專題09機械振動機械波（解析版）

資料整理【淘寶店鋪：向陽百分百】資料整理【淘寶店鋪：向陽百分百】專題09機械振動機械波目錄TOC\o"1-3"\h\u題型一簡諧運動的特征 1題型二波的形成、傳播與圖象 7題型三振動與波兩種圖象綜合問題 19題型四電磁波 34題型一簡諧運動的特征【典例分析1】（2023上·山東濰坊·高三山東省昌樂第一中學(xué)?？计谥校椈烧褡幼龊喼C運動，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過點O時開始計時，經(jīng)過0.3s，第一次到達點M，再經(jīng)過0.2s第二次到達點M，則彈簧振子的周期可能為（

）A．0.53s B．1.4s C．1.8s D．2s【答案】A【詳解】如圖甲所示設(shè)O為平衡位置，OB（OC）代表振幅，振子從O→C所需時間為。因為簡諧運動具有對稱性，所以振子從M→C所用時間和從C→M所用時間相等，故解得如圖乙所示若振子一開始從平衡位置向點B運動，設(shè)點與點M關(guān)于點O對稱，則振子從點經(jīng)過點B到點所用的時間與振子從點M經(jīng)過點C到點M所需時間相等，即0.2s。振子從點O到點、從點到點O及從點O到點M所需時間相等，為故周期為故選A?！镜淅治?】．（2023上·湖北·高三校聯(lián)考期中）如圖所示，光滑斜面與水平面的夾角為，斜面上質(zhì)量為物塊A被平行于斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于點，彈簧的勁度系數(shù)為，重力加速度為。現(xiàn)將A沿斜面向上推動至彈簧壓縮量為處的點無初速度釋放，為關(guān)于的對稱點。關(guān)于物體A后續(xù)的運動過程，下列說法正確的是（）A．物體A做簡諧運動，振幅為B．物體A在點時，系統(tǒng)的彈性勢能最大C．物體A速度的最大值為D．物塊在和點時，由物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的勢能相等【答案】BCD【詳解】A．做簡諧運動的物體，在平衡位置合外力為零。故可知O點為平衡位置，則有解得彈簧處于拉伸狀態(tài)，故OC之間的距離為故振幅為，故A錯誤；B．由上可知，彈簧的原長位置在OC之間，根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，物體A在B點時，彈簧的形變量最大，系統(tǒng)的彈性勢能最大，故B正確；C．根據(jù)簡諧運動的特點可知，物體A在O點的速度最大，C點和O點彈簧的形變量一致，彈簧彈性勢能不變。故從C到O的過程中，由功能關(guān)系可得解得故C正確；D．物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能指的是重力勢能和彈性勢能之和。根據(jù)能量守恒定律可知，整個運動過程中，物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能與動能之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)簡諧運動的特點可知，C點和B點的速度均為零。故C點和B點物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能大小相等。故D正確。故選BCD?！痉椒ㄌ釤挕?.簡諧運動的五大特征受力特征回復(fù)力F＝－kx，F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反運動特征靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小能量特征振幅越大，能量越大．在運動過程中，系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒周期性特征質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時間做周期性變化，變化周期就是簡諧運動的周期T；動能和勢能也隨時間做周期性變化，其變化周期為eq\f(T,2)對稱性特征關(guān)于平衡位置O對稱的兩點，速度的大小、動能、勢能相等，相對平衡位置的位移大小相等；由對稱點到平衡位置O用時相等2.對共振的理解(1)共振曲線：如圖所示，橫坐標(biāo)為驅(qū)動力頻率f，縱坐標(biāo)為振幅A.它直觀地反映了驅(qū)動力頻率對某振動系統(tǒng)受迫振動振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當(dāng)f＝f0時，振幅A最大．(2)受迫振動中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化：受迫振動系統(tǒng)機械能不守恒，系統(tǒng)與外界時刻進行能量交換．【變式演練】1.