高考物理 第七章 第三課時(shí)機(jī)械波的概念及圖象解析

1、第三課時(shí)機(jī)械波的概念及圖象第一關(guān)：基礎(chǔ)關(guān)展望高考基 礎(chǔ) 知 識(shí)一、機(jī)械波知識(shí)講解1.機(jī)械波的產(chǎn)生(1)機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波.(2)產(chǎn)生條件:振源;傳播振動(dòng)的介質(zhì).二者缺一不可.2.機(jī)械波的分類(1)橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷).(2)縱波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.3.描述波的物理量(1)波長(zhǎng)定義:在波的傳播方向上,兩個(gè)相鄰的,在振動(dòng)過程中相對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做波長(zhǎng).理解:a.在橫波中,兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)間的距離等于波長(zhǎng);在縱波中,兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)間的

2、距離等于波長(zhǎng).b.波的傳播等效于波向前平移,波形在一個(gè)周期里向前平移的距離等于波長(zhǎng).在t時(shí)間內(nèi),向前傳播的距離為x,則x=(n+n),t=(n+n)T,其中n=0,1,2,3,0n1.(2)頻率f波源的振動(dòng)頻率,即波的頻率.因?yàn)榻橘|(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng),其振動(dòng)是由波源的振動(dòng)引起的,故各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都等于波源振動(dòng)頻率,不隨介質(zhì)的不同而變化.當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),波的頻率不變.(3)波速v單位時(shí)間內(nèi)某一波的波峰(或波谷)向前移動(dòng)的距離,叫波速.波速由介質(zhì)決定.同類波在同一種均勻介質(zhì)中波速是一個(gè)定值,則.式中v為波的傳播速率,即單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離;T為振源的振動(dòng)周期,常說成

3、波的周期.活學(xué)活用1.在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn),相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L(zhǎng),如圖(a)所示,一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t第一次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形,則該波（）A.周期為t,波長(zhǎng)為8LB.周期為t,波長(zhǎng)為8LC.周期為t,波速為D.周期為t,波速為解析：由題圖(b)可以判斷波長(zhǎng)為8L;圖(b)中質(zhì)點(diǎn)9振動(dòng)方向向上,而質(zhì)點(diǎn)1開始時(shí)向下振動(dòng),說明質(zhì)點(diǎn)9后還有半個(gè)波長(zhǎng)沒有畫出,即在t時(shí)間內(nèi)傳播了1.5個(gè)波長(zhǎng),t為1.5個(gè)周期,所以其周期為t,由波長(zhǎng),周期,波速之間的關(guān)系式v=可計(jì)算出波速為答案：BC二、波的圖象知識(shí)講解以介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)

4、的位置坐標(biāo)為橫坐標(biāo),某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置的位移為縱坐標(biāo)畫出的圖象叫做波的圖象.(1)波動(dòng)圖象的特點(diǎn)橫波的圖象形狀與波在傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的分布相似,波形中的波峰即為圖象中的位移正向最大值,波谷即為圖象中位移負(fù)向的最大值,波形中通過平衡位置的質(zhì)點(diǎn)在圖象中也恰處于平衡位置.波形圖線是正弦或余弦曲線的波稱為簡(jiǎn)諧波.簡(jiǎn)諧波是最簡(jiǎn)單的波.對(duì)于簡(jiǎn)諧波而言,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同.波的圖象的重復(fù)性:相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同.波的傳播方向的雙向性:不指定波的傳播方向時(shí),圖象中波可能向x軸正向或x軸負(fù)向傳播.(2)簡(jiǎn)諧波圖象的應(yīng)用從圖象上直接讀出波長(zhǎng)和振幅.可確定任一質(zhì)點(diǎn)在

5、該時(shí)刻的位移.可確定任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的加速度的方向.若知道波速v的方向,可知各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,如圖中,設(shè)波速向右,則1,4質(zhì)點(diǎn)沿-y方向運(yùn)動(dòng);2,3質(zhì)點(diǎn)沿+y方向運(yùn)動(dòng). 若知道該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,可判斷波的傳播方向.如上圖中,設(shè)質(zhì)點(diǎn)4向上運(yùn)動(dòng),則該波向左傳播.若已知波速v的大小,可求頻率f或周期T:.若已知f或T，可求v的大小：v=f=.若已知波速v的大小和方向，可畫出在t前后的波形圖，沿（或逆著）傳播方向平移.活學(xué)活用2.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x=5 m的M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4 s,下面的說法中正確的是（）A.這列波的波長(zhǎng)是4

