一轮复习 专题19 机械波（含解析）

专题19 机械波 目录 题型一 机械波与波的图像 1 类型1 波的形成及传播 1 类型2 波的图像 6 题型二 波的图像和振动图像的理解和应用 10 题型三 波传播的周期性和多解性问题 15 类型1 时间多解性 16 类型2 空间多解性 22 题型四 波的叠加与干涉 28 题型五 波特有的现象 35 题型一 机械波与波的图像 1．传播特点 (1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。 (2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。 (3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。 (4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝＝λf。 2．波的传播方向与质点振动方向的互判方法 内容 图像 “上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 “同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 “微平移”法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 类型1 波的形成及传播 【例1】将较长的绳一端固定在墙上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持续振动，产生的绳波沿绳自左向右传播，图示时刻，波形刚好传播到A点。下列判断正确的是（　　） A．手的起振方向向下 B．若减小手的振动频率，绳波的传播速度变慢 C．若增大手的振动频率，绳波的波长将减小 D．若停止手的振动，绳中波形立即消失 【答案】C 【详解】A．根据图像可知，波向右传播，结合同侧法可知，A点的起振方向向上，由于所有质点的起振方向相同，故手的起振方向向上，故A错误； B．波速由介质决定，与波源的振动频率无关，故B错误； C．波在同一介质中的传播速度恒定，根据 可知，频率增大，波长则减小，故C正确； D．停止手的振动，绳中波形会继续向右传播，故D错误。 故选C。 【例2】．波源位于坐标原点的一列简谐横波，经向右传播到达P点，此时波源处于Q点。已知这列波振幅，P、Q两点坐标分别为（5m，0）和（0，1.5cm），则（　　） A．该波的频率为 B．该波波源起振方向向下 C．波源Q向右运动需要 D．该波中的质点，在周期内所走最短路程为 【答案】D 【详解】B．介质中所有质点的起振方向均相同，根据同侧法可知，质点P的起振方向向上，则该波波源起振方向向上，故B错误； A．波经向右传播到达P点，则波速为 一个完整的正弦波形的波动方程为 当纵坐标恰好等于振幅的一半时，距离原点最近的平衡位置解得 可知，将上述函数对应的波形向左平移得到图示波形，可知 解得 根据 解得 ， 故A错误； C．简谐横波，的质点 各自平衡位置垂直于波的传播方向振动，质点并不随波迁移，即波源Q不会向右运动，故C错误； D．质点相对于平衡位置位移越大，质点运动速度越小，即质点在周期内位置始终在靠近波峰位置运动，且远离平衡位置过程与衡位置过程具有对称关系，此时平均速度最小，运动路程最短，即左右对称部分经历的时间均为，由于一个完整的正弦式波形的振动方程为 当时间时，解得 可知，该波中的质点，在周期内所走最短路程为 故D正确。 故选D。 【例3】杜甫曾在《曲江》中提到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谱波），A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B连线在水平方向的距离为a，则不正确的是（　　） A．水波的波长为a B．A点振动频率为 C．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 D．从图示时刻起，经过的时间，B、C之间的距离增大了 【答案】ABD 【详解】AB．图示时刻，A在波谷，B在波峰上，A、B连线在水平 ... ...