（2023上·山東泰安·高三?？计谥校┬∏蜃龊喼C運動，若從平衡位置O開始計時，經(jīng)過0.5s，小球第一次經(jīng)過P點，又經(jīng)過0.2s，小球第二次經(jīng)過P點，則再過多長時間該小球第三次經(jīng)過P點（）A．0.6s B．2.4s C．0.8s D．2.1s【答案】A【詳解】若從O點開始向右振子按下面路線振動，作出示意圖如圖1，則振子的振動周期為T=（0.5+0.1）×4s=2.4s則該質(zhì)點再經(jīng)過時間t=T-0.2s=2.2s第三次經(jīng)過P點；若振子從O點開始向左振動，則按下面路線振動，作出示意圖如圖2，則由（0.5+0.1）s=T振子的振動周期為T=0.8s則該質(zhì)點再經(jīng)過時間=T-0.2s=0.6s第三次經(jīng)過P點；故選A。2．（2023上·江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端連接在固定擋板上，另一端與帶正電的物塊連接，水平面光滑，空間存在方向水平向左的勻強電場，O為彈簧原長時物塊所在位置?，F(xiàn)將物塊拉至A處由靜止釋放，物塊向右運動到B點時速度變?yōu)榱?。則物塊在從A運動到B的過程中，其速度v隨時間t，加速度a的大小、動能、電勢能隨位移x變化關(guān)系圖像可能正確的是（

）A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．物塊在電場力與彈簧彈力的作用下做簡諧運動，速度與時間圖像應(yīng)對稱，A錯誤；B．根據(jù)加速度隨位移呈線性關(guān)系，且呈對稱性，B錯誤；C．根據(jù)動能定理圖像斜率表示回復(fù)力，回復(fù)力先減小后增大，且呈對稱性，C正確；D．彈簧從伸長狀態(tài)變?yōu)閴嚎s狀態(tài)，彈性勢能隨位移先減小后增大，D錯誤。故選C。3.（2023·廣東佛山·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖a所示，下端附有重物的粗細均勻木棒浮在水中，已知水的密度為ρ，木棒的橫截面積為S，重力加速度大小為g，將木棒向下按壓一段距離后釋放，木棒所受的浮力F隨時間周期性變化，如圖b所示，下列說法正確的是（）

A．木棒做簡諧運動，重力充當(dāng)回復(fù)力B．0~0.25s內(nèi)木棒的加速度逐漸減小C．木棒和重物的重力之和等于D．木棒所受合外力與偏離初始位置的距離成正比【答案】BD【詳解】A．木棒做簡諧運動的回復(fù)力是水的浮力與木棒重力的合力，故A錯誤；B．0~0.25s內(nèi)木棒的浮力減小，則木棒從最低點向平衡位置運動，其所受合外力逐漸減小，則其加速度逐漸減小，故B正確；C．根據(jù)簡諧運動的特點可知，木棒和重物在最高點和最低點的位置加速度大小相等，故在最低點有：在最高點有：聯(lián)立可得：故C錯誤；D．設(shè)向下為正，則在初始位置時，由平衡條件可得在偏離平衡位置x位置時，木棒所受合外力為：則木棒所受合外力大小與偏離初始位置的距離成正比，且比值為，故D正確。故選BD。題型二波的形成、傳播與圖象【典例分析】（2023上·山東泰安·高三統(tǒng)考期中）一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，O和A是介質(zhì)中平衡位置分別為和處的兩個質(zhì)點，且兩質(zhì)點的振動情況始終相反。從t=0時開始，質(zhì)點O的振動圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．該波的波長可能為0.6m B．該波的周期一定為6sC．該波的波速可能為m/ D．質(zhì)點O的振動方程為（m）【答案】AB【詳解】AB．由簡諧運動的對稱性結(jié)合題圖知解得O、A兩質(zhì)點的振動情況始終相反，則由題意可知則若波長為0.6m，可得符合題意，故AB正確；C．由波速公式可得若波速為，可得不合題意，故C錯誤；D．設(shè)O的振動方程為其中當(dāng)時，有當(dāng)時，有兩式聯(lián)立，解得則O的振動方程為故D錯誤。故選AB?！镜淅治?】（2023上·河南·高三校聯(lián)考期中）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源在處。P是x軸上坐標(biāo)為處的點，當(dāng)波傳到P點時記為0時刻，P點的振動圖像如圖所示。已知該波的傳播速度為，則下列說法正確的是（

