2021高考物理一輪復習第13章機械振動機械波第2講機械波學案

1、第2講機械波知識點機械波橫波和縱波1機械波的形成和傳播(1)產(chǎn)生條件有波源；有介質(zhì)，如空氣、水、繩子等。(2)傳播特點傳播振動形式、能量和信息；介質(zhì)中質(zhì)點不隨波遷移；介質(zhì)中各質(zhì)點振動頻率、起振方向都與波源相同。2機械波的分類分類質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的關(guān)系形狀舉例橫波垂直凹凸相間；有波峰、波谷繩波等縱波在同一條直線上疏密相間；有密部、疏部彈簧波、聲波等知識點機械波的圖象1坐標軸：橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質(zhì)點偏離各自平衡位置的位移。2意義：表示在某一時刻各質(zhì)點離開各自平衡位置的位移。3圖象4應(yīng)用(1)可直接讀取振幅a、波長，以及該時刻各質(zhì)點偏離各自平衡位置的位移。(2)可確

2、定該時刻各質(zhì)點加速度的方向，并能比較該時刻不同質(zhì)點速度或加速度的大小。(3)可結(jié)合波的傳播方向確定各質(zhì)點的振動方向，或結(jié)合某個質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向。知識點波速、波長、頻率(周期)及其關(guān)系1波長：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離。2波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度，由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定。3頻率f：由波源決定，等于波源的振動頻率；與周期的關(guān)系為f。4波長、波速、頻率和周期的關(guān)系：vf。知識點波的反射、折射1.理論和實踐證明，水波、聲波等一切波都會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。(1)聲波、水波等一切波遇到擋板時會發(fā)生反射。(2)與光的折射類似，波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時，在交界面處將

3、發(fā)生折射。2.波的入射方向、反射方向、折射方向都可以用一條射線表示，分別叫做：入射線、反射線、折射線。3.波的反射規(guī)律：反射線、法線與入射線在同一平面內(nèi)，反射線與入射線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。知識點波的干涉和衍射1波的獨立傳播原理兩列波相遇后彼此穿過，仍然保持各自的運動特征，即各自的波長、頻率等保持不變，繼續(xù)傳播，就像沒有跟另一列波相遇一樣。2波的疊加幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征，即各自的波長、頻率等保持不變，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移(速度、加速度)等于這幾列波單獨傳播時引起的位移(速度、加速度)的矢量和。3波的干涉和衍射的比

4、較內(nèi)容波的衍射波的干涉定義波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振幅加大、某些區(qū)域的振幅減小的現(xiàn)象現(xiàn)象波偏離直線而傳播到直線以外的空間兩列波疊加區(qū)域形成相互間隔的穩(wěn)定的振動加強區(qū)和振動減弱區(qū)，產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣條件明顯發(fā)生的條件：縫、孔或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者比波長小必要條件：兩列波的頻率相同，相位差保持不變相同點干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象知識點多普勒效應(yīng)1定義：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng)。2規(guī)律：波源的頻率不變，只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化。如果二者相互靠近，觀察者接收到的頻率變大；如果二者相互遠離，

5、觀察者接收到的頻率變小。3應(yīng)用：利用聲波的多普勒效應(yīng)可以測定車輛行駛的速度；利用光波的多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠天體相對地球的運行速度。一 堵點疏通1在水平方向傳播的波為橫波。()2在機械波中各質(zhì)點不隨波的傳播而遷移。()3通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點在任意時刻的位移。()4機械波在傳播過程中，各質(zhì)點振動的周期、起振方向都相同。()5機械波在一個周期內(nèi)傳播的距離就是振幅的4倍。()6波速表示介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢。()7兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。()8一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象。()9多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變化。()10機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身決定。()答案1.2.3.4.5