6、 mB.這列波的傳播速度是10 m/sC.質(zhì)點(diǎn)Q（x=9 m)經(jīng)過0.5 s才第一次到達(dá)波峰D.M點(diǎn)以后各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下的解析：從題圖上可以看出波長(zhǎng)為4 m,A正確.實(shí)際上!相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰應(yīng)理解為,出現(xiàn)第一個(gè)波峰與出現(xiàn)第二個(gè)波峰之間的時(shí)間間隔.因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng),而一次會(huì)振動(dòng)應(yīng)表現(xiàn)為!相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰,即T=0.4 s,則v=,代入數(shù)據(jù)可得波速為10 m/s,B正確.質(zhì)點(diǎn)Q(x=9 m)經(jīng)過0.4 s開始振動(dòng),而波是沿x軸正方向傳播,即介質(zhì)中的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都被它左側(cè)的質(zhì)點(diǎn)所帶動(dòng),從波向前傳播的波形圖(如題圖)可以看出0.4 s波傳到Q時(shí),其左側(cè)質(zhì)點(diǎn)在它下方,所以Q

7、點(diǎn)在0.5 s時(shí)處于波谷,再經(jīng)過0.2 s即總共經(jīng)過0.7 s才第一次到達(dá)波峰,C錯(cuò)誤.M以后的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是重復(fù)M的振動(dòng)情況,D正確.綜上所述,答案為A,B,D.答案：ABD三、振動(dòng)圖象與波的圖象的比較知識(shí)講解振動(dòng)圖像波的圖像研究對(duì)象一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向所有質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化規(guī)則某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)則圖像物體意義表示一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖像變化隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但已有形態(tài)不變隨時(shí)間推移，圖像沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標(biāo)距離表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長(zhǎng)活學(xué)活用3.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,下圖中圖甲是t=1 s時(shí)的波形圖,圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位

8、移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖象(兩圖用同一時(shí)刻做起點(diǎn)),則圖乙可能是圖甲中哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象()A.x=0處的質(zhì)點(diǎn)B.x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)C.x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)D.x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)解析:由振動(dòng)圖象可知,t=1 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向y軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng),因波的圖象是表示t=1 s時(shí)的波的圖象,正在平衡位置的點(diǎn)有x=0處,x=2 m等處的質(zhì)點(diǎn),由于波沿x軸負(fù)方向傳播,平移波形曲線,可知t=1 s后的時(shí)刻x=0處和x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),x=2 m處質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng).所以選A.答案:A第二關(guān)：技法關(guān)解讀高考解 題 技 法一、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷方法技法講解已知質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向可判斷

9、波的傳播方向;相反地,已知波的傳播方向和某時(shí)刻波的圖象可判斷介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.方法一:上下坡法沿坡的傳播速度的正方向看,!上坡的點(diǎn)向下振動(dòng),!下坡的點(diǎn)向上振動(dòng),簡(jiǎn)稱!上坡下,下坡上.(見圖1甲所示) 方法二:同側(cè)法在波的圖象上的某一點(diǎn),沿縱軸方向畫出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向,并設(shè)想在同一點(diǎn)沿x軸方向畫個(gè)箭頭表示波的傳播方向,那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè).(見圖1乙所示)方法三:帶動(dòng)法(特殊點(diǎn)法)如圖2甲所示為一沿x軸正方向傳播的橫波,根據(jù)波的形成,靠近波源的點(diǎn)能帶動(dòng)它鄰近的離波源稍遠(yuǎn)的點(diǎn),可判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.在質(zhì)點(diǎn)P附近靠近波源一方的圖線上另找一點(diǎn)P,若P在P上方,P帶動(dòng)P向上運(yùn)動(dòng),則P

10、向上運(yùn)動(dòng);若P在下方,P帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng),則P向下運(yùn)動(dòng). 方法四:微平移法將波形沿波的傳播方向做微小移動(dòng)(如圖2乙中虛線),由于質(zhì)點(diǎn)僅在y方向上振動(dòng),所以A,B,C,D即為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)后的位置,故該時(shí)刻A,B沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),C,D沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng).典例剖析例1簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示,由此圖可知（）A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的C.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)用解析：機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,解答此題可采用!特殊點(diǎn)法和!波形移動(dòng)法.用“特殊點(diǎn)法”來分析:假設(shè)此波從左向右傳播,順著傳播方向

