統(tǒng)考版2024高考物理二輪專題復(fù)習(xí)第一編專題復(fù)習(xí)攻略專題八鴨模塊第16講振動(dòng)和波動(dòng)光與電磁波考點(diǎn)二波的圖象及波的疊加教師用書

考點(diǎn)二波的圖象及波的疊加1．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法(1)“上下坡”法(2)“同側(cè)”法(3)“微平移”法2．波的疊加(1)兩個(gè)振動(dòng)狀況相同的波源形成的波，在空間某點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)的條件為Δx＝nλ(n＝0，1，2，…)，振動(dòng)減弱的條件為Δx＝nλ＋(n＝0，1，2，…)．兩個(gè)振動(dòng)狀況相反的波源形成的波，在空間某點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)的條件為Δx＝nλ＋(n＝0，1，2，…)，振動(dòng)減弱的條件為Δx＝nλ(n＝0，1，2，…)．(2)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的振幅最大，位移隨時(shí)間而變更．例2[2024·全國(guó)甲卷，節(jié)選]一平面簡(jiǎn)諧橫波以速度v＝2m/s沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)刻的波形圖如圖所示。介質(zhì)中平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)A在t＝0時(shí)刻的位移y＝cm.該波的波長(zhǎng)為________m，頻率為________Hz.t＝2s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A________(填“向上運(yùn)動(dòng)”“速度為零”或“向下運(yùn)動(dòng)”)．例3[2024·全國(guó)乙卷，節(jié)選]介質(zhì)中平衡位置在同一水平面上的兩個(gè)點(diǎn)波源S1和S2，二者做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅相等，周期均為0.8s．當(dāng)S1過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，S2也過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)．若波速為5m/s，則由S1和S2發(fā)出的簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)均為________m．P為波源平衡位置所在水平面上的一點(diǎn)，與S1、S2平衡位置的距離均為10m，則兩波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)總是相互________(填“加強(qiáng)”或“減弱”)的；當(dāng)S1恰好在平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡位置在P處的質(zhì)點(diǎn)________(填“向上”或“向下”)運(yùn)動(dòng)．預(yù)料3(多選)我們常用以下試驗(yàn)裝置視察水波的干涉現(xiàn)象．在水槽中，波源是固定在同一個(gè)振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動(dòng)片振動(dòng)時(shí)，固連在振動(dòng)片上的兩根完全相同的細(xì)桿周期性地?fù)舸蛩?，并且兩?xì)桿擊打的深度和頻率完全相同，可看作兩個(gè)波源．這兩列波相遇后，在它們的重疊區(qū)域會(huì)形成如圖甲所示的穩(wěn)定干涉圖樣，如圖乙所示，振動(dòng)片以周期T做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩細(xì)桿同步周期性地?fù)舸蛩嫔系腁、B兩點(diǎn)，兩波源發(fā)出的水波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣．若以線段AB為直徑在水面上畫一個(gè)半圓，半徑OC與AB垂直．除C點(diǎn)外，圓周上還有其他振幅最大的點(diǎn)，其中在C點(diǎn)左側(cè)距C點(diǎn)最近的為D點(diǎn)，已知半圓的直徑為d，∠DBA＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.則()A．水波的波長(zhǎng)為B．水波的波長(zhǎng)為C．水波的傳播速度為D．若減小振動(dòng)片振動(dòng)的周期，C點(diǎn)可能為振幅最小的點(diǎn)E．若讓兩細(xì)桿以原頻率分別同步觸動(dòng)線段AD和BD的中點(diǎn)，則D點(diǎn)為振幅最小的點(diǎn)預(yù)料4(多選)勻整介質(zhì)中，波源位于O點(diǎn)的簡(jiǎn)諧橫波在xOy水平面內(nèi)傳播，波面為圓．t＝0時(shí)刻，波面分布如圖甲所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷．A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，z軸正方向豎直向上．下列說(shuō)法正確的是()A．