6、.6.7.8.9.10.二 對點激活1.(人教版選修34p28t1)(多選)簡諧橫波某時刻的波形如圖所示。p為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，波沿x軸的正方向傳播。以下說法正確的是()a質(zhì)點p此時刻的速度沿x軸的正方向b質(zhì)點p此時刻的加速度沿y軸的正方向c再過半個周期時，質(zhì)點p的位移為負值d經(jīng)過一個周期，質(zhì)點p通過的路程為4a答案cd解析波沿x軸正方向傳播，由同側(cè)法知，p此刻的速度沿y軸正方向，故a錯誤；p此刻的加速度沿y軸負方向，故b錯誤；再經(jīng)過半個周期，質(zhì)點p的位移為負值，故c正確；經(jīng)過一個周期，質(zhì)點p通過的路程為4a，故d正確。2(人教版選修34p28t2改編)一列橫波在t0時刻的波形如圖甲所示，圖乙

7、表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象，若波沿x軸的正方向傳播，則圖乙為哪點的振動圖象()ak點 b.l點 c.m點 d.n點答案b解析由題圖乙知t0時刻該點位移為零，所以排除k、m兩點，tt時該點位移為正的最大值，所以t0時刻，該點振動方向向上，波沿x軸正方向傳播，由同側(cè)法知l點振動方向向上，故b正確。3(2019陜西榆林高三第三次模擬改編)(多選)一列簡諧橫波從左向右以v2 m/s的速度傳播，某時刻的波形圖如圖所示。下列說法正確的是()aa質(zhì)點再經(jīng)過周期將傳播到c點bb點正在向上運動cb點再經(jīng)過t回到平衡位置d該波的周期t0.05 s答案bd解析在波的傳播過程中，質(zhì)點不隨波傳播，a質(zhì)點不可能傳播到c點

8、，故a錯誤；由波向右傳播，根據(jù)“同側(cè)法”判斷質(zhì)點的振動方向，可知b點向上振動，故b正確；b點向上振動靠近平衡位置，平均速度較大，所用時間小于t，故c錯誤；t0.05 s，故d正確。4(人教版選修34p35t1)(多選)以下關(guān)于波的衍射的說法，正確的是()a波遇到障礙物時，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象b當障礙物的尺寸比波長大得多時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象c當孔的大小比波長小時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象d通常講話產(chǎn)生的聲波，經(jīng)過尺寸為1 m左右的障礙物時會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象答案cd解析波發(fā)生明顯衍射的條件是：孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相比差不多或者比波長更小，a、b錯誤，c正確；通常講話產(chǎn)生的聲波的波

9、長與1 m相差不多，故d正確。5根據(jù)多普勒效應(yīng)，下列說法中正確的是()a多普勒效應(yīng)只適用于聲波b當波源和觀察者同向運動時，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低c當波源和觀察者相向運動時，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高d當波源和觀察者反向運動時，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高答案c解析多普勒效應(yīng)適用于各種波，a錯誤；由于波源和觀察者同向運動的快慢不確定，接收頻率可能變高、不變、變低，b錯誤；兩者相向運動時，接收頻率變高，c正確；兩者反向運動時，接收頻率變低，d錯誤?？键c細研 悟法培優(yōu)考點1機械波的形成與傳播1.波速與振速的區(qū)別(1)波速：波源振動幾個周期，波形就向外平移性

10、延伸幾個波長，這個比值就表示了波形向外平移性延伸(或振動能量向外傳播)的速度，即波速。波速的大小與介質(zhì)有關(guān)，與波源的振動頻率無關(guān)，波在同一均勻介質(zhì)中的傳播是勻速的。(2)振速：質(zhì)點的振動速度，即為振速。波動中各質(zhì)點都在平衡位置附近做周期性振動，即做變速運動，振速周期性變化。振速與質(zhì)點偏離平衡位置的位移有關(guān)。2機械振動與機械波的區(qū)別和聯(lián)系名稱項目機械振動機械波區(qū)別運動特點機械振動是單個質(zhì)點以平衡位置為中心所做的往復運動機械波是介質(zhì)中大量質(zhì)點依次發(fā)生受迫振動而形成的“集體運動”產(chǎn)生原因機械振動是質(zhì)點受到回復力作用的結(jié)果機械波是從波源處開始，由近及遠，介質(zhì)中質(zhì)點依次施力帶動相鄰質(zhì)點發(fā)生受迫振動形成的

