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1、2022年高考物理一輪復習 每日一題 波的產(chǎn)生和傳播特點
高考頻度:★★☆☆☆
難易程度:★★☆☆☆
一簡諧橫波在x軸上傳播,在某時刻的波形如圖所示,已知此時質點F的運動方向向下,則
A.此波朝x軸負方向傳播
B.質點D此時向下運動
C.質點B將比質點C先回到平衡位置
D.質點E的振幅為零
【參考答案】AB
【試題解析】簡諧波橫波在x軸上傳播,此時質點F的運動方向向下,由波形平移法可知,該波沿x軸負方向傳播,故A正確;質點D此時的運動方向與F的運動方向相同,即向下運動,故B正確;此時質點B向上運動,而質點C已經(jīng)在最大位移處,即將向下運動,直接回到平衡位置,則C先回到平
2、衡位置,故C錯誤;此時質點E的位移為零,但振幅不為零,各個質點的振幅均相同,故D錯誤。
【名師點睛】在根據(jù)波的傳播方向判斷質點振動方向或者根據(jù)質點振動方向判斷波傳播方向時,走坡法是一種重要的方法,即下坡路上,上坡路下,簡諧橫波在傳播過程中波上的各個質點只在平衡位置附近上下振動,不會隨波遷移,當兩個質點相隔波長的整數(shù)倍時,則這兩個點為同相點,即振動步調(diào)相同,如果兩個質點相隔半波長的奇數(shù)倍時,兩個點為反相點,即振動步調(diào)相反。
【知識補給】
波的產(chǎn)生和傳播特點
1.機械波的形成條件:(1)波源;(2)介質。
2.機械波的特點
(1)機械波傳播的只是振動的形式和能量,質點只在各自的平衡位置
3、附近做簡諧運動,并不隨波遷移。
(2)介質中各質點的振幅相同,振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同。
(3)各質點開始振動(即起振)的方向均相同。
(4)一個周期內(nèi),質點完成一次全振動,通過的路程為4A,位移為零。
3.波長、波速、頻率及其關系
(1)波長
在波動中,振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離,用λ表示。
(2)波速
波在介質中的傳播速度。由介質本身的性質決定。
(3)頻率
由波源決定,等于波源的振動頻率。
(4)波長、波速和頻率的關系:v=fλ。
特別提醒1.機械波從一種介質進入另一種介質,頻率不變,波速、波長都改變。
2.機械波的波速僅由介質來決
4、定,波速在固體、液體中比在空氣中大。波速的計算方法:或。
如圖所示為一橫波在某一時刻的波形圖,已知質點F此時刻運動方向向下,則
A.該波向左傳播
B.質點B和質點D的運動方向相同
C.質點C比質點B先回到平衡位置
D.此時質點F與質點H的加速度相同
平衡位置處于坐標原點的波源S在y軸上振動,產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負兩個方向傳播,波速均為100 m/s。平衡位置在x軸上的P、Q兩個質點隨波源振動著,P、Q的x軸坐標分別為xP=3.5 m、xQ=–3 m。當S位移為負且向–y方向運動時,P、Q兩質點的
A.位移方向相同、速度方向相反
B.位移方向相同、速度
5、方向相同
C.位移方向相反、速度方向相反
D.位移方向相反、速度方向相同
關于機械波和機械振動的關系,下列說法中正確的是
A.有機械振動必有機械波
B.有機械波必有機械振動
C.離波源近的質點振動快,離波源遠的質點振動慢
D.如果波源停止振動,在介質中的波也立即停止
位于坐標原點處的波源A沿y軸做簡諧運動。A剛好完成一次全振動時,在介質中形成簡諧橫波的波形如圖所示。B是沿波傳播方向上介質的一個質點,則
A.波源A開始振動時的運動方向沿y軸負方向
B.此后的1/4周期內(nèi)波源A運動的加速度越來越大
C.經(jīng)半個周期時間質點B將向右遷移半個波長
D.在一個周期時間內(nèi)A所
6、受的回復力做功為零
手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動,帶動繩上的其他質點振動形成簡諧波沿繩水平傳播,示意如圖。繩上有另一質點P,且O、P的平衡位置間距為L。t=0時,O位于最高點,P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列判斷正確的是
A.該簡諧波是縱波
B.該簡諧波的最大波長為2L
C.時,P在平衡位置上方
D.時,P的速度方向豎直向上
【參考答案】
ACD 根據(jù)題意,此時刻質點F的運動方向向下,根據(jù)波形的平移法可知,該波向左傳播,故A正確;根據(jù)波形平移法判斷得知,質點B向上運動,而質點D向下運動,兩者的運動方向相反,故B錯誤;因為質點B向上振動,故質點C比
7、質點B先回到平衡位置,故C正確;此時質點F和H的位移相同,簡諧運動的特點:F=–kx可知,此時質點F和H的回復力相同,加速度相同,故D正確。
【名師點睛】本題關鍵根據(jù)質點的振動方向判斷出波的傳播方向,所用的方法可以用“波形平移法”或者“同側法”等,知道同一波峰或波谷兩側附近的各點振動方向相反。
D 由題意可知,此波的波長為,xP=3.5 m=λ+λ,當波源位移為負且向–y方向運動時,P質點位移為負,速度沿+y方向;|xQ|=3 m=λ+,故Q質點位移為正,速度沿+y方向,故D正確。
ABD 波源A開始振動時的運動方向與圖示時刻波最前端質點的振動方向相同,可知波源A的起振方向沿y軸
8、負方向,故A正確;此后1/4周期內(nèi),波源A由平衡位置向下振動,位移逐漸變大,故運動的加速度越來越大,故B正確;波向右傳播過程中,質點不隨波遷移,故C錯誤;由動能定理可知回復力在一個周期內(nèi)做功為零,故D正確。
C 繩波中質點的振動方向與波的傳播方向垂直,屬于橫波,縱波的傳播方向和質點的振動方向在同一直線上,故A錯誤,根據(jù)波形圖和波的傳播方向可知,位移恰好為零且速度方向豎直向上的質點與O點的距離應為,其中n=0、1、2……,波長,可知當n=0時有波長的最大值,為,故B錯誤;0~內(nèi)P由平衡位置振動到波峰,~內(nèi)P由波峰回動到平衡位置,可知時P在平衡位置上方向上振動,時P在平衡位置上方向下振動,故C正確,D錯誤。