）A．波源起振方向為y軸正方向B．時波源振動的速度最大C．當(dāng)P點運動的路程時，波源振動的速度最大D．P點與距波源處的質(zhì)點運動方向總是一致【答案】C【詳解】A．由圖知，該質(zhì)點的起振方向沿y軸負方向，則波源的起振方向沿y軸負方向，A錯誤；B．波長波源與P點間的距離當(dāng)時，P點位于平衡位置向上運動，結(jié)合波形知，當(dāng)時，波源處于波峰，B錯誤；C．由圖知振幅，則當(dāng)該質(zhì)點經(jīng)過的路程為時，此時P點位于波谷，波源經(jīng)過平衡位置，速度最大，C正確；D．P點與距波源處的質(zhì)點間的距離P點與距波源處的質(zhì)點運動方向并不始終相同，D錯誤。故選C。【典例分析3】（2023上·江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻波形圖如圖中的實線所示，此時波剛好傳到P點，t=0.6s時刻，這列波剛好傳到Q點，波形如圖中的虛線所示，a、b、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點。（1）求波速；（2）波谷到達Q的時刻；（3）求a點第N次經(jīng)過平衡位置所經(jīng)歷的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）經(jīng)過Δt=0.6s，波前從P傳播到Q，故波的傳播距離Δx=30m故波速v==50m/s（2）波谷到達Q的時刻為（3）由波形圖可得y=Asin故a點平衡位置的橫坐標(biāo)故根據(jù)波的傳播可得：a點第N次經(jīng)過平衡位置時，實線波向右傳播的距離故所經(jīng)歷的時間【方法提煉】1．機械波的傳播特點(1)波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同．(2)介質(zhì)中每個質(zhì)點都做受迫振動，因此，任一質(zhì)點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v＝eq\f(λ,T)＝λf.2．波的圖象特點(1)質(zhì)點振動nT(波傳播nλ)時，波形不變．(2)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為nλ(n＝1，2，3…)時，它們的振動步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)時，它們的振動步調(diào)總相反．(3)波源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．【變式演練】1.（2023上·天津和平·高三天津市第二南開中學(xué)?？茧A段練習(xí)）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳播到處的P點開始計時，經(jīng)質(zhì)元P第一次到達波谷，下面說法中正確的是（）A．這列波的傳播速度大小為2m/sB．當(dāng)時質(zhì)元a速度沿y軸負方向C．處的質(zhì)元Q在時處于波峰位置D．從計時開始，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)元b通過的路程等于10cm【答案】C【詳解】A．根據(jù)波形平移法可知，此時質(zhì)元P由平衡位置向上振動，經(jīng)質(zhì)元P第一次到達波谷，則有解得周期為由圖可知波長為，則波速為故A錯誤；B．根據(jù)波形平移法可知，時質(zhì)元a向上振動，則當(dāng)質(zhì)元a從平衡位置下方向上振動，速度沿y軸正方向，故B錯誤；C．波從P傳到Q所用時間為則在時，處的質(zhì)元Q振動了可知質(zhì)元Q在時處于波峰位置，故C正確；D．由于從計時開始，質(zhì)元b不是處于平衡位置或者最大位移處，所以經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)元b通過的路程不等于10cm，故D錯誤。故選C。2.（多選）（2023上·廣西柳州·高三柳州高級中學(xué)校考階段練習(xí)）一列橫波沿直線向右傳播，直線上有間距均為L的9個質(zhì)點，如圖（a）所示。t=0時橫波到達質(zhì)點1，質(zhì)點1開始向上運動，經(jīng)過時間第二次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形。則該波的（）A．周期為，波長為8L B．周期為，波長為8LC．周期為，波速為 D．周期為，波速為【答案】AD【詳解】由題圖可知，機械波傳到質(zhì)點9需要一個周期T，9向上振動，經(jīng)過，質(zhì)點9第一次到達波峰，第一次出現(xiàn)該波形，再經(jīng)過一個周期T，質(zhì)點9第二次到達波峰，第二次出現(xiàn)該波形。故第二次出現(xiàn)該波形需要的時間為解得周期為波長為波速為故選AD。3.（2023上·江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中）如圖甲所示，介質(zhì)中振源O的振動圖象如圖乙所示，與O點在同一直線上有P、Q兩個質(zhì)點，P質(zhì)點距離O點，Q質(zhì)點距O點，振源振動所形成的機械波在傳播過程中兩相鄰波谷之間的距離為。求：（1）①該波傳播的速度v；②從振源振動開始計時，P質(zhì)點第一次到達波谷時所需要的時間t；（2）①振源振動方程；②P質(zhì)點第一次經(jīng)過平衡位置向下運動時Q質(zhì)點的運動的路程s?！敬鸢浮浚?）①；②；（2）①；②【詳解】（1）①設(shè)波速為v，波傳到P點用時，由題意可知得②根據(jù)波的傳播規(guī)律，波第一次傳到P點所花時間滿足則P質(zhì)點第一次到達波谷所需要的時間為聯(lián)立解得