11、能量變化情況機械振動過程中，動能和勢能不斷地相互轉(zhuǎn)化，總機械能守恒振源將能量傳遞給相鄰質(zhì)點，相鄰質(zhì)點再將能量傳遞給它的相鄰質(zhì)點，由近及遠，每個質(zhì)點在不斷地吸收和放出能量，從而把波源的能量傳播出去，是一個能量的傳播過程聯(lián)系(1)機械波是機械振動在介質(zhì)中傳播形成的(2)機械波的周期等于介質(zhì)中質(zhì)點機械振動的周期(3)有機械振動不一定有機械波，但有機械波一定有機械振動(4)波源停止振動后，介質(zhì)中的機械波動并不立即停止傳播，而是繼續(xù)向遠處傳播，直到振動能量全部損耗完3波的傳播過程中的特點(1)振源經(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，所以有vf。(2)質(zhì)點振動nt(波傳播n)時，波

12、形不變。(3)在波的傳播方向上，當兩質(zhì)點平衡位置間的距離為n(n1,2,3)時，它們的振動步調(diào)總相同；當兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2n1)(n0,1,2,3)時，它們的振動步調(diào)總相反。(4)波源質(zhì)點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。4波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法方法解讀圖象演示“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點向下振動，“下坡”時質(zhì)點向上振動“同側(cè)”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向例1(多選)如圖甲所示，沿波的傳播方向上有

13、間距均為1 m的六個質(zhì)點a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置，t0時刻振源a從平衡位置豎直向上做簡諧運動，其振動圖象如圖乙所示，形成的簡諧橫波以1 m/s的速度水平向右傳播，則下列說法正確的是()a03 s內(nèi)質(zhì)點b運動路程為4 cmb45 s內(nèi)質(zhì)點c的加速度在減小c6 s時質(zhì)點e的速度大小為1 m/s，水平向右d此六質(zhì)點都振動起來后，質(zhì)點a的運動方向始終與質(zhì)點c的運動方向相反(1)某時刻質(zhì)點的速度能否水平向右？提示：不能，質(zhì)點不隨波遷移。(2)該波波長為多少？提示：由圖乙知t4 s，則vt4 m。嘗試解答選ad。tab1 s，則質(zhì)點b從1 s后開始振動，03 s內(nèi)質(zhì)點b振動了2 s，

14、運動路程為2a4 cm，a正確；由題圖乙易知波的周期為4 s，波速為1 m/s，則波長為4 m，質(zhì)點a和質(zhì)點c相隔半個波長，故兩質(zhì)點的運動情況恰好相反，易知45 s內(nèi)質(zhì)點c正從平衡位置向下振動，加速度在逐漸增大，b錯誤，d正確；質(zhì)點只在平衡位置附近上下振動，并不隨波遷移，故質(zhì)點e的速度不可能沿水平方向，c錯誤。機械波的特點及各物理量之間的關(guān)系(1)機械波的形成和傳播離不開介質(zhì)。(2)機械波傳播的是振動的形式、能量和信息。(3)在波的傳播方向上，各質(zhì)點只在各自平衡位置附近振動，并不隨波遷移。(4)時空重復性：機械波傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點不斷地重復著振源的振動形式。(5)周期、頻率同源性：介質(zhì)中各質(zhì)

15、點的振動周期、頻率均等于振源的振動周期、頻率，且在傳播中保持不變。(6)起振同向性：介質(zhì)中各質(zhì)點開始振動的方向與振源開始振動的方向相同。(7)波長、波速和頻率的關(guān)系：vf，f由波源決定，v由介質(zhì)決定。變式11如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t0時刻波的圖象，波源s位于原點o處，波速v4 m/s，振幅a2 cm。t0時刻，平衡位置在x8 m處的質(zhì)點p剛好開始振動，質(zhì)點m的平衡位置在x12 m處。則下列說法正確的是()a波源s的起振方向沿y軸負方向b波源s的振動周期為0.5 sct1 s時刻，質(zhì)點p運動到m點d在t0到t3.5 s這段時間內(nèi)，質(zhì)點m通過的路程為10 cm答案d解析根據(jù)“上

