高三物理二轮复习机械波及波的图像题型归纳

1、2019届高三物理二轮复习机械波及波的图像题型归纳类型一、波动情况与振动情况之间的相互确定例1、（1）手握住水平的绳子一端（质点1）上下抖动，形成如图所示的波形。在图中标出质点6此时刻的速度方向；由波形，可以知道质点1开始振动时，是向方向振动。（2）波形的变化；如果一列波向右传播，已知t T-时刻的波形如图，请在下图中画出 4,3Tt =时刻的波形图。4【思路点拨】根据波的平移法（上下坡法）判断质点1开始振动时的方向。 根据已知波形找出经过半个周期各质点的位置，连接成图形。【答案】（1）速度方向向下；向上。（2）见图。【解析】波向右传播，根据上下坡法或平移法，可判断 6的振动速度向下。同理 1

2、开始振 动时，是在平衡位置向上方向振动的。-3_ T（2） t=-T时刻是在已知波形t =一时刻再经过半个周期的波形。波向右传播，第一个质44点向下振动，再经过半个周期恰好振动到波谷，画出波形如图。【总结升华】解这类基本题就是要会应用上下坡法或平移法、对称性的特点。举一反三【变式1】一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则（）A.波的周期为1sx =0处的质点在t=0时向y轴负向运动，1 x =0处的质点在t = 一 s时速度为04，1、x =0处的质点在t = 一 s时速度值取大4【答案】AB4一 八、，【解析】由波的图像可知半个波长是2m,波长是4m,周期

3、是T = = =1s , A正确。波v 4在与mx轴正方向传播，则 x =0的质点在沿y轴的负方向传播，B正确。x=0的质点的位移，、，、一1 T 11 ,是振幅的一半则要运动到平衡位置的时间是一x = s,则t =一秒时刻x =0的质点越过3 4 124了平衡位置速度既不是为零也不是最大，CD错误。【变式2】图（a）为一列简谐横波在t= 0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x= 4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是A.在t= 0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B.在t= 0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C.从t

4、= 0.10s到t= 0.25s,该波沿x轴负方向传播了 6mD.从t= 0.10s到t= 0.25s,质点P通过的路程为 30cmE.质点Q简谐运动的表达式为 y=0.10sin 10 7tt(国际单位制)【答案】BCE【解析】由Q点的振动图线可知，t=0.10s时质点Q向y轴负方向振动，选项 A错误；由波的图象可知，波向左传播，波的周期为T=0.2s, t=0.10s时质点P向上振动，经过C .3T,0.15s =T时，即在t=0.25s时，质点振动到x轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向 4也沿y轴正向，选项B正确；波速为8m -，v = 一 = 40m/s,T 0.2s故从t=0.1

5、0s到t=0.25s,该波沿x负方向传播的距离为：x = vt = 40 父 0.15m = 6m ,选项C正确；由于P点不是在波峰或波谷或者平衡位置，故从t=0.10s到t=0.25s的3/4周期内，通过的路程不等于3A=30cm ,选项D错误；质点Q做简谐振动的表达式为：2 二2 二y = Asin()t =0.10sin(-)t =0.10sin10Ht (国际单位)，选项E正确。类型二、波动过程与波形图的推断例2、简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为 v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点 a、b相距为s, a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中

6、质点a最早到达波谷的是（【解析】根据波的传播方向， 可分别判定四幅波形图中质点 a的振动方向，A图中向上振动，B图中向下振动，C图中向上振动，D图中向下振动；各图中波的周期分别为TbTcTd故从该时刻起，各图中质点 a第一次到达波谷的时间分别为tA3 TAtBtcTctDTd故选D。举一反三 TOC o 1-5 h z 【变式1】一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（a）是t=0时刻的波形图，图（b）和图（c） 分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（）124A- mB. - mC. 1mD. - m【答案】BD【解析】图（b）所示质点在t=0时在正向最大位移

7、处（图中A点），图（c）所示质点在t=0时，y =-0.05m,运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点。若图（c）所示质点为图中波峰右边的点（图中 B点），根据时间的周期性，两 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 乂 ，1 1- 2-2-点时间上相差（一十一）丁 =-T在空间上相差一九九= 2m,2 633 , 4则两点距离为一m ,选项D正确；若图（c）所木质点为图 32 、一八中波峰左边的点（图中未标出），与B点相差一个波长，即两点距离为一m ,选项B正确。3【变式2】图1所示为一列简谐横波在t=20s时的波形图，图2是这列波中P点的振

8、动图线,那么该波的传播速度和传播方向是（）A . v =25cm/s,向左传播B. v =50cm/s ,向左传播v =25cm/s ,向右传播v =50cm/s ,向右传播333【答案】B【解析】由振动图像可知，周期等于2秒，t=20s即10个周期，可知质点P在平衡位置向上振动，根据上下坡法或平移法可以判断出波向左传播；又由波动图像知波长为 100厘米，根1, 一 一据 v=m/s,故 B 对。T 2类型三、波的多解问题例3、如图，曲线表示的是一列横波的传播，其中实线是t1=1s时的波形，虚线是t2 =2.5s时的波形，且（t2 11）小于一个周期。由此可以判定 （）l y，cmA .波长一

9、定为40cmB.此波一定是向x轴正向传播C.振幅为10cmD.周期可能是6s,也可能是2s【思路点拨】根据波动图像找出波长，根据图像分析，若向右传播波峰经过四分之一个周期到达虚线位置，若向左传播经过四分之三个周期到达虚线位置，显然是多解问题。【答案】AD【解析】从波动图像上可以看出波长为 40cm,振幅为5cm ,AXC错。若波向右传播，（t2-11）小于一个周期，可以分析 x = 15厘米处的质点（实线波峰）经过四分之一周期波峰到达虚线八 一一，1丁x = 20cm处，可以看出：一T =2.5-1 =1.5,得T =6秒；右波向左传播，同理x=45cm的4质点（实线波峰）经过四分之三周期到达波峰虚线x=20cm处，可以看出：3-T =1.5, T =2秒，D对。波的传播万向不能确定，B错。4【总结升华】根据波动图像可以确定的是振幅和波长，波的传播方向要根据某质点的振动方向、振动图像、振动方程以及波长周期传播速度共同确定。周期、波速可能有多解。【变式1】如图，简谐横波在 t时刻的波形如实线所示，经过 At=3s,其波形如虚线所示。s。y /cm4r x/mCXi X2【解析】由图可知波长为 九= 7m。若波向右传播，则At =