（2）①由函數(shù)知識得振源振動方程為

②因為

而滿足則Q從開始振動經(jīng)過的時間為聯(lián)立解得故Q通過的路程為4．（2023上·河北邯鄲·高三統(tǒng)考期中）一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿軸正方向傳播，波長不小于。A和B是介質(zhì)中平衡位置分別位于和處的兩個質(zhì)點。A、B兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖中虛線和實線所示。求：（1）質(zhì)點A的位移隨時間變化的關(guān)系式；（2）該簡諧波的波速大小和波長。【答案】（1）；（2），【詳解】（1）由圖像知，A質(zhì)點的振幅，周期，則質(zhì)點A的位移隨時間變化的關(guān)系式為將時，代入上式，得解得，（舍掉）故質(zhì)點A的位移隨時間變化的關(guān)系式為（2）由題意可知A、B兩質(zhì)點的間距因簡諧波的波長不小于，A、B兩質(zhì)點的相位差為即波速簡諧波的波長5．（2023上·四川成都·高三統(tǒng)考期中）一列簡諧橫波在時刻的波形圖如圖所示，此時振動形式剛傳到M點，已知該波沿x軸正方向傳播，在時，質(zhì)點M剛好第二次出現(xiàn)波谷，求：（1）此波的周期T和波速v；（2）質(zhì)點N第二次到波峰的時間t；（3）前10s內(nèi)，質(zhì)點N運動的路程s。【答案】（1）2s，2m/s；（2）6s；（3）26cm【詳解】（1）時刻振動形式剛傳到M點，在時，質(zhì)點M剛好第二次出現(xiàn)波谷，則有解得，此波的周期為由圖可知，此波的波長為4m，則此波的波速為（2）由圖可知，質(zhì)點N第二次到波峰時，該波向右傳播的路程為則質(zhì)點N第二次到波峰的時間為（3）質(zhì)點N開始振動的時間為則前10s內(nèi)，質(zhì)點N振動的時間為則前10s內(nèi)，質(zhì)點N運動的路程為6．（2023上·山東·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，兩波源分別位于和處，兩列波的波速均為。時刻兩列波的圖像如圖所示，此刻平衡位置在和的M、N兩質(zhì)點剛開始振動。（1）寫出處波源的振動方程；（2）求0~5s質(zhì)點P運動的路程s?！敬鸢浮浚?）或；（2）56cm【詳解】（1）由圖像可知波長振幅為根據(jù)波速波長與周期的關(guān)系解得角速度為所以處波源的振動方程為或（2）波傳到P點需要時間之后兩列波在P點振動加強，P點振動的振幅為兩列波振幅之和，即振動時間為質(zhì)點P運動的路程為7．（2023上·江蘇鹽城·高三江蘇省射陽中學(xué)校考期中）列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示，介質(zhì)中處的質(zhì)點P此時處于平衡位置正沿y軸負方向做簡諧運動，且到達波谷的最短時間則：（1）由圖確定這列波的波長λ與波的傳播方向；（2）寫出質(zhì)點P的振動方程表達式（注明單位）；（3）x=4m處質(zhì)點Q下一次到達正向最大加速度位置的時間。

【答案】（1）λ=4m，向左（-x）傳播；（2）y=10sin（5π+π）cm或y=-10sin5π（cm）；（3）0.3s【詳解】（1）由圖得λ=4m，因為在t=0時質(zhì)點P此時處于平衡位置正沿y軸負方向做簡諧運動，可知波向左（-x）傳播；（2）周期T=0.4s則質(zhì)點P的振動方程表達式y(tǒng)=10sin（5π+π）cm或y=-10sin5π（cm）（3）因在t=0時刻質(zhì)點Q在平衡位置向上振動，則正向最大加速度位置處于波谷位置，所以下一次到達波谷經(jīng)歷的時間8．（2023上·黑龍江哈爾濱·高三哈九中?？计谥校┮缓喼C橫波在時的波形如圖中的實線所示，時刻的波形如圖中的虛線所示，P是平衡位置在處的質(zhì)點。（1）若該波沿x軸正方向傳播，求該波可能的波速。（2）若該波的波速大小，求質(zhì)點P在0~4s內(nèi)通過的路程?