第12章-章末分層突破

1、.章末分層打破自我校對波源和介質(zhì)振動形式垂直在同一條直線上間隔 f平衡位置波長障礙物疊加頻率波動圖象和振動圖象的綜合分析1.區(qū)別和聯(lián)絡(luò)波的圖象表示某一時刻各個質(zhì)點相對平衡位置的位移情況，從波的圖象上可直接讀出振幅和波長隨著時間的推移，波的圖象將沿波速方向勻速挪動振動圖象表示單個質(zhì)點振動的位移隨時間的變化規(guī)律，由振動圖象上可直接讀出振幅、周期和任意時刻的振動方向，隨著時間的推移，振動圖象繼續(xù)延伸，原有圖象保持不變2由波的圖象畫振動圖象給出波的圖象，波的傳播方向時，可粗略畫出任一點的振動圖象周期T未知假如能再給出波速便可準確畫出任一質(zhì)點的振動圖象3由振動圖象畫波的圖象這類問題一般見到的情況是：給出

2、振動圖象和波的傳播方向，便可畫出任一時刻的波形圖；或是給出兩個質(zhì)點的振動圖象，加上兩質(zhì)點平衡位置的間距和波源方位，便可畫出多種情況下的波形圖圖12­1a為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點；圖b為質(zhì)點Q的振動圖象以下說法正確的選項是ab圖12­1A在t0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動B在t0.25 s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向一樣C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負方向傳播了6 mD從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cmE質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y

3、0.10sin 10t國際單位制【解析】由y­t圖象可知，t0.10 s時質(zhì)點Q沿y軸負方向運動，選項A錯誤；由y­t圖象可知，波的振動周期T0.2 s，由y­x圖象可知8 m，故波速v40 m/s，根據(jù)振動與波動的關(guān)系知波沿x軸負方向傳播，那么波在0.10 s到0.25 s內(nèi)傳播的間隔 xvt6 m，選項C正確；其波形圖如下圖，此時質(zhì)點P的位移沿y軸負方向，而回復(fù)力、加速度方向沿y軸正方向，選項B正確；t0.15 sT，質(zhì)點P在其中的T內(nèi)路程為20 cm，在剩下的T內(nèi)包含了質(zhì)點P通過最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在t0.15 s內(nèi)質(zhì)點P通過的路程小

4、于30 cm，選項D錯誤；由y­t圖象可知質(zhì)點Q做簡諧運動的表達式為y0.10sin tm0.10sin 10tm，選項E正確【答案】BCE波動問題的多解1.由于波的傳播雙向性而導(dǎo)致多解雙向性是指波沿x軸正、負兩方向傳播時，假設(shè)正、負兩方向傳播的時間之和等于周期的整數(shù)倍，那么正、負兩方向傳播的那一時刻波形一樣2由于波的時間周期性而導(dǎo)致多解波的時間周期性是指每經(jīng)過一個周期T，同一質(zhì)點振動狀態(tài)一樣，波的形狀也一樣；每經(jīng)過半個周期，質(zhì)點振動狀態(tài)相反，波的形狀也相反因此在波的傳播過程中，經(jīng)過整數(shù)倍周期時，波形圖線一樣3由于波的空間周期性而導(dǎo)致多解波的空間周期性是指每經(jīng)過一個波長，波的形狀一樣

5、，質(zhì)點振動狀態(tài)也一樣；每經(jīng)過半個波長，波的形狀相反，質(zhì)點振動狀態(tài)也相反因此在波的傳播方向上相距為波長整數(shù)倍間隔 的質(zhì)點振動情況一樣4兩質(zhì)點間關(guān)系不確定形成多解在波的傳播方向上，假如兩個質(zhì)點間的間隔 不確定或者兩者相位之間關(guān)系不確定，就會形成多解假設(shè)不能聯(lián)想到所有可能的情況，就會出現(xiàn)漏解一列橫波的波形如圖12­2所示，實線表示t10時刻的波形圖，虛線表示t20.05 s時刻的波形圖，那么：圖12­21假設(shè)2Tt2t1T，波速可能為多大？T為周期2假設(shè)Tt2t1，并且波速為360 m/s，那么波向哪個方向傳播？【解析】1由圖象可知：假設(shè)波向右傳播，那么在t0.05 s內(nèi)波傳播的

6、間隔 為x10 m.那么波速v1 m/s200 m/s.假設(shè)波向左傳播，那么在t0.05 s內(nèi)波傳播的間隔 為x14 m.那么波速v2 m/s280 m/s.2由圖象可知：波長8 m.在t0.05 s內(nèi)波傳播的間隔 為xvt360×0.05 m18 m.那么x2，所以波向右傳播【答案】1見解析2向右此題是由波的傳播方向?qū)е碌亩嘟?，所以?yīng)該先假設(shè)一個傳播方向，再由條件求解.一列簡諧橫波沿程度方向向右傳播，M，N為介質(zhì)中相距x的兩質(zhì)點，M在左，N在右t時刻，M，N均通過平衡位置，且M，N之間只有一個波峰，經(jīng)過t時間N質(zhì)點恰處于波峰位置，求這列波的波速【解析】由題意可知t時刻的波形可能有四

