第02章 章末整合提升-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-4）

章末整合提升 \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(波的反射：波从两种介质的界面上返回原介质,波的折射：波从一种介质进入另一种介质时要改变传播方向,波的干涉：两列波在相遇的区域内叠加而成,波的衍射：波绕过障碍物继续传播,多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时, 接收到的波的频率会发生变化)))) 一、波动图像反映的信息及其应用 从波动图像可以看出： (1)波长λ；(2)振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；(5)如果波的传播速度大小已知，可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：T＝.，f＝ 【例1】　振源O起振方向沿－y方向，从振源O起振时开始计时，经t＝0.7 s，x轴上0至6 m范围第一次出现如图1所示简谐波，则(　　) 图1 A．此波的周期一定是0.4 s[来源:学科网] B．此波的周期可能是 s C．此列波的波速为 m/s D．t＝0.7 s时，x轴上3 m处的质点振动方向沿＋y方向 解析　由图可知波长λ＝4 m，当0至6 m范围第一次出现图示简谐波，说明x＝4 m处的质点第1次位于波峰位置，所以波传播的时间t＝T＋＝10 m/s，选项C错误；波向右传播，由“上下坡”法可判断出t＝0.7 s时，x轴上3 m处的质点振动方向沿－y方向，选项D错误．[来源:学科网]得波速v＝T＝0.7 s，则周期T＝0.4 s，选项A正确，B错误；由v＝ 答案　A 针对训练1　一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图2实线所示，从此时刻起，经0.1 s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为10 m/s，则____________． 图2[来源:学科网] A．这列波沿x轴负方向传播 B．这列波的周期为0.4 s C．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动 D．从t＝0时刻开始质点a经0.2 s通过的路程为0.4 m E．x＝2 m处的质点的位移表达式为y＝0.2sin (5πt＋π) m 解析　从图中可以看出波长等于4 m，由已知得波速等于10 m/s，周期T＝0.4 s，B正确；经0.1 s波形图如题图虚线所示，说明波沿x轴负方向传播，A正确；t＝0时刻质点a沿y轴负方向运动；从t＝0时刻开始质点a经 0.2 s，即半个周期通过的路程为0.4 m，D正确；由y＝Asin (ωt＋φ)易得E正确． 答案　ABDE 二、波动图像与振动图像的区别和联系 面对波的图像和振动图像问题时可按如下步骤来分析： (1)先看两轴：由两轴确定图像种类． (2)读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读取波长和振幅． (3)读取间接信息：利用振动图像可确定某一质点在某一时刻的振动方向；利用波的图像可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判． (4)利用波速关系式：波长、波速、周期间一定满足v＝＝λf. 【例2】　(多选)图3甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q、P是波上的质点，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法中正确的是(　　) 图3 A．经过0.05 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度 B．经过0.05 s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度 C．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向 D．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向[来源:学.科.网Z.X.X.K] 解析　由图乙可知，质点的振动周期T＝0.2 s，经过0.05 s，即周期，质点Q在从正的最大位移处回到平衡位置的途中，运动方向沿y轴负方向，故C正确．周期，质点P到达负向的最大位移处，而此时质点Q处在正的某一位移处，位移越大，加速度越大，故B正确；经过0.1 s，即 答案　BC 针对训练2　(多选)图4甲为一列简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则(　　) 图4 A．横波的波长是8 m B．横波的频率是0.2 Hz C．质点P随波迁移的速度大小为40 m/s D．t＝0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动 解析　由波动图像可知，横波的波长是8 m，选项A正确；由质点Q的振动图像可知，横波的周期为0.2 s，频率是5 Hz，选项B错误；质点P围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项C错误；根据质点Q的振动图像，t＝0.1 s时刻，质点Q正沿y轴负方向运动，说明波沿x轴负方向传播．t＝0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动，选项D正确． 答案　AD 三、波动问题的多解性 波动问题出现多解性的原因： (1)空间周期性：波在均匀介质中传播时，传播的距离Δx＝nλ＋x0(n＝0,1,2……)，式中λ为波长，x0表示传播距离中除去波长的