11、看去,可知a,b兩質(zhì)點(diǎn)向上,c,d兩質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng);假設(shè)此波從右向左傳播,同理可知a,b兩質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),c,d兩質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),所以B,D正確. 用!波形移動(dòng)法來分析:設(shè)這列波是從左向右傳播的,則在相鄰的一小段時(shí)間內(nèi),這列波的形狀向右平移一小段距離,如圖虛線所示.因此所有的質(zhì)點(diǎn)從原來在實(shí)線的位置沿y軸方向運(yùn)動(dòng)到虛線的位置,即質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)b也向上運(yùn)動(dòng),由此可知選項(xiàng)A,B中B是正確的.類似地可以判定選項(xiàng)D是正確的.答案：BD二、已知波速v和波形,畫出再經(jīng)t時(shí)間波形圖的方法技法講解(1)平移法:先算出經(jīng)t時(shí)間波傳播的距離x=v5t,再把波形沿波的傳播方向平移x即可.因?yàn)椴▌?dòng)圖象的重復(fù)性,若已知波

12、長(zhǎng),則波形平移n個(gè)時(shí)波形不變.當(dāng)x=n+x時(shí),可采取去整n留零x的方法,只需平移x即可.(2)特殊點(diǎn)法:在波形上找兩特殊點(diǎn),如過平衡位置的點(diǎn)和與它相鄰的峰(谷)點(diǎn),先確定這兩點(diǎn)的振動(dòng)方向,再看t=nT+t.由于經(jīng)nT波形不變,所以也采取去整nT留零t的方法,分別作出兩特殊點(diǎn)經(jīng)t后的位置,然后按正弦規(guī)律畫出新波形圖.如果是由t時(shí)刻的波形來確定(t-t)時(shí)刻的波形,用平移法時(shí)應(yīng)向速度的反方向平移,用特殊點(diǎn)法時(shí)應(yīng)按確定的振動(dòng)方向向反方向振動(dòng).典例剖析例2如圖所示為一列沿x軸向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖象.已知此波的傳播速度大小v=2 m/s,試畫出該時(shí)刻5 s前和5 s后的波動(dòng)圖象. 解析：方

13、法一:(特殊點(diǎn)振動(dòng)法)因?yàn)関=2 m/s,從圖得=8 m,所以T= =4 s.又因?yàn)榇瞬ㄏ蛴覀鞑?故平衡位置坐標(biāo)2 m,6 m的兩個(gè)特殊質(zhì)點(diǎn)的初始振動(dòng)方向分別為沿y軸的正向與沿y軸的負(fù)向.經(jīng)過5 s(1.25T),這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別位于正向最大位移與負(fù)向最大位移,由此便得出5 s后的波形如圖實(shí)線所示.同理可得,5 s前的波動(dòng)圖象如圖中虛線所示. 方法二:(波形平移法)因?yàn)椴ㄋ賤=2 m/s,所以由x=vt,可得x=10 m,注意到去整后為,故將整個(gè)波形向右平移,即為5 s后的波動(dòng)圖象.而將整個(gè)波形向左平移,即為5 s前的波動(dòng)圖象.第三關(guān)：訓(xùn)練關(guān)笑對(duì)高考隨 堂 訓(xùn) 練1.關(guān)于波長(zhǎng)，下列說法正確的是（

14、）A.沿著波的傳播方向，兩個(gè)任意時(shí)刻，對(duì)平衡位置位移都相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng)B.在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)C.在橫波的傳播過程中，沿著波的傳播方向兩個(gè)相鄰的波峰間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)D.波長(zhǎng)大小與介質(zhì)中的波速和波頻率有關(guān)解析：沿著波的傳播方向，任意時(shí)刻，對(duì)平衡位置位移都相等的兩個(gè)相鄰的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng)，A錯(cuò).由v=f知=v/f=v5T,B正確.在橫波的波形曲線中一個(gè)完整的正弦（余弦）曲線在x軸截取的距離是一個(gè)波長(zhǎng)，C正確.由v=f知=，D正確.答案：BCD一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖為此波在某一時(shí)刻的波形圖，并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在、之間，已知此波的周期為，質(zhì)點(diǎn)速度

15、方向在波形圖中是向下的，下面說法中正確的是 ()A.波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TB.波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TC.波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間D.波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間解析：因?yàn)榇藭r(shí)Q質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，且此時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)右方鄰近質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)下方，說明波向左傳播，所以N是波源，振動(dòng)從N點(diǎn)傳播到M點(diǎn)，經(jīng)過一個(gè)周期；又P、N間水平距離為3/4，故P質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了.答案：C3.如圖所示是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖.已知波的傳播速度為4 m/s，從此時(shí)起，圖中所標(biāo)的P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到自己的平衡位置.那么下列說法中正確的是