16、下坡法”判斷，p點的起振方向沿y軸正方向，則波源s的起振方向沿y軸正方向，a錯誤；由圖知該簡諧波的波長為8 m，根據(jù)公式v可得，波源s的振動周期為t2 s，b錯誤；筒諧振動的質(zhì)點在平衡位置附近上下振動，不會隨波遷移，c錯誤；質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程為4a8 cm，在t0到t3.5 s這段時間內(nèi)，質(zhì)點m從t1 s開始振動通過的路程為5a10 cm，d正確。變式12(2019廣東汕頭一模改編)(多選)一列機械波在t0時刻第一次形成的波形如圖所示，質(zhì)點a、p、b、c、q在x軸上的位置分別為1 cm、1.5 cm、3 cm、4 cm、19 cm。從此時開始，質(zhì)點b到達波峰的時間比質(zhì)點c早了0.5 s

17、。下列說法正確的是()at0時刻，質(zhì)點p向上振動b振源振動的頻率為0.5 hzc該波的波速為2 m/sdt9 s時，質(zhì)點q處于波峰位置答案abd解析由于從圖示時刻開始，質(zhì)點b到達波峰的時間比質(zhì)點c早了0.5 s，故質(zhì)點c向下振動，波向右傳播，t0時刻，因波向右傳播，由同側(cè)法知p向上振動，故a正確；b比c超前運動個周期，即0.5 s，則周期t2 s，頻率f0.5 hz，故b正確；由圖知4 cm，v m/s0.02 m/s，故c錯誤；由第一波峰傳到q點歷時：t s9 s，故d正確?？键c2波動圖象和振動圖象的綜合應(yīng)用波動圖象和振動圖象的比較振動圖象波動圖象研究對象一振動質(zhì)點沿波傳播方向的所有質(zhì)點研究

18、內(nèi)容一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻介質(zhì)中所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示同一質(zhì)點在各時刻偏離平衡位置的位移表示某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移圖象信息(1)質(zhì)點振動周期(2)質(zhì)點振幅(3)某一質(zhì)點在各時刻偏離平衡位置的位移(4)某一質(zhì)點在各時刻速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點在該時刻偏離平衡位置的位移(3)任意一質(zhì)點在該時刻的加速度方向(4)已知波的傳播方向，可判斷介質(zhì)中各質(zhì)點振動方向；已知介質(zhì)中某一質(zhì)點的振動方向，可判斷波的傳播方向圖象變化隨時間推移，圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，波形沿傳播方向平移連續(xù)重復的最短完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長例

19、2(2019云南昆明4月質(zhì)檢改編)如圖所示，圖甲為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t0.2 s時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點b的振動圖象，下列說法正確的是()a從t0到t0.1 s，該波沿x軸正方向傳播了2 cmb在t0時，質(zhì)點a的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向c在t0.1 s時，質(zhì)點c和質(zhì)點d的速度相同d質(zhì)點d做簡諧運動的表達式為y0.05cos(5t) m(1)如何判斷波的傳播方向？提示：由乙圖知t0.2 s時質(zhì)點b的振動方向沿y軸向下，由甲圖據(jù)同側(cè)法知波沿x軸負方向傳播。(2)c、d兩質(zhì)點相差半個波長，振動情況相同嗎？提示：相反。嘗試解答選b。由圖乙可知，周期t0.4 s，質(zhì)點b在t0.2 s時

20、在平衡位置向下振動，由同側(cè)法可知，波沿x軸負方向傳播，故a錯誤；由圖甲向前推半個周期可知，t0時，質(zhì)點a的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向，故b正確；將圖甲向前推四分之一周期，t0.1 s時，c、d質(zhì)點雖都在平衡位置，但兩者相差半個波長，所以速度方向不相同，故c錯誤；t0時，質(zhì)點d在波谷，5 rad/s，所以質(zhì)點d做簡諧運動的表達式為y0.05cos(5t) m，故d錯誤。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2(2019河南六市高三聯(lián)合一模改編)(多選)甲圖為一列簡諧橫波在t2 s時波的圖象，q為x4 m的質(zhì)點，p為x11 m的質(zhì)點。乙圖為質(zhì)點p的振動圖象。下

