直線上，C錯(cuò)誤；機(jī)械波在傳播過程中，根據(jù)公式λ＝vT，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，D正確. 2.(多選)下列選項(xiàng)利用了多普勒效應(yīng)的是(　　) A.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 B.交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理 C.鐵路工人把耳朵貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況 D.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士利用炮彈飛行的尖嘯聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去 答案　ABD 解析　鐵路工人把耳朵貼在鐵軌上聽火車運(yùn)動(dòng)情況屬于利用固體傳聲較快的特點(diǎn)，不是利用多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤. 3.(多選)以下說法中正確的是(　　) A.波的衍射現(xiàn)象必須具備一定的條件，否則不可能發(fā)生衍射現(xiàn)象 B.要觀察到水波明顯的衍射現(xiàn)象，必須使狹縫的寬度遠(yuǎn)大于水波波長 C.波長越長的波，越容易發(fā)生明顯的衍射 D.只有波才有衍射現(xiàn)象 答案　CD 解析　衍射是波特有的現(xiàn)象，即任何波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過存在明顯與不明顯的差別而已，只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸跟波長差不多或者比波長小時(shí)，才會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C、D正確. 4.下列物理現(xiàn)象： ①在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；②“聞其聲而不見其人”；③學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；④當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們駛來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高. 分別屬于波的(　　) A.反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng) B.折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉 C.反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) D.衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) 答案　A 解析　在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕，屬于聲波的反射；“聞其聲而不見其人”屬于聲波的衍射；學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音屬于聲波的干涉；當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們駛來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng). 5.(多選)如圖1所示為兩列相干波某時(shí)刻的波峰和波谷位置，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實(shí)線與虛線間的距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍內(nèi)可以認(rèn)為這兩列波的振幅均為1cm，C點(diǎn)是B、D兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)，則(　　) 圖1 A.圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的高度差為2cm B.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng) C.F點(diǎn)到兩波源的路程差為零 D.經(jīng)0.1s，A點(diǎn)的位移為零 答案　BD 解析　A、B兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，兩點(diǎn)振幅均為2cm，兩點(diǎn)高度差為4cm，故A錯(cuò)誤；C點(diǎn)為B、D兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)，所以C點(diǎn)處在平衡位置，又因D點(diǎn)離波源較近，下一個(gè)波峰經(jīng)過C點(diǎn)，所以C點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng)，故B正確；F點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，它到兩波源的路程之差應(yīng)為半波長的奇數(shù)倍，故C錯(cuò)誤；由v＝知T＝＝s＝0.4s，經(jīng)t＝0.1s＝，A點(diǎn)由波峰回到平衡位置，位移為零，故D正確. 6.(多選)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6Hz C.該水面波的波長為3m 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 答案　AC 解析　水面波是機(jī)械振動(dòng)在水面上的傳播，是一種典型的機(jī)械波，A對(duì)；從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰中經(jīng)歷了9個(gè)波形，時(shí)間間隔為15s，所以其振動(dòng)周期為T＝s＝s，頻率為0.6Hz，B錯(cuò)；其波長λ＝vT＝1.8m/ss＝3m，C對(duì)；波傳播時(shí)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，但是能量隨著波的向前傳播而傳遞出去，D錯(cuò). 7.(多選)(2019屆牌頭中學(xué)模擬)周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象如圖2所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng).則該波(　　) 圖2 A.波長為2m B.波速v＝2m/s C.沿x軸負(fù)方向傳播 D.質(zhì)點(diǎn)P在1s時(shí)間里沿波的傳播方向前進(jìn)2m 答案　AC 解析　由題圖可得，這列波的波長為2m，波速v＝＝1m/s，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；P點(diǎn)此時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波形的平移法，可得這列波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)C正確；質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 8.(多選)(2018臺(tái)州市3月選考)如圖3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＝10m/s，已知t＝0時(shí)，波剛好傳到x＝20m處，則下列說法正確的是(　　) 圖3 A.波源開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向 B.t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P、Q加速度方向相反 C.t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P再經(jīng)過到達(dá)平衡位置(T為波的周期) D.從t＝0開始經(jīng)2.5s，x＝10m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.50m 答案　AD 9.(多選)(2018臺(tái)州市期末)一列波的波源S在O點(diǎn)做豎直方向、頻率為10Hz的簡諧運(yùn)動(dòng).t0時(shí)刻，向右傳播的波形如圖4所示，向左傳播的波形未畫出(　　) 圖4 A.t0時(shí)刻，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 B.t0時(shí)刻，x＝－2m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上 C.t0＋0.175s時(shí)刻，x＝－1m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置 D.t0－0.125s時(shí)刻，x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)處在波峰位置 答案　AC 10.