单元14机械振动和机械波（解析版）2.docx

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1、单元14机械振动和机械波振动和波在高考中常以振动图像或波动图像展开考查，两者也常结合在一起考查。波的形成和传播规 律结合波速公式是考查的重点，有时涉及多解问题，题型可能为选择题或填空题，也可能为计算题。1 .波的形成与传播常见模型.波动问题的解题流程2 .振动和波的图像的处理方法【典例1】（波的传播规律）（多选）某时刻。处质点沿.V轴开始做简谐运动，形成沿X轴正方向传播的简谐 横波，经过0.8 s时O处质点形成的波动图像如图所示。P点是K轴上距坐标原点96 cm处的质点。下列判 断正确的是（）A.该质点开始振动的方向沿）轴向上B .该质点振动的周期是0.8 sC .从。处质点开始振动计时，经过

2、3.2 s , P处质点开始振动D.该波的波速是30 nVs【答案】BC【解析】波传播过程中所有质点开始振动的方向都相同，故该质点开始振动的方向与r = 0.8s时刻x = 24 cm 处质点振动方向相同，由同侧法知,该质点开始振动的方向沿.V轴向下，选项A错误；波在一个周期内传 播的距离为一个波长，故该质点振动的周期是0.8 s ,选项B正确；由题图知，波的波长A = 24cm,波速v =1=喘节=0.3 m/s，选项D错误；波从O传播到P所用时间/ 二半二臀黑=3.2 s ,选项C正确。【典例2】（波的叠加）一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段 时间后产

3、生的波形如图，对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是（）A.波源Q产生的波先到达中点MB .波源P的起振方向是向上的C.中点M的振动始终是加强的D.波源P振动的频率是波源Q的2倍【答案】B解析由题意可知虽然波形不同，但波速相同，由于P、Q与M点间距离相同,所以两波同时到达M点， 故A错误；由波的传播方向和波形图，可确定波源P的起振方向向上，故B正确；由于波长的不同，故两 列波的频率不同，不能发生稳定的干涉现象，因此两列波在M点相遇时，并不总是加强或减弱的，故C错 误；由波形图可知而二纨?，根据7=/=轲得力：二及：而=1 ： 2 ,故D错误。【典例3(波的计算)如图所示，人B、C、。、E

4、是均匀介质中x轴上的五个点，相邻两点的间距为I m , 一列简谐横波以5 m/s的速度沿X轴正方向传播，在= 0时刻到达质点A处，质点A由平衡彳立置开始竖直 向下振动，其振幅为10 cm ,周期为0.8 s。求该简谐波的波长；画出z = 0.6s时的波形图；求自f二0时刻起到质点E到达波峰所需的时间。答案：4 m (2)见解析图(0.8 + 1.4) s , = 0 , 1 , 2 ,【解析】(1)2 =4 m(2)t = 0.6 s时的波形图如图所示波从A传播到E所用时间h = T= 0.8 s。根据波的传播规律可知，从E开始振动到E点到达波峰所需时 3_间为/2 = nT+广=(0.8 +

5、 0.6) s , = 0 , 1 , 2自f = 0时刻起到质点E到达波峰所需的时间为/总二八+ 二 (0.8 + 1.4) s , n = 0 , 1 , 2.【典例4】(波的多解)一列简谐横波沿工轴正方向传播“时刻的波形如图中的实线所示,此时波刚好传到 P点 + 0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法错误的是() A .这列波的波速可能为50 m/sB .质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC .质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD .若周期T=0.8s,则在r + 0.5s时刻,质点b、P的位移相同【答案】B37 4【解析】由

6、题图可知波长4 = 40 m，且0.6s = ( + R7I = 0 , I , 2.)，解得周期T= s(n = 0,1,2.)。 44/2 + 3当 =0时，7= ().8 s ,波速V = y.= 5() m/s ,选项A正确。由传播方向沿戈轴正方向可知，质点a在Z时刻向 上运动，当 =0时，7= 0.8 s ,则质点a在这段时间内通过的路程小于30 cm ；当 =1时，7=芸s ,质点12Ia在这段时间内通过的路程大于30 cm ,选项B错误。若 =I ,则7=荥s ,波传播到c点所用时间为:几 0.6 s = % ,质点。振动的时间曷7 -3二分，故在这段时间内，质点c通过的路程为6A = 60 cm ,选项C 正确；若7= 0.8 s ,则在/ + 0.5S时刻，质点b、P的位移均为负值，且大小相等，选项D正确。【典例5】(振动图像与波的图像的综合应用)图甲为一列简谐横波在/ = 0时的波动图像，图乙为该波中工=2 m处质点P的振动图像，则，=3.0 s时的波动图像是()【答案】A33解析】由题图甲、乙可知，波长2 = 4 m , 7= 4 s ,则/ = 3 s时，即从0时刻经过;周期，经过;周期质点P 振动到波谷位置，且介质中的质点不会随波移动，只能在各自的平衡位置振动，故A正确，B、C、D错误。