21、列說法正確的是()a此波沿x軸負方向傳播bt2 s時，q點的位移為 cmct s時，q點到達正的最大位移處dt s時，q點回到平衡位置且向y軸負方向運動答案ad解析由乙圖知，在t2 s時質(zhì)點p沿y軸正方向運動，根據(jù)上下坡法可知此波沿x軸負方向傳播，故a正確；由甲圖知，波長12 m，由乙圖知，周期t4 s，所以波速v3 m/s，在t2 s時，x14 m處的質(zhì)點處在正向最大位移處，當該點的振動形式傳播到q點時，q點到達波峰，需時t s s，所以t s時，q點到達正的最大位移處，故c錯誤；x5 m處質(zhì)點的振動形式傳播到q點時，q點回到平衡位置且向y軸負方向運動，需時t s，所以t s時，q點回到平衡

22、位置且向y軸負方向運動，故d正確；因為從圖甲t2 s時刻再經(jīng)過t s，q點第一次回到平衡位置，所以t2 s時，q點的位移為asin（t）1 cm，故b錯誤?？键c3波的多解問題一、造成波的多解問題的主要因素1周期性(1)時間周期性：時間間隔t與周期t的關(guān)系不明確。(2)空間周期性：波傳播距離x與波長的關(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)振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。如：只知道質(zhì)點達到最大位移處，則有正向和負向最大位移兩種可能。只知道質(zhì)點由平衡位置開始振動，則起振方向有向上、向下(或向左、向右)兩種可能。只告訴波速而未說明波的傳播方向，則波傳播的方向有兩種情形

23、，即沿x軸正方向或沿x軸負方向傳播。二、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，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系t或x，若此關(guān)系為時間，則tntt(n0,1,2)；若此關(guān)系為距離，則xnx(n0,1,2)。對于雙向性問題，則兩個方向?qū)?yīng)的情形都要分別考慮。例3如圖所示是在豎直方向上振動并沿水平方向傳播的簡諧橫波，實線是t0時刻的波形圖，虛線是t0.2 s時刻的波形圖。(1)若波沿x軸負方向傳播，求它傳播的速度；(2)若波沿x軸正方向傳播，求它的最大周期；(3)若波速v25 m/s，求t0時刻p點的振動方向。(1)若波沿x軸正方向傳播如何判定周期？提示：t（n）t(n0,1,2,3，

24、)，得t s(n0,1,2,3，)。(2)若波速v25 m/s，如何判斷t0時刻p點振動方向？提示：需要先判斷波的傳播方向。嘗試解答(1)v(20n15)_m/s(n_0,1,2,3，)(2)0.8_s_(3)沿y軸負方向(1)波沿x軸負方向傳播時，傳播的距離可能為x(n)(4n3) m(n0,1,2,3，)傳播的速度為v(20n15) m/s(n 0,1,2,3，)。(2)波沿x軸正方向傳播時，傳播的時間與周期關(guān)系為t(n)t(n0,1,2,3，)得t s(n0,1,2,3，)當n0時周期最大，即最大周期為0.8 s。(3)波在0.2 s內(nèi)傳播的距離xvt5 m，即傳播了的距離，由題知波沿x

25、軸正方向傳播，所以p點在t0時刻沿y軸負方向振動。解決波的多解問題的一般思路(1)分析出造成多解的原因。波的圖象的周期性，如由xkx，tktt，求v出現(xiàn)多解。波傳播方向的雙向性。(2)由vt進行計算，若有限定條件，再進行討論。變式3(2019安徽合肥二模改編)(多選)如圖所示，一列振幅為10 cm的簡諧橫波，其傳播方向上有兩個質(zhì)點p和q，兩者的平衡位置相距3 m。某時刻兩質(zhì)點均在平衡位置且二者之間只有一個波谷，再經(jīng)過0.3 s，q第一次到達波峰。則下列說法正確的是()a波的傳播方向一定向右b波長可能為2 mc周期可能為0.24 sd波速可能為15 m/s答案bd解析某時刻p、q兩質(zhì)點均在平衡位

