江苏专用202x版高考物理大一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第二节机械波

【迁移题组】 迁移 1 对波形图的理解 1．(2017·高考全国卷Ⅲ改编)如图，一列简谐横波沿 x 轴正方 向传播，实线为 t＝0 时的波形图，虚线为 t＝0.5 s 时的波形 图．已知该简谐波的周期大于 0.5 s．关于该简谐波，下列说 法正确的是( )
A．波长为 2 m B．波速为 6 m/s C．频率为 1.5 Hz D．t＝1 s 时，x＝1 m 处的质点处于波峰
研究对象 研究内容
振动图象和波动图象的综合应用
【知识提炼】
振动图象
波动图象
一个振动质点
沿波传播方向 的所有质点
某一质点的位移随时间 某时刻所有质点的空
的变化规律
间分布规律
振动图象
波动图象
Байду номын сангаас
图象
表示同一质点在各时刻 表示某时刻各质点的
物理意义
的位移
位移
图象信息
振动图象
波动图象
(1)波长、振幅 (1)质点振动周期
坐标的距离
3．波的传播方向与质点振动方向的互判方法
内容
图象
沿波的传播方向，“上
“上下 坡”时质点向下振动，
坡”法 “下坡”时质点向上
振动
内容
图象
波形图上某点表示传 “同侧”
播方向和振动方向的 法
箭头在图线同侧
将波形沿传播方向进
“微平 移”法
行微小的平移，再由对 应同一 x 坐标的两波 形曲线上的点来判断
振动方向
2．波的图象特点 (1)质点振动 nT(波传播 nλ)时，波形不变． (2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为 nλ(n＝ 1，2，3…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置 间的距离为(2n＋1)2λ(n＝0，1，2，3…)时，它们的振动步调 总相反． (3)波源的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点 的起振方向与波源的起振方向相同．
【典题例析】 (2018·高考全国卷Ⅲ改编)一列简谐横波沿 x 轴正方向 传播，在 t＝0 和 t＝0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所 示．已知该波的周期 T ＞0.20 s．下列说法正确的是( )
A．波速为 0.40 m/s B．波长为 0.08 m C．x＝0.08 m 的质点在 t＝0.70 s 时位于波谷 D．x＝0.08 m 的质点在 t＝0.12 s 时位于波谷
做一做 (2019·昆明质检)一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波 速为 4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法不正确的是( )
A．这列波的振幅为 4 cm B．这列波的周期为 1 s C．这列波的波长为 8 m D．此时 x＝4 m 处质点沿 y 轴负方向运动
提示：选 ABD.由题图可得，这列波的振幅为 2 cm，选项 A 错误；由题图得，波长 λ＝8 m，由 T＝vλ得 T＝2 s，选项 B 错误，C 正确；由波动与振动的关系得，此时 x＝4 m 处质点 沿 y 轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度 a ＝0，选项 D 错误．
第十四章 机械振动与机械波 光电磁波与相对论
第二节 机械波
【基础梳理】
提示：波源 介质 振动形式 随波迁移 相同 垂直 在 同一直线上 平衡位置 位移 平衡位置 λf 相同 加强 减弱 波长 不变 发生变化 增大 减小 等于
【自我诊断】 判一判 (1)在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移．( ) (2)机械波的频率等于振源的振动频率．( ) (3)机械波的传播速度与振源的振动速度相等．( ) (4)质点振动的方向总是垂直于波传播的方向．( ) (5)在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一 个波长的距离．( ) (6)机械波在介质中传播的速度由介质本身决定．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
解析：选 BC.由图象可知简谐横波的波长为 λ＝4 m，A 项错 误；波沿 x 轴正向传播，t＝0.5 s＝34T＋nT(n＝0，1，2…)， 因为周期大于 0.5 s，可得周期 T＝23 s、频率 f＝T1＝1.5 Hz， 波速 v＝Tλ＝6 m/s，B、C 项正确；t＝0 时刻，x＝1 m 处的 质点在波峰，经过 1 s＝32T，一定在波谷，D 项错误．
波的形成、传播与图象 【知识提炼】 1．机械波的传播特点 (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＝Tλ＝λf.
迁移 2 波的传播方向与质点振动方向之间的 关系判断 2．如图为一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波 形图，质点 P 的振动周期为 0.4 s．求该波的波速并判断 P 点 此时的振动方向．
解析：由题图知波的波长 λ＝1.0 m，又周期 T＝0.4 s 则该波的波速 v＝Tλ＝2.5 m/s 波向 x 轴正方向传播，根据靠近振源的质点带动后面的质点 振动，可以判断 P 点沿 y 轴正方向振动． 答案：2.5 m/s 沿 y 轴正方向
[解析] 根据波形图可知，波长 λ＝16 cm＝0.16 m，选项 B 错误；根据 t＝0 时刻和 t＝0.20 s 时刻的波形图和该波的周期 T>0.20 s 可知，该波的周期 T＝0.40 s，波速 v＝Tλ＝0.40 m/s， 选项 A 正确；简谐波沿 x 轴正方向传播，x＝0.08 m 的质点 在 t＝0 时刻沿 y 轴正方向振动，在 t＝0.70 s 时位于波谷，在 t＝0.12 s 时位于 y>0 的某位置(不是位于波谷)，选项 C 正确， D 错误． [答案] AC
(2)任意一质点在该时 (2)质点振幅
刻的位移 (3)某一质点在各时刻
(3)任意一质点在该时 的位移
刻加速度的方向 (4)各时刻速度、加速度
(4)传播方向、振动方 的方向
向的互判
振动图象
波动图象
随时间推移图象延续， 随时间推移，图象沿传
图象变化
但已有形状不变
播方向平移
一个完整
曲线占横
表示一个周期
表示一个波长