专题19 机械波-2024届高考物理一轮复习热点题型归类训练

专题19 机械波 目录 题型一 机械波与波的图像 1 类型1 波的形成及传播 1 类型2 波的图像 5 题型二 波的图像和振动图像的理解和应用 9 题型三 波传播的周期性和多解性问题 13 类型1 时间多解性 14 类型2 空间多解性 17 题型四 波的叠加与干涉 22 题型五 波特有的现象 28 题型一 机械波与波的图像 1．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，任一质点的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)波源经过一个周期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＝＝λf。 2．波的传播方向与质点振动方向的互判方法 内容 图像 “上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 “同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 “微平移”法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 类型1 波的形成及传播 【例1】（2023·浙江金华·模拟预测）杜甫曾在《曲江》中提到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谱波），A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B连线在水平方向的距离为a，则不正确的是（　　） A．水波的波长为a B．A点振动频率为 C．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 D．从图示时刻起，经过的时间，B、C之间的距离增大了 【例2】（2023·江苏徐州·统考三模）如图，静止水面同一直线上的A、S、B为三个质点的平衡位置，它们的间距为。一滴水落在S处，形成一列向四周传播的水波（可视为简谐波），当水波的同一波峰经过A、B处时，S处的质点刚好经过平衡位置，且S、A（或B）之间只有一个波谷。已知波的周期为T，则（　　）    A．A、B两处质点的起振方向相反 B．此时S处质点向下振动 C．水波的波长为6a D．水波的速度为 【例3】．（2023春·浙江湖州·高三统考阶段练习）如图所示，波源O从t=0时刻开始垂直纸面做振幅为10cm的简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=4s时第一次出现如图所示的波形，实线为波峰，虚线为波谷，两个实线圆的半径分别为6.5m和0.5m，下列说法正确的是（　　）    A．该波波长为3m B．该波周期为3.7s C．波源O的起振方向向上 D．此时波源O的位移为5cm 【例4】．（2023春·黑龙江哈尔滨·高三哈尔滨三中校考期中）中医是我国传统文化的瑰宝，“悬丝诊脉”更是一门绝技。悬丝诊脉，悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图，假设“丝”上有间距相等的点1、2、3、4、5、6…，且相邻两点间距离为l。待诊病人在搭上丝线后，图中质点1在t=0时开始向上振动，产生的机械波沿丝线向医生传播，t=1.25s时质点1第二次到达最高点，此时质点6刚好开始振动，则下列说法正确的是（　　）    A．该波的波长为2l B．t=1.25s时质点6振动的方向向下 C．t=2s时质点3恰好位于波谷位置 D．t=0.75s时质点1和质点3的加速度相反 类型2 波的图像 【例1】（广东省清中、河中、北中、惠中2022-2023学年高三下学期5月联合考试物理试题）“战绳”训练是近年健身的一种流行的项目，如甲图，健身者双手握住双绳一端，上下抖动使绳子振动起来形成绳波，使健身者获得很好的健身效果。健身者抖动其中一根绳子形成的绳波，可看作简谐波，以手的平衡位置为坐标原点，建立xOy坐标系，如乙图是t=0时刻绳子的波形，若抖动的频率是0.5Hz，不考虑绳波传播过程中的能量损失，则（　　）    A．传播速度为8m/s B．该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向 C．该时刻P点坐标为（0，16） D．从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为 【例2】．（2023·云南曲靖·统考二模）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，从此时刻开始，介质中的质点P、Q（P、Q连线平行x轴）回到平衡位置的最短时间分别为0.1s、0.4s，下列说法正确的是（　　）    A．该波的周期为 B．0~0.75s内质点Q运动的路程为30cm C．0~0.75s内波传播的距离为9cm D．时刻质点Q加速度最大 【例3】（2023春·河南·高三校联考期中）一列简谐横波正沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，P、Q位于平衡位置处，在时，质