26、置且二者之間只有一個波谷，故存在以下四種情況：由于不知道質(zhì)點p、q的振動情況，故無法判斷波的傳播方向，故a錯誤；當p、q之間的波的形式如圖c所示時，則有3 m，故有2 m，故b正確；質(zhì)點q第一次到達波峰可能經(jīng)歷0.3 s或0.3 s，故周期t1.2 s或t0.4 s，故c錯誤；圖a、b、c、d的波長分別為ab3 m、c2 m、d6 m，當周期t1.2 s時，波速vavb2.5 m/s、vc m/s、vd5 m/s；當t0.4 s時，波速vavb7.5 m/s、vc5 m/s、vd15 m/s，故d正確。考點4波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)1.波的干涉中加強點與減弱點的比較項目區(qū)域振幅振動能量加強點

27、a1a2最大減弱點|a1a2|最小2波的干涉中加強點和減弱點的判斷方法(1)圖象法：在某時刻的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點是加強點，波峰與波谷的交點是減弱點。加強點或減弱點各自連接形成加強線和減弱線，以兩波源為中心向外輻射，兩種線互相間隔，這就是干涉圖樣，如圖所示。加強點與減弱點之間各質(zhì)點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間。(2)公式法當兩個相干波源的振動步調(diào)一致時，到兩個波源的距離之差xn(n0,1,2，)處是加強區(qū)，x(2n1)(n0,1,2，)處是減弱區(qū)。當兩個相干波源的振動步調(diào)相反時，到兩個波源的距離之差x(2n1)(n0,1,2，)處是加強區(qū)，xn(n0,1,2，)處是

28、減弱區(qū)。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間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)。(2)當波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大，當波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率變小。例4(2019遼寧大連二模改編)(多選)如圖，是水面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況，以波源s1、s2為圓心的兩組同心圓弧分別表示同一時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線)，s1的振幅a1 4 cm，s2的振幅a23 cm，則下列說法正確的是()aa、d連線上的所有質(zhì)點一定都是振動加強點b再過半個周期，質(zhì)點b、c是振動加強點c質(zhì)點d的位移不可能為零d質(zhì)點c此刻以后將向下振動(1)

29、兩列波相遇疊加時減弱點是否始終是減弱點？提示：是。(2)加強點始終在波峰或者波谷嗎？提示：不是，位移也隨時間改變，位移可以為零。嘗試解答選ad。兩個波源的振動步調(diào)一致，圖中a、d連線上的所有質(zhì)點到兩個波源的路程差為零，一定都是振動加強點，故a正確；振動的干涉圖象是穩(wěn)定的，a、d一直是振動加強點，而b、c一直是振動減弱點，b錯誤；質(zhì)點d是振動加強點，振幅為7 cm，但位移隨時間變化，位移可以為零，故c錯誤；質(zhì)點c是振動減弱點，振幅aa1a21 cm，此刻在上方最大位移處，故質(zhì)點c此刻以后將向下振動，故d正確。波的干涉問題的分析(1)在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動加強點始終加強；振動減弱點始終減弱。兩列

30、相干波的波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇處是振動最強的地方，若用一條平滑的線將以上加強點連接起來，則這條平滑的線上的點都是加強點；而波峰與波谷(或波谷與波峰)相遇處是振動最弱的地方，把以上減弱點用一條平滑的線連接起來，則這條平滑的線上的點都是減弱點。(2)不論是振動加強的質(zhì)點還是振動減弱的質(zhì)點，都仍在其平衡位置附近振動。某點的振動加強，是指這個質(zhì)點以較大的振幅振動；而某點的振動減弱，是指這個質(zhì)點以較小的振幅振動，因此，振動加強點的位移不是始終等于振幅，它的位移的大小和方向隨時間在發(fā)生周期性的變化。變式41(多選)波速均為1.0 m/s的兩列簡諧橫波，分別從波源x0、x12 m處沿x軸相向傳播，t