16、（）這列波一定沿軸正向傳播這列波的周期是從此時(shí)起末質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度都沿軸正向D.從此時(shí)起0.25 s末Q質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度都沿y軸負(fù)向解析：由于P比Q先回到平衡位置，故此時(shí)P向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，波應(yīng)向x軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；由T=/v，可得T=0.5 s，所以B項(xiàng)正確；從此時(shí)刻經(jīng)0.25 s（即半個(gè)周期后），P質(zhì)點(diǎn)一定會(huì)運(yùn)動(dòng)至現(xiàn)在的對(duì)稱位置，并與現(xiàn)在振動(dòng)情況恰好相反，故C項(xiàng)正確；同理可知此時(shí)Q點(diǎn)的加速度應(yīng)沿y軸正向，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：BC4.一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=0時(shí)波形如圖所示，P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-1,0),(-7,0)，波的傳播方向由右向左，已知t=0.7 s時(shí)

17、，P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰，則（） 時(shí)，點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰振源的起振方向一定向上質(zhì)點(diǎn)位于波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位于波谷 解析：由于t=0.7 s時(shí)，P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰，所以v傳= m/s=10 m/s由圖可知=4 m，則T= s=0.4 st=0.9 s時(shí)第一個(gè)波峰傳播距離x=vt=100.9 m=9 m，故波峰由2 m傳播到-7 m的Q點(diǎn)，因而選項(xiàng)正確，選項(xiàng)錯(cuò)誤.由于波從右向左傳播，故各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和該時(shí)刻1質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相同，向上起振，因而選項(xiàng)正確.又因SPQ=-1-(-7)=6 m=3=3,所以P、Q質(zhì)點(diǎn)為反相質(zhì)點(diǎn)，所以P、Q兩質(zhì)點(diǎn)，任一時(shí)刻對(duì)平衡位置位移總是大小相等方向相反，故項(xiàng)正

18、確.答案：A5.一列在豎直方向振動(dòng)的簡(jiǎn)諧橫波,波長(zhǎng)為,沿正x方向傳播.某一時(shí)刻,在振動(dòng)位移向上且大小等于振幅一半的各點(diǎn)中,任取相鄰的兩點(diǎn)P1,P2,已知P1的x坐標(biāo)小于P2的x坐標(biāo).則（）A.若,則P1向下運(yùn)動(dòng),P2向上運(yùn)動(dòng)B.若,則P1向上運(yùn)動(dòng),P2向下運(yùn)動(dòng)C.若,則P1向上運(yùn)動(dòng),P2向下運(yùn)動(dòng)D.若,則P1向下運(yùn)動(dòng),P2向上運(yùn)動(dòng)解析：本題解題關(guān)鍵是依據(jù)題意正確作出圖示，然后借助圖示分析求解，按圖示可判斷選項(xiàng)A、C正確. 答案：1.如圖所示為兩個(gè)波源S1和S2在水面產(chǎn)生的兩列波疊加后的干涉圖樣,由圖可推知下列說法正確的是（）A.兩波源振動(dòng)頻率一定相同B.兩波源振動(dòng)頻率可能不相同C.兩列水波的波

19、長(zhǎng)相等D.兩列水波的波長(zhǎng)可能不相等解析：兩列波產(chǎn)生干涉圖樣的條件是波的頻率必須相同,故A項(xiàng)正確;在同種介質(zhì)中,各種水波的傳播速度相同,根據(jù)波長(zhǎng),波速和頻率的關(guān)系可知,兩列水波的波長(zhǎng)一定相同,C項(xiàng)正確.答案：AC2.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，周期為T.t=0時(shí)刻的波形如圖所示.此時(shí)平衡位置位于x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)，若a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為xa=2.5 m,xb=5.5 m，則()A.當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷B.t=T/4時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.t=3T/4時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D.在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同解析:a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置

20、之間的距離為x=xb-xa=3 m=，所以，當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在平衡位置，A錯(cuò)；由圖象可知波沿x軸負(fù)方向傳播，將波沿x軸負(fù)方向分別平移波長(zhǎng)和波長(zhǎng)，可知B錯(cuò)、C正確；只有平衡位置間的距離為波長(zhǎng)整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)位移和速度才分別相同，故D錯(cuò).答案:C3.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，振幅為A.t=0時(shí)，平衡位置在x=0處的質(zhì)元位于y=0處，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，平衡位置在x=0.15 m處的質(zhì)元位于y=A處.該波的波長(zhǎng)可能等于()A.0.60 mB.0.20 mC.0.12 mD.0.086 m解析:由題意知，其波形如下圖.所以,，（n=0,1,2），當(dāng)n=0時(shí)，=0.6 m，A對(duì)；當(dāng)n

