热点6振动和波
考向一波的形成与传播
【真题研磨】
典例(2024·湖南选择考)如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m,t0时刻A点位于
波谷,B
A.波长为3m
B.波速为12m/s
C.t
D.t0+0.50s时刻,A点速度为0
审题思维
题眼直击
信息转化
①
LAB与波长的关系
②
考虑振动时间与周期的关系
【答题要素】
1.快速判断质点振动方向的两种方法
(1)上下坡法:逆着波的传播方向,“下坡”时质点向下振动,“上坡”时质点向上振动。
(2)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。
2.波动问题的解题流程
【多维演练】
1.维度:振动叠加
两个振动情况完全相同的波源,在同一介质中形成的两列波相遇后,某一时刻在它们的重叠区域形成如图所示的干涉图样,实线表示波峰,虚线表示波谷,图中P点恰好处于两条实线的交点上,Q点恰好处于实线和虚线的交点上,M是P、Q连线上的一点(图中未画出),下列说法正确的是 (B)
A.P点总是在最大位移处
B.M点不可能是振动加强点
C.P、Q之间的距离一定等于半个波长
D.若将波源S1向S2稍微靠近,P点的振幅一定不变
2.维度:波的传播
(多选)“战绳”是一种近年流行的健身器材,健身者把两根相同绳子的一端固定在一点,用双手分别握住绳子的另一端,上下抖动绳子使绳子振动起来(图甲),以手的平衡位置为坐标原点,健身者的手在0~2s内做了两种不同频率的简谐运动,其振动图像如图乙所示,下列说法正确的是 (A、D)
A.绳端起振方向向上
B.前后两次振动的周期之比为1∶2
C.前后两次形成的绳波波速之比为2∶1
D.前后两次形成的绳波波长之比为2∶1
考向二振动和波的图像
【真题研磨】
典例(多选)(2024·山东等级考)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇①,波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点P,下列说法正确的是 (B
A.t
B.t=0.5s时,P偏离平衡位置的位移为2cm
C.t
D.t=1.0s时,P向y轴负方向运动
审题思维
题眼直击
信息转化
①
此后质点振动由两列波叠加
②
实际位移为两列波总位移
③
实际速度为合速度
【解题指南】波的图像信息:
1.质点振幅;
2.质点在某一时刻的位移。
【答题要素】
振动和波的图像的处理方法
【多维演练】
1.维度:由波动图像确定质点的振动图像
如图所示,甲为t=1s时某横波的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点Δx=0.5m处质点的振动图像可能是 (A)
2.维度:由振动图像确定波动图像
如图甲所示,波源S发出一列水平向右传播的简谐横波先后经过P、Q两点,图乙为波源S的振动图像。已知S到P、Q两点的距离分别为SP=4.2m、SQ=5.4m。已知波在该介质中传播的速度为8m/s,则在t=1.0s时,P、Q两点间的波形图正确的是 (C)
3.维度:波的多解
(多选)有一列沿水平方向传播的简谐横波,在波的传播方向上有平衡位置相距
4m的A、B两质点,已知波的传播方向由B指向A,图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。则这列波的波速可能为 (A、C)
A.409m/sB.12
C.40m/s D.60m/s
1.☆☆(单个波源)如图所示,a、b、c、d是一简谐横波上的质点,某时刻a、d位于平衡位置且相距为9m,c在波谷,该波的波速为2m/s。若此时a经平衡位置向上振动,则 (B)
A.此波向右传播
B.b点振动周期为3s
C.c点运动速度大小为2m/s
D.此波在a、d两点之间传播需3s
2.☆☆☆(振动图像和波的图像)一列沿着x轴传播的横波,在t=4s时刻的波形如图1所示,图1中Q点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是 (C)
A.该波的波速为4m/s
B.波沿x轴负方向传播
C.质点Q振幅为13cm
D.质点P经过1s沿x轴正方向移动2m
3.☆☆☆(机械波的叠加)如图为一“环腔式”降噪器的原理图,可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为λ的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上、下两部分,分别通过通道①、②继续向前传播,在右侧汇聚后噪声减弱,其中通道①的长度为10λ,下列说法正确的是 (B)
A.该降噪器是利用波的衍射原理设计的
B.通道②的长度可能为8.5λ
C.通道②的长度可能为8λ
D.该降噪器对所有频率的声波均能起到降噪作用
4.☆☆☆(波的多解性)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻该波波形如图中实线所示,此时x=0处的质点