31、0時的波形圖如圖所示。下列說法正確的是()at0.2 s時，兩列波相遇b兩列波相遇過程中，x5 m處和x7 m處的質(zhì)點振動加強ct3 s時，x6 m處的質(zhì)點位移達到最大值d當波源從x0處沿x軸正向運動時，在x12 m處的觀察者觀察到該簡諧橫波的頻率變大答案cd解析由波的圖象可知，兩列波相距x4 m，由x2vt可知，t2 s時，兩列波相遇，a錯誤；由波的圖象可知，波長4 m，兩列波的頻率均為f0.25 hz，兩列波頻率和振動步調(diào)相同，x5 m處和x7 m處的質(zhì)點距兩波源的距離之差均為x2 m，故振動減弱，b錯誤；t3 s時，x6 m處的質(zhì)點位移達到負的最大值，c正確；當波源從x0處沿x軸正向運動

32、時，由于波源相對于觀察者靠近，根據(jù)多普勒效應(yīng)，在x12 m處的觀察者觀察到該簡諧橫波的頻率變大，d正確。變式42(多選)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.頻率不變答案bc解析漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，波速由介質(zhì)決定，所以被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比波速不變，根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)，聲源靠近觀察者時接收頻率變高，所以被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比頻率變高，b、c正確。變式43(多選)下列說法中正確的有()a擺鐘偏快時可增加擺長進行校準b做簡諧運動的物體，其振動能量與

33、振動的頻率有關(guān)c“隔墻有耳”現(xiàn)象是指聲波發(fā)生了干涉現(xiàn)象d用超聲波檢查膽結(jié)石是因為超聲波波長較短，遇到結(jié)石時不容易發(fā)生衍射答案ad解析擺鐘偏快時，周期過小，根據(jù)t2 可知，可增加擺長進行校準，a正確；做簡諧運動的物體，其振動能量與振動的振幅有關(guān)，與頻率無關(guān)，b錯誤；“隔墻有耳”現(xiàn)象是指聲波發(fā)生了衍射現(xiàn)象，c錯誤；用超聲波檢查膽結(jié)石是因為超聲波波長較短，遇到結(jié)石時不容易發(fā)生衍射，d正確。高考模擬 隨堂集訓1(2019全國卷節(jié)選)(多選)一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t時刻，該波的波形圖如圖a所示，p、q是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點。圖b表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象。下列說法正確的是()a質(zhì)點q的振動圖象與圖b

34、相同b在t0時刻，質(zhì)點p的速率比質(zhì)點q的大c在t0時刻，質(zhì)點p的加速度的大小比質(zhì)點q的大d在t0時刻，質(zhì)點p與其平衡位置的距離比質(zhì)點q的大答案cd解析t時刻，質(zhì)點q在平衡位置，向上振動，對應(yīng)的振動圖象與圖b不符，a錯誤；t0時刻的波形圖如圖所示(圖a的波形圖左移半個波長即可得到)，質(zhì)點p在最低點，質(zhì)點q在平衡位置，質(zhì)點q的速率比質(zhì)點p的大，質(zhì)點p的加速度大小比質(zhì)點q的大，質(zhì)點p此時所在位置與其平衡位置的距離為振幅，質(zhì)點q在平衡位置，與其平衡位置的距離為0，故b錯誤，c、d正確。2(2019全國卷節(jié)選)(多選)水槽中，與水面接觸的兩根相同細桿固定在同一個振動片上。振動片做簡諧振動時，兩根細桿周期

