06关于振动与波-2021年高考物理难题全解全析

关于振动与波（解析版） —近来辅导学生中的难题 江苏省特级教师 学科网金牌特约名师 戴儒京 例1：弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3 s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2 s，振子第二次经过P点，则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间？ 【答案】 s，或1.4s 【解析】 【解法1物理情景分析法】情况1，振子从O向左到A再从A到P，经过0.3 s，然后从P到B再到P，经过了0.2 s，则3T/4=0.3+0.1=0.4s，所以周期T=8s/15，然后至第三次到P，经过时间为T-0.2s=1s/3 情况2，振子从O向右到P，经过0.3 s，然后从P到B再到P，经过了0.2 s，则T/4=0.3+0.1=0.4s，所以周期T=1.6s，然后到O到A再到O，至第三次到P，经过时间为T-0.2s=1.4s 【解法2 图象法】 (1)T= 从图象可得，从第2次到P至第3次到P的时间间隔约是0.84-0.5=0.34s (2)T=1.6s 从图象可得，从第2次到P至第3次到P的时间间隔是1.9-0.5=1.4s 例2. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图．M、N两点的坐标分别为(－2,0)和(－7,0)，已知t＝0.5 s时，M点第二次出现波峰． (1)这列波的传播速度多大？M点起振方向？ (2)从t＝0时刻起，经过多长时间N点第一次出现波峰？ 【解析】　(1)根据图象可知，该波波长λ＝4 m，M点与最近波峰的水平距离为6 m，因t＝0.5 s时，M点第二次出现波峰，所以波速为v＝＝ m/s＝20 m/s. 0时刻波刚好传到x=1处，此时该质点向下起振，所以各质点（M质点）起振方向均沿y轴负方向。 (2)N点与最近波峰的水平距离为s′＝11 m，当最近的波峰传到N点时N点第一次出现波峰，经过的时间为t1＝＝ s＝0.55 s. 例3.如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波的速度为v1，乙波的速度为v2，质点M的平衡位置为x＝0.2 m．则下列说法正确的是___ _____． A. 这两列波发生干涉现象，且质点M的振动始终加强 B. 由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M将位于波峰 C．甲波的速度v1与乙波的速度v2一样大 D. 因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较 【答案】AC 【解析】因为两列波波长相等，且波速相等，所以频率相等，是相干波，发生干涉现象；因为经过，两列波在M点同时到达波谷，所以质点M的振动始终加强，A正确； 因为甲波与乙波周期相等，所以由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M将位于波谷，B错误； 因为波速仅仅取决于介质，两列波在同一介质中传播，所以甲波的速度v1与乙波的速度v2一样大，C正确； D错误，所以选C。 例4.如图所示，在直线PQ的垂线OM上有A、B两个声源，A、B分别距O点6m和1m，两个声源同时不断向外发出波长都为2m的完全相同的声波，在直线PQ上从-∞到+∞的范围内听不到声音的区域共有多少个？ 【解析】直线PQ上的O点距两波源A、B的路程差最大， 即AO－BO=6m－1 m=5m=2.5λ，故O点为减弱点。 直线PQ上各点到两波源A、B的路程差逐渐减小，1.5λ的点2个，0.5λ的点2个， 所以在直线PQ上从-∞到+∞的范围内听不到声音的区域共有5个 例5. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】根据题意可知，时，在处的质点处于 则此时质点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动，原理平衡位置，根据题意，横波沿轴负方向传播，根据同侧法判断可知，ABC错误，D正确。 故选D。 $$关于振动与波（原卷版） —近来辅导学生中的难题 江苏省特级教师 学科网金牌特约名师 戴儒京 例1：弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3 s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2 s，振子第二次经过P点，则到该振子第三次经过P点可能还需要多长时间？ 例2. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图．M、N两点的坐标分别为(－2,0)和(－7,0)，已知t＝0.5 s时，M点第二次出现波峰． (1)这列波的传播速度多大？M点起振方向？ (2)从t＝0时刻起，经过多长时间N点第一次出现波峰？ 例3.如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波的速度为v1，乙波的速度为v2，质点M的平衡位置为x＝0.2 m．则下列说法正确的是___ _____． A. 这两列波发生干涉现象，且质点M的振动始终加强 B. 由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，M将位