(多選)一列簡諧波沿x軸正方向傳播，在某一時(shí)刻波形圖如圖5所示，已知P點(diǎn)振動(dòng)周期為0.5s，由此可以判斷出(　　) 圖5 A.此時(shí)P點(diǎn)加速度正在增大 B.該波波速為8m/s C.離坐標(biāo)原點(diǎn)為11m的Q點(diǎn)先沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D.從此時(shí)刻算起，t＝1.125s時(shí)Q點(diǎn)第一次達(dá)到波峰 答案　BC 解析　簡諧橫波沿x軸正方向傳播，則P點(diǎn)此時(shí)刻向平衡位置振動(dòng)，加速度正在減小，故A錯(cuò)誤.由題圖得，波長λ＝4m，波速為v＝＝m/s＝8 m/s，故B正確；根據(jù)波形的平移法判斷可知Q點(diǎn)開始振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，故C正確；此時(shí)x＝0處是波峰，Q點(diǎn)第一次達(dá)到波峰需要t＝s＝1.375s，故D錯(cuò)誤. 11.(多選)(2018金華市、麗水市、衢州市十二校聯(lián)考)如圖6所示，兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x＝－0.2m和x＝1.2m處，兩列波的速度均為v＝0.4m/s，兩波源的振幅均為A＝2cm，圖示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示)，此刻平衡位置處于x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x＝0.5m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是(　　) 圖6 A.兩列波相遇后不能發(fā)生干涉 B.t＝1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為－4cm C.t＝1s后，平衡位置處于x＝0.6m的質(zhì)點(diǎn)位移始終為0 D.t＝0.75s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn) 答案　BC 12.(多選)如圖7為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實(shí)線為t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t＝0.6s時(shí)的波形圖，波的周期T>0.6s，則(　　) 圖7 A.波的周期為0.8s B.在t＝0.9s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)過0.4s，P點(diǎn)經(jīng)過的路程為0.4m D.在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置 答案　ACD 解析　根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知由實(shí)線得到虛線需要將圖象沿x軸負(fù)方向平移(n＋)λ，其中n＝0、1、2、3、4…，故由實(shí)線傳播到虛線這種狀態(tài)需要(n＋)T，即(n＋)T＝0.6s，解得T＝s，其中n＝0、1、2、3、4…，又T>0.6s，故周期為0.8s，故A正確.由于波沿x軸負(fù)方向傳播，故t＝0時(shí)刻P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，而周期T＝0.8s，故t＝0.8s時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，1.0s時(shí)P點(diǎn)到達(dá)波谷，故0.9s時(shí)P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤.在一個(gè)周期內(nèi)P點(diǎn)完成一個(gè)全振動(dòng)，即其運(yùn)動(dòng)路程為4A，而0.4s＝T，故P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為2A＝0.4m，C正確.由題意可知波長λ＝8m，則波速v＝＝10m/s，在t＝0時(shí)刻Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x0＝5m.由于波沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故在t＝0.5s的時(shí)間內(nèi)波沿x軸負(fù)方向傳播的距離為x＝vt＝100.5m＝5m，故在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)振動(dòng)情況和t＝0時(shí)刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相同，而t＝0時(shí)刻距離坐標(biāo)原點(diǎn)10m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，故在t＝0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置，故D正確. 13.(多選)如圖8甲所示，同一均勻介質(zhì)中的一條直線上兩個(gè)振動(dòng)源A、B相距10m.C為AB中點(diǎn)，t＝0時(shí)A、B開始振動(dòng)，且都只振動(dòng)一個(gè)周期，振幅相等，乙圖為A的振動(dòng)圖象，丙圖為B的振動(dòng)圖象，若A向右傳播的波與B向左傳播的波在t1＝0.5s時(shí)相遇，則下列說法正確的是(　　) 圖8 A.兩列波在A、B間的傳播速度均為10m/s B.兩列波的波長都是5m C.在兩列波相遇過程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D.t2＝1s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向上 答案　AD 解析　由題意可得，v＝＝10m/s，故兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10 m/s，故A正確；由題圖乙可得振動(dòng)周期為0.2s，波長λ＝vT＝100.2m＝2m，故B錯(cuò)誤；A向右傳播的波與B向左傳播的波，振動(dòng)反向，中點(diǎn)C始終為振動(dòng)減弱點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)A處產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到B的時(shí)間：t′＝＝s＝1s，在1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A處產(chǎn)生的振動(dòng)恰好傳播到B點(diǎn)，由于A處的振動(dòng)起振的方向向上，而B處振源的振動(dòng)已經(jīng)停止，所以在1s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過平衡位置且振動(dòng)方向向上，故D正確. 14.(多選)(2018杭州市期末)如圖9是在兩個(gè)不同介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的兩列波的波形圖.圖中的實(shí)線分別表示橫波甲和橫波乙在t＝0時(shí)刻的波形圖，經(jīng)過0.5s后，甲、乙的波形分別變成如圖中虛線所示.已知兩列波的周期均大于0.3s，則下列說法中正確的是(　　) 圖9 A.t＝0時(shí)刻甲中x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng) B.甲中x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)振幅為20cm C.波甲的周期一定等于波乙的周期 D.波甲的速度可能大于波乙的速度 答案　AD 解析　根據(jù)“上下坡法”可確定，t＝0時(shí)刻題圖甲中x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，故A正確；振幅為質(zhì)點(diǎn)離平衡位置最大的距離，由題圖甲可知，橫波甲所有質(zhì)點(diǎn)的振幅為10cm，故B錯(cuò)誤；由兩圖可知，兩波的周期＋nT＝0.5s，即T＝s，其中n＝0,1,2…，因兩列波的周期均大于0.3s，故T＝1s或s，所以兩列波的周期不一定相等，故C錯(cuò)誤；由兩圖可知，兩波的波長分別為λ甲＝4m，λ乙＝6m，綜合C可知，波甲的速度可能大于波乙的速度，故D正確.