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）若該波沿x軸正方向傳播，時間內(nèi)波傳播的距離可能為故波速可能為（2）若該波的波速大小，則波的周期由則波向左傳播，根據(jù)同側(cè)法可知時刻質(zhì)點經(jīng)過平衡位置向方向運動，質(zhì)點在0~4s內(nèi)通過的路程題型三振動與波兩種圖象綜合問題【典例分析】（2023上·四川涼山·高三寧南中學(xué)校聯(lián)考期中）圖甲是一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波在時刻的波形圖，a是平衡位置為處的質(zhì)點，b是平衡位置為處的質(zhì)點，c是平衡位置為處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點c的振動圖像。求：（1）該波的振幅，波速和傳播方向；（2）從時刻起，質(zhì)點a第一次到達波谷位置所經(jīng)過的時間；（3）寫出b質(zhì)點從時刻起的振動方程?！敬鸢浮浚?）A=5cm，波速v=4m/s，波沿x軸負方向傳播；（2）；（3）或【詳解】（1）由圖甲可知振幅為，，圖乙可知。那么波速為。由圖乙知時刻，質(zhì)點c向下移動，由“上下坡法”可得圖甲c點向下振動，沿傳播方向看c點應(yīng)處在上坡階段，得波應(yīng)沿x軸負方向傳播。（2）波沿x軸負方向傳播，可知質(zhì)點a向上振動，質(zhì)點a第一次位于波谷位置經(jīng)過的時間即為波沿x軸負方向傳播所需的時間。（3）b質(zhì)點t=0時刻處于波谷。由t=0時解得或振動方程為或【典例分析2】（2023上·湖北·高三校聯(lián)考期中）圖甲為一列沿軸傳播的簡諧橫波在時的波形圖，是這列波上的兩個質(zhì)點，質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示．下列說法正確的是（）A．這列波沿軸負方向傳播B．這列波的波長C．這列波的傳播速度D．在到內(nèi)，質(zhì)點通過的路程是【答案】D【詳解】A．從圖乙中可以看出時質(zhì)點在平衡位置，且速度方向為正，在圖甲中根據(jù)同側(cè)法可判斷這列波沿正方向傳播，A錯誤；B．從圖甲中可以看出這列波的波長，B錯誤；C．從圖乙中可以看出這列波的周期，根據(jù)可求得C錯誤；D．從到，時間為，即，質(zhì)點通過的路程是一個振幅的長度，即，D正確。故選D?！痉椒ㄌ釤挕?1)振動與波兩種圖象綜合問題的處理思路①定位：依據(jù)已知條件明確波的圖象對應(yīng)的時刻，依據(jù)質(zhì)點振動圖象找出該時刻質(zhì)點振動的位移及振動方向。再根據(jù)此位移及振動方向，在波的圖象中找出該質(zhì)點，則所有問題將解決。②定時：依據(jù)已知條件找到波的圖象中對應(yīng)的質(zhì)點，讀出該質(zhì)點的位移并判斷其振動方向，依據(jù)位移在振動圖象中確定該質(zhì)點處在此位移對應(yīng)的時刻。(2)巧解波動圖象與振動圖象綜合問題的基本方法求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法：【變式演練】1.（2023上·重慶沙坪壩·高三重慶市第七中學(xué)校?？计谥校┮涣泻喼C橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸方向傳播，在時刻的波形如圖甲所示，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像。下列說法正確的是（）A．質(zhì)點P的振動頻率為2HzB．該波沿x軸負方向傳播C．該波傳播的速度大小為0.5m/sD．在1s~3.5s時間內(nèi)，質(zhì)點N的路程為30cm【答案】D【詳解】AC．根據(jù)題圖可知波長λ=4m，周期T=2s，所以波速為頻率為0.5Hz，故AC錯誤；B．由圖乙知t=1s時，質(zhì)點M的振動方向沿y軸正方向，結(jié)合圖甲知該簡諧橫波沿x軸正方向傳播，故B錯誤；D．在1s~3.5s時間內(nèi)質(zhì)點N的路程為故D正確。故選D。2．（2023上·北京豐臺·高三統(tǒng)考期中）一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖甲所示。介質(zhì)中處的質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．波沿x軸負方向傳播B．波的傳播速度的大小為0.5m/sC．t=1.0s時，質(zhì)點P的速度沿y軸的負方向D．從t=0.5s到t=2.0s，質(zhì)點P通過的路程為3m【答案】C【詳解】A．由題圖乙可知，t=0時質(zhì)點P向上振動，根據(jù)質(zhì)點振動方向與波的傳播方向之間的關(guān)系可以判斷，該波一定是沿x軸正方向傳播，故A錯誤；B．由圖甲可知，該波的波長為4m，該波的傳播速度為故B錯誤；C．由題圖乙可知，t=1.0s時，質(zhì)點P的速度沿y軸的負方向，故C正確；D．從t=0.5s到t=2.0s，經(jīng)歷質(zhì)點P通過的路程為故D錯誤。故選C。3．（2023上·浙江·高三校聯(lián)考期中）一列簡諧波沿直線傳播，先后經(jīng)過a、b兩點，a、b兩點間距為1m，如圖甲為a點振動圖象，如圖乙為b點振動圖象。下列說法正確的是（