35、性觸動水面形成兩個波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇，在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動的質(zhì)點，下列說法正確的是()a不同質(zhì)點的振幅都相同b不同質(zhì)點振動的頻率都相同c不同質(zhì)點振動的相位都相同d同一質(zhì)點處，兩列波的相位差不隨時間變化答案bd解析兩列波相遇疊加產(chǎn)生干涉，一些質(zhì)點的振動加強，一些質(zhì)點的振動減弱，即振幅不同，a錯誤；各質(zhì)點的振動頻率、周期都與振動片相同，b正確；不同質(zhì)點振動的相位不同(不是同時到達正的最大位移處)，c錯誤；兩列波頻率相同，在同一質(zhì)點處的相位差恒定，d正確。3(2019天津高考)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上x11 m和x27 m

36、處質(zhì)點的振動圖象分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是()a7 m/s b.2 m/s c.1.2 m/s d.1 m/s答案bc解析由振動圖象可知周期t4 s，零時刻x1處質(zhì)點在平衡位置且向下振動，而x2處質(zhì)點在正的最大位移處。若波沿x軸正方向傳播，其波形如圖甲所示，x2處質(zhì)點的平衡位置可能在a1或a2或a3則有：x2x1(n0、1、2)，得波速v m/s(n0、1、2)，當n0時，v6 m/s，當n1時，v1.2 m/s，當n2時，v m/s，c正確。若波沿x軸負方向傳播，其波形如圖乙所示，x2處質(zhì)點的平衡位置可能在a1或a2或a3則有x2x1(n0、1、2)，得波速v m/s(n

37、0、1、2)，當n0時，v2 m/s，當n1時，v0.86 m/s，b正確。4(2019北京高考)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c，則()a此刻a的加速度最小b此刻b的速度最小c若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動d若波沿x軸負方向傳播，a比c先回到平衡位置答案c解析此刻a在位移最大處，由a知，此刻a的加速度最大，a錯誤；此刻b位于平衡位置，其速度最大，b錯誤；若波沿x軸正方向傳播，根據(jù)“帶動法”知，此刻b左側(cè)的質(zhì)點帶動b向y軸正方向運動，c正確；若波沿x軸負方向傳播，則c向y軸正方向運動，故c比a先回到平衡位置，d錯誤。5(2018全國卷節(jié)選)(多選)

38、一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t0和t0.20 s時的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知該波的周期t0.20 s。下列說法正確的是()a波速為0.40 m/sb波長為0.08 mcx0.08 m的質(zhì)點在t0.12 s時位于波谷d若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s，則它在該介質(zhì)中的波長為0.32 m答案ad解析根據(jù)波形圖可知，波長16 cm0.16 m，b錯誤；根據(jù)t0時刻和t0.20 s時刻的波形圖可知t0.2 s，t s(n0,1,2,3，)，而已知該波的周期t0.20 s，故該波的周期t0.40 s，波速v0.40 m/s，a正確；簡諧橫波沿x軸正方向傳播，x0.08 m的質(zhì)

39、點在t0時刻沿y軸正方向運動，在t0.12 st時位于y0的某位置(不是位于波谷)，c錯誤；若此波傳入另一介質(zhì)中，周期t不變，其波速變?yōu)関0.80 m/s，由vt可得它在該介質(zhì)中的波長為0.800.4 m0.32 m，d正確。6(2018北京高考)如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，p、q兩質(zhì)點平衡位置相距0.15 m。當p運動到上方最大位移處時，q剛好運動到下方最大位移處，則這列波的波長可能是()a0.60 m b.0.30 m c.0.20 m d.0.15 m答案b解析可以畫出pq之間的最簡單的波形，如圖所示，同時由于pq可以含有多個完整的波形，則xpq(n)(n0,1,2，)，整理可以得到(n0,1,2，)，當n0時，0.3 m，當n1時，0.1 m，故b正確，a、c、d錯誤。7.(2017全國卷節(jié)選)(多選)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t0時的波形圖，虛線為t0.5 s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5 s。關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是()a波長為2 mb波速為6 m/sc頻率為1.5 hzdt1 s時，x1 m處的質(zhì)點處于波峰答案bc解析由簡諧波的波動圖象可知，波長為4 m，a錯誤。t0.5