21、=1，=0.12 m,C對(duì)，故選A、C. 答案:AC4.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5 m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖中a、b所示，則()A.該波的振幅可能是20 cmB.該波的波長(zhǎng)可能是8.4 mC.該波的波速可能是10.5 m/sD.該波由a傳播到b可能歷時(shí)7 s解析:由振動(dòng)圖象可知T=4 s，振幅A=10 cm，且a、b距離相差（n+0.75）,a、b的振動(dòng)時(shí)間相差（n+0.75）T,又10.5=（n+0.75），則=10.5/(n+0.75),v=/T=10.5/(4n+3),因而D對(duì).（n取0，1，2，3）答案:D5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點(diǎn)相距4

22、.42 m.圖中實(shí)、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線.從圖示可知()A.此時(shí)波的頻率一定是10 HzB.此列波的波長(zhǎng)一定是0.1 mC.此列波的傳播速度可能是34 m/sD.a點(diǎn)一定比b點(diǎn)距波源近解析:由振動(dòng)曲線知T=0.1 s，故f=10 Hz,A正確.若波經(jīng)ab，則t1=0.1k+0.03.若波經(jīng)ba，則t2=0.1k+0.07.由v1t1=sab和v2t2=sab，取k=0,1,2可知C正確，B、D錯(cuò).答案:AC6.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s.一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成（下圖），在一次地震中，震源在地

23、震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開始振動(dòng)，則()A.P先開始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmB.P先開始振動(dòng)，震源距地震儀約25 kmC.H先開始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmD.H先開始振動(dòng)，震源距地震儀約25 km解析:由兩種波的傳播速率可知，縱波先傳到地震儀，設(shè)所需時(shí)間為t，則橫波傳到地震儀的時(shí)間為t+5.由位移關(guān)系可得4(t+5)=9t,t=4 s，距離l=vt=36 km，故A正確.答案:A7.某質(zhì)點(diǎn)在y方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)O處，其振幅為0.05 m，振動(dòng)周期為0.4 s，振動(dòng)在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，傳播速度為1 m/s.當(dāng)它由平衡位置O開始向上振動(dòng)，經(jīng)過0.2 s后立

24、即停止振動(dòng)，由此振動(dòng)在介質(zhì)中形成一個(gè)脈沖波.那么，在停止振動(dòng)后經(jīng)過0.2 s的波形可能是圖中的()解析:在O處，質(zhì)點(diǎn)開始向上振動(dòng)，經(jīng)0.2 s時(shí)，O處質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，且波向右傳播半個(gè)波長(zhǎng),x=0.2 m的質(zhì)點(diǎn)將要振動(dòng).此時(shí)停止振動(dòng)，波形不變，在0.2 s內(nèi)又向右傳播半個(gè)波長(zhǎng)，故B正確.答案:B8.如圖所示，兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分子位于x=-2、10-1m和x=1210-1m處，兩列波的波速均為v=0.4 m/s，兩波源的振幅均為A=2 cm.圖示為t=0時(shí)刻兩列波的圖象（傳播方向如圖），此刻處于平衡位置x=0.2 m和0.8 m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng).質(zhì)點(diǎn)M的平衡位

25、置處于x=0.5 m處.關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的判斷正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)P、Q都首先沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)B.t=0.75 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)C.t=1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為+4 cmD.t=1 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4 cm解析:根據(jù)波動(dòng)與振動(dòng)方向間的關(guān)系可知，此時(shí)P、Q兩質(zhì)點(diǎn)均向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.再經(jīng)過t=0.75 s，兩列波都傳播x=vt=0.3 m，恰好都傳播到M點(diǎn)，但P、Q兩質(zhì)點(diǎn)并未隨波遷移，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.t=1 s時(shí)，兩列波都傳播x=vt=0.4 m，兩列波的波谷同時(shí)傳播到M點(diǎn)，根據(jù)波的疊加原理，質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4 cm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確.答案:D9.一列沿著x

26、軸正方向傳播的橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示.圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示. 質(zhì)點(diǎn) N的振幅是_m,振動(dòng)周期為_s，圖乙表示質(zhì)點(diǎn)_（從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、 N中選填）的振動(dòng)圖象.該波的波速為 _m/s.解析:由圖甲可知，振幅為0.8 m.由圖乙可知，振動(dòng)周期T=4 s.由圖乙可知該質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)，正由平衡位置向y軸正方向振動(dòng)，故它表示質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象.由=vT可得，答案:0.8 4 L 0.510.如圖所示，一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速大小為0.6 m/s，P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為96 cm.從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí)，問：（1）經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)？振動(dòng)時(shí)方向如何？（2）經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰？解析:（1）開始計(jì)時(shí)時(shí)，這列波的最前端的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)是24 cm，據(jù)波的傳播方向可知這一質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，