該波從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)，所需時(shí)間為4sB．t＝6s時(shí)，B處質(zhì)點(diǎn)位于波峰C．t＝8s時(shí)，C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向豎直向上D．t＝10s時(shí)，D處質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力方向豎直向上E．E處質(zhì)點(diǎn)起振后，12s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程為12cm預(yù)料5[2024·江蘇省南京市模擬]在x軸上xA＝－0.4m和xB＝1.6m處有兩持續(xù)振動(dòng)的振源A、B，從t＝0s時(shí)同時(shí)起先振動(dòng)，在同一介質(zhì)中形成沿x軸相向傳播的兩列波，t1＝2s時(shí)刻波形如圖所示．求：(1)由振源B形成波的波長(zhǎng)λ；(2)x＝0.4m處的質(zhì)點(diǎn)N處于正向最大位移的時(shí)刻t.考點(diǎn)二例2解析：（?。┮罁?jù)Δx＝vt得Δx＝4×2.5m＝10m可知t＝2.5s時(shí)P波剛好傳播到x＝10m處，Q波剛好傳播到x＝0處，依據(jù)上坡下坡法可得波形圖如圖所示（ⅱ）依據(jù)題意可知，P、Q兩波振動(dòng)頻率相同，振動(dòng)方向相反，兩波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的條件為到兩波源的距離差Δx＝eq\f(（2n＋1）λ,2)（n＝0，1，2…）解得振幅最大的平衡位置有x1＝3m、x2＝7m振動(dòng)減弱的條件為Δx＝nλ（n＝0，1，2…）解得振幅最小的平衡位置有x3＝1m、x4＝5m、x5＝9m答案：（?。áⅲ┮?jiàn)解析例3解析：由v＝eq\f(λ,T)，知λ＝vT＝4m．兩波源的頻率相等，振動(dòng)狀況相同，P點(diǎn)到S1、S2的距離相等，波程差為0，所以P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)．P點(diǎn)到S1的距離s＝10m＝2.5λ，故P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀況與S1的振動(dòng)狀況相反，故P處的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)．答案：4加強(qiáng)向下預(yù)料3解析：依據(jù)題意，DB與AD的長(zhǎng)度之差等于波長(zhǎng)，且有DB＝dcos37°，AD＝dsin37°，求得波長(zhǎng)為λ＝eq\f(d,5)，故A正確，B錯(cuò)誤；水的波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(d,5T)，故C正確；若減小振動(dòng)片振動(dòng)的周期，C點(diǎn)與兩波源的距離相等，距離差為零，確定仍為振幅最大點(diǎn)，故D錯(cuò)誤；若讓兩細(xì)桿以原頻率分別同步觸動(dòng)線段AD和BD的中點(diǎn)，D點(diǎn)與兩波源的距離之差等于半波長(zhǎng)，則D點(diǎn)為振幅最小的點(diǎn)，故E正確．答案：ACE預(yù)料4解析：由圖甲可知，λ＝10m，由圖乙可知，T＝4s，v＝eq\f(λ,T)＝2.5m/s，故從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)，所需時(shí)間t＝eq\f(y,v)＝4s，選項(xiàng)A正確；t＝6s時(shí)，波峰從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)又經(jīng)過(guò)了0.5T，所以B處質(zhì)點(diǎn)位于波谷，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；2λ<sOC<eq\f(9,4)λ，t＝8s時(shí)C處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上，選項(xiàng)C正確；λ<sOD<eq\f(3,2)λ，t＝10s時(shí)D處質(zhì)點(diǎn)位移為正，所受回復(fù)力方向豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)12s即經(jīng)過(guò)3個(gè)周期，E處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)路程為12cm，選項(xiàng)E正確．答案：ACE預(yù)料5解析：（1）同一介質(zhì)中波的傳播速度相同，由圖及題意可知，振源A形成的波的波長(zhǎng)為0.4m，周期為2s，故有vB＝vA＝eq\f(λA,TA)＝0.2m/s.由圖及題意可知振源B形成的波的周期為2s，故依據(jù)λ＝vT可得λB＝0.4m.（2）依據(jù)Δx＝NA－NB＝0.4m＝λA＝λB由于波源A、B振動(dòng)恰好步調(diào)相反故N點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)；由圖可知，2s時(shí)B波的波峰正好位于1.3m處，將此時(shí)的振動(dòng)形式傳至N點(diǎn)所需時(shí)間為t2＝eq\f(xBN峰－x,v)＝eq\f(1.3－0.4,0.