）A．波長可能為4mB．波的速度可能為0.25m/sC．波源的振動頻率是4HZD．t=1s時，a點向y軸負方向運動【答案】A【詳解】A．根據(jù)兩個振動圖像可知，b點振動相比a點至少延后了周期，則有，（）可得，該波的波長為，（）可知，當(dāng)時，該波的波長為4m，故A正確；B．由圖可知，波的周期為4s，則該波的波速為，（）可知無論n取何值時，波的速度都不可能為0.25m/s，故B錯誤；C．波的周期為4s，則波源的振動頻率為0.25HZ，故C錯誤；D．由圖甲可知，t=1s時，a點在波谷，向y軸正方向運動，故D錯誤。故選A。4.（2023上·重慶沙坪壩·高三重慶南開中學(xué)校考期中）某機械波在某時刻時的波動圖像如圖甲所示，圖乙為質(zhì)點P的振動圖像，求：（1）該波的振幅、周期、傳播速度的大?。唬?）時間內(nèi)，質(zhì)點P運動的位移和路程?！敬鸢浮浚?），，；（2），【詳解】（1）由圖甲可知，該波的振幅，波長為，由圖乙可知，周期為，則波速為（2）時間內(nèi)，則有可知，質(zhì)點再次回到平衡位置，則位移為0，路程為題型四波的特有現(xiàn)象和電磁波【典例分析1】（2023上·山東濰坊·高三山東省昌樂第一中學(xué)?？计谥校┪挥诘牟ㄔ磒從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質(zhì)點a的平衡位置，質(zhì)點b的平衡位置。下列說法正確的是（）A．沿x軸正負方向傳播的波發(fā)生干涉B．時，波源的位移為負C．時，質(zhì)點a沿y軸負方向振動D．在0到2s內(nèi)，質(zhì)點b運動總路程是2.55m【答案】D【詳解】A．波從波源發(fā)出后，向x軸正負方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發(fā)生干涉，故A錯誤；B．由圖可知，波的波長由題意可知0.1s內(nèi)波傳播四分之一波長，可得解得根據(jù)同側(cè)法可知，波源的振動方向向上，即時，根據(jù)周期性并結(jié)合波的圖像可知，此時波源處于平衡位置上方且向上運動，即位移為正，故B錯誤；C．波的波速波源停止振動，到質(zhì)點a停止振動的時間即質(zhì)點a還在繼續(xù)振動，t=2.1s到t=2.25s時間波傳播的距離為即x軸正方向的波由題干圖中向右平移0.375m，結(jié)合圖象可知質(zhì)點a位移為正且向y軸正方向運動，故C錯誤；D．波傳到點b所需的時間在0到2s內(nèi)，質(zhì)點振動的時間為質(zhì)點b運動總路程故D正確。故選D。【典例分析2】（2023上·江蘇鹽城·高三江蘇省射陽中學(xué)?？计谥校┠惩瑢W(xué)觀察到波長不同的水波通過三個寬度相同的狹縫時的現(xiàn)象，在甲、乙、丙三幅照片中，波長分別是狹縫寬度的如下圖所示，下列說法正確的是（）

A．水波通過狹縫后波長變短B．這是水波的衍射現(xiàn)象，有些波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象C．此現(xiàn)象可以說明，波長一定，縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯D．此現(xiàn)象可以說明，縫寬一定，波長越長衍射現(xiàn)象越明顯【答案】D【詳解】A．水波通過狹縫后波長不變，選項A錯誤；B．這是水波的衍射現(xiàn)象，衍射是波特有的性質(zhì)，任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項B錯誤；CD．該實驗的狹縫寬度相等，波長不等，則此現(xiàn)象可以說明，縫寬一定，波長越長衍射現(xiàn)象越明顯，選項C錯誤，D正確。故選D?！镜淅治?】（2023上·湖北·高三校聯(lián)考期中）關(guān)于機械振動和機械波，下列說法正確的是（）A．一個振動，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動B．當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動時，如果驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最小C．游泳時耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的，說明機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，頻率并不改變D．多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，例如：交警向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度【答案】CD【詳解】A．