7、種情況，如下圖對a圖，N質(zhì)點正經(jīng)過平衡位置向上振動，那么t可能為，即 tnTn0,1,2，那么v0，所以van0,1,2，同理，對于b，c，d分別有：vbn0,1,2，vcn0,1,2，vdn0,1,2，【答案】見解析在波的傳播方向上，假如兩個質(zhì)點間的間隔 不確定或者相位之間的關(guān)系不確定，就會形成多解，應(yīng)通過認真分析，確定出所有可能的情況.1.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個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15 s以下說法正確的選項是 【導(dǎo)學(xué)號：23570075】A水面波是一種機械波B該水面波的頻率為6 HzC

8、該水面波的波長為3 mD水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去E水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因為波傳播時振動的質(zhì)點并不隨波遷移【解析】水面波是一種機械波，說法A正確根據(jù)題意得周期T s s，頻率f0.6 Hz，說法B錯誤波長m3 m，說法C正確波傳播過程中，傳播的是振動形式，能量可以傳遞出去，但質(zhì)點并不隨波遷移，說法D錯誤，說法E正確【答案】ACE2一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時刻的波形如圖12­3所示，質(zhì)點P的x坐標為3 m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以下說法正確的選項是圖12­3A波速為4 m/sB波的頻率為1.2

9、5 HzCx坐標為15 m的質(zhì)點在t0.6 s時恰好位于波谷Dx坐標為22 m的質(zhì)點在t0.2 s時恰好位于波峰E當質(zhì)點P位于波峰時，x坐標為17 m的質(zhì)點恰好位于波谷【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0.4 s，可知振動周期T0.8 s，頻率f1.25 Hz，B正確從題圖中可以看出波長4 m，根據(jù)vf得v5 m/s，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x3 m處一樣，從t0時刻經(jīng)過0.6 s，即經(jīng)歷周期，質(zhì)點應(yīng)位于平衡位置，C錯誤用同樣的方法可判斷出D、E正確【答案】BDE3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2

10、0 Hz，波速為16 m/s.介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點位于波源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的平衡位置之間的間隔 分別為15.8 m、14.6 mP、Q開場振動后，以下判斷正確的選項是AP、Q兩質(zhì)點運動的方向始終一樣BP、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反C當S恰好通過平衡位置時，P、Q兩點也正好通過平衡位置D當S恰好通過平衡位置向上運動時，P在波峰E當S恰好通過平衡位置向下運動時，Q在波峰【解析】簡諧橫波的波長 m0.8 mP、Q兩質(zhì)點間隔 波源S的間隔 PS15.8 m19，SQ14.6 m18.因此P、Q兩質(zhì)點運動的方向始終相反，說法A錯誤，說法B正確當S恰好通過平

11、衡位置向上運動時，P在波峰的位置，Q在波谷的位置當S恰好通過平衡位置向下運動時，P在波谷的位置，Q在波峰的位置說法C錯誤，說法D、E正確【答案】BDE4一列簡諧橫波在介質(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x0和x5 cm處的兩個質(zhì)點t0時開場觀測，此時質(zhì)點O的位移為y4 cm，質(zhì)點A處于波峰位置；t s時，質(zhì)點O第一次回到平衡位置，t1 s時，質(zhì)點A第一次回到平衡位置求： 【導(dǎo)學(xué)號：23570076】1簡諧波的周期、波速和波長；2質(zhì)點O的位移隨時間變化的關(guān)系式【解析】1設(shè)振動周期為T.由于質(zhì)點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)歷的是個周期，由

12、此可知T4 s由于質(zhì)點O與A的間隔 5 cm小于半個波長，且波沿x軸正向傳播，O在t s時回到平衡位置，而A在t1 s時回到平衡位置，時間相差 s兩質(zhì)點平衡位置的間隔 除以傳播時間，可得波的速度v7.5 cm/s利用波長、波速和周期的關(guān)系得，簡諧波的波長30 cm.2設(shè)質(zhì)點O的位移隨時間變化的關(guān)系為yAcos將式及題給條件代入上式得解得0，A8 cm質(zhì)點O的位移隨時間變化的關(guān)系式為y0.08cos國際單位制或y0.08sin國際單位制【答案】14 s7.5 cm/s30 cm2y0.08cos國際單位制或y0.08sin國際單位制5甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負向傳播，波速均

13、為v25 cm/s.兩列波在t0時的波形曲線如圖12­4所示求： 【導(dǎo)學(xué)號：23570077】圖12­41t0時，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點的x坐標；2從t0開場，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為16 cm的質(zhì)點的時間【解析】1t0時，在x50 cm處兩列波的波峰相遇，該處質(zhì)點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150 cm.260 cm甲、乙兩列波波峰的x坐標分別為x150k11，k10，±1，±2，x250k22，k20，±1，±2，由以上三式得，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16 cm的所有質(zhì)點的x坐標為x50300ncmn0，±1，±2，.2只