一個振動，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，即滿足F=-kx，就能判定它是簡諧運動，選項A錯誤；B．當(dāng)系統(tǒng)做受迫振動時，如果驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時產(chǎn)生共振，受迫振動的振幅最大，選項B錯誤；C．游泳時耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的，說明機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，頻率并不改變，選項C正確；D．多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，例如：交警向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度，選項D正確。故選CD?！痉椒ㄌ釤挕?.機械波和光波都能發(fā)生干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等波特有的現(xiàn)象，偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象。要觀察到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要一定的條件。(1)干涉條件：頻率相同、相位差恒定、振動方向相同。(2)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小。2．機械波的干涉圖樣中，波峰和波峰相遇的點、波谷和波谷相遇的點及其連線上的所有點都是振動加強點；波峰和波谷相遇的點及其連線上的所有點都是振動減弱點。振動加強點有時位移也為零，只是振幅為兩列波的振幅之和，振動更加劇烈。3．光的干涉(1)光的雙縫干涉①條紋間隔均勻，亮度均勻，中央為亮條紋。②條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，l、d相同時，Δx∝λ，例如，其他條件相同，雙縫干涉時可見光中的紅光條紋間距最大，紫光最小。③如用白光做實驗，中央為白色亮條紋，兩邊為彩色條紋。(2)光的干涉現(xiàn)象：薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán))。4．光的衍射(1)光的單縫衍射①條紋寬度和間隔不均勻，亮度不均勻，中央亮條紋最寬最亮。②單縫衍射裝置等其他條件相同時，可見光中紅光的中央亮條紋最寬，紫光最窄。③如用白光做實驗，中央為白色亮條紋，兩邊為彩色條紋。(2)光的衍射現(xiàn)象：圓孔衍射、泊松亮斑。5．多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大；當(dāng)波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率變小。6．電磁波的特點(1)是橫波。(2)傳播不需要介質(zhì)。(3)在真空中傳播速度等于光速?！咀兪窖菥殹?.（2023上·四川涼山·高三寧南中學(xué)校聯(lián)考期中）位于坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速，已知t=0時刻，波剛好傳播到x=4m處，如圖所示，在處有一接收器（圖中未畫出），則下列說法正確的是（）A．波源剛開始振動時的方向沿y軸正方向B．接收器在t=3s時才能接收到此波C．如果此波傳播過程中與另一列同類波相遇并發(fā)生干涉，則另一列波的頻率為f=2.5HzD．若波源向x軸負方向運動，根據(jù)多普勒效應(yīng)知，接收器接收到的頻率可能為3Hz【答案】C【詳解】A．t=0時刻，波剛好傳播到x=4m處，由同側(cè)法可知，x=4m處起振方向沿y軸負方向。波傳播過程中，某質(zhì)點的起振方向與波源剛開始振動時的方向相同。故波源剛開始振動時的方向沿y軸負方向。故A錯誤；B．接收器能接收到此波，需要時間接收器在t=2.6s時才能接收到此波。故B錯誤；C．由波形圖可知，波長波的頻率兩列波發(fā)生干涉的條件是兩列波的頻率相同，相位差恒定。如果此波傳播過程中與另一列同類波相遇并發(fā)生干涉，則另一列波的頻率為f=2.5Hz故C正確；D．若波源向x軸負方向運動，根據(jù)多普勒效應(yīng)知，接收器接收到的頻率將小于2.5Hz。故D錯誤。故選C。2．（2023上·湖北武漢·高三武漢市常青第一中學(xué)校聯(lián)考期中）波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的兩點處，，如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿軸相向傳播，波速為。已知兩波源振動的初始相位相同。則間合振動振幅最小的點的位置個數(shù)為（）A．3個 B．4個 C．5個 D．6個【答案】D【詳解】根據(jù)題意，由公式可得，波長為兩列波的頻率相同，初始相位相同，則到兩波源的路程差為半個波長的奇數(shù)倍時，振動振幅最小，設(shè)為間任意一點，位置坐標(biāo)為，則兩波源到點的波程差為又有（為整數(shù)）則有（為整數(shù)）則為、、、、、，即間合振動振幅最小的點的位置個數(shù)為。故選D。3．（2023上·江蘇鎮(zhèn)江·高三統(tǒng)考期中）向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度，以下現(xiàn)象中物理原理與之相同的是（

）A．水面上的油膜在陽光下會呈現(xiàn)彩色花紋B．洗衣機切斷電源后會經(jīng)歷一個劇烈振動階段C．戴上特制的眼鏡觀看3D電影產(chǎn)生立體視覺D．在站臺上聽駛來的火車汽笛聲，感覺音調(diào)變高【答案】D【詳解】向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度，該物理原理是多普勒效應(yīng)；水面上的油膜在陽光下會呈現(xiàn)彩色花紋是薄膜干涉原理；洗衣機切斷電源后會經(jīng)歷一個劇烈振動階段，是共振現(xiàn)象；戴上特制的眼鏡觀看3D電影產(chǎn)生立體視覺，是光電偏振原理；在站臺上聽駛來的火車汽笛聲，感覺音調(diào)變高，是多普勒效應(yīng)。故選D。4.（2023上·安徽·高三校聯(lián)考期中）如圖所示為一種消音手槍的原理示意圖。聲音由A槍管輸入，經(jīng)過空氣腔室M，由B槍管輸出。頻率為f的聲音從聲源傳到空氣腔室左側(cè)的C面時，恰好與右側(cè)D面反射回來的同頻率的聲波相消，外界幾乎聽不到槍響。已知聲波在空氣腔室中傳播的速度為v。下列說法正確的是（）A．該消音器是利用波的干涉原理設(shè)計的B．相消位置為兩列波振動的加強區(qū)C．當(dāng)空氣氣腔室最小長度時，外界幾乎聽不見槍響D．當(dāng)空氣氣腔室最小長度時，外界幾乎聽不見槍響【答案】AC【詳解】AB．當(dāng)兩列波的頻率相同時，在相遇區(qū)內(nèi)，某些點始終加強，某些點始終減弱，達到減弱噪聲的目的，此消音器正是利用波的干涉原理，相消位置為兩列波振動的減弱區(qū)，故A正確，B錯誤；C．當(dāng)空氣氣腔室最小長度時，兩列波波傳播的路程差為為減弱區(qū)，外界幾乎聽不見槍響，故C正確；D．當(dāng)空氣氣腔室最小長度時，兩列波波傳播的路程差為為加強區(qū)，故D錯誤。故選AC。5.（2023上·山東青島·高三統(tǒng)考期中）如圖，沿水平方向的長繩上存在兩個振動周期相同的波源A、B，波源A向下起振，波源B向上起振，繩上的O點位于AB之間。若只有波源A振動，測得A起振16s后O處的質(zhì)點第一次到達波峰；若只有B振動，測得B起振8s后O處的質(zhì)點第一次到達波峰。已知OA=100m，OB=60m。（1）求該介質(zhì)中波沿水平方向傳播的周期T；（2）若兩波源同時開始振動，請判斷O點是振動加強點還是振動減弱點?！敬鸢浮浚?）8s；（2）加強點【詳解】（1）因為在相同介質(zhì)中波的波速相同，且兩波的振動周期相同，則波長相同。若只有波源A振動，A起振16s后O處的質(zhì)點第一次到達波峰，則有若只有B振動，測得B起振8s后O處的質(zhì)點第一次到達波峰，則有聯(lián)立解得（2）若兩波源同時開始振動，O點到兩波源的路程差為路程差為半波長的奇數(shù)倍，但波源起振方向相反，則O點是振動加強點。6．（2023上·江蘇蘇州·高三蘇州中學(xué)?？计谥校┤鐖D所示，在均勻介質(zhì)中，位于和處的兩波源和沿y軸方向不斷振動，在x軸上形成兩列振幅均為、波速均為的相向傳播的簡諧橫波，時刻的波形如圖。（1）求波源振動的周期；（2）求內(nèi)，處的質(zhì)點運動的路程；（3）形成穩(wěn)定干涉圖樣后，求x軸上兩波源間（不含波源）振動加強點的個數(shù)，并寫出兩波源間（不含波源）所有振動加強點的橫坐標(biāo)。【答案】（1）；（2）；（3）9個，【詳解】（1）由圖可知波的波長為，波源振動的周期為（2）傳播到處的時間傳播到處的時間內(nèi)，處的質(zhì)點振動的時間為內(nèi)，處的質(zhì)點振動的路程為內(nèi)，兩列波一起振動了，即。由圖可知波源的起振方向沿y軸正方向，波源的起振方向沿y軸負方向，但波源比波源早起振半個周期，故在波源起振后，二者的步調(diào)相同，處的質(zhì)點的波程差為故處的質(zhì)點為振動加強點，內(nèi)，處的質(zhì)點振動的路程為內(nèi)，處的質(zhì)點運動的路程（3）設(shè)振動加強點的坐標(biāo)為x，根據(jù)振動加