第7章 教考衔接6 波的形成与传播(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

教材人教版选择性必修第一册第三章第1节“演示” 绳波的产生和传播 1．实验设计 沿绳传播的波 如图，取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后向上抖动一次，可以看到绳上形成一个凸起部分，这个凸起部分向另一端传去。向下抖动一次，可以看到绳上形成一个凹下部分，这个凹下部分也向另一端传去。连续向上、向下抖动长绳，可以看到一列波产生和传播的情形。 在绳上做个红色标记，在波传播的过程中，这个标记怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动？ 2．实验现象 绳子上的各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播出去了。 3．现象分析 图中小圆点代表绳中的质点，相邻质点之间有相互作用力，这使得一个质点的运动会影响相邻质点的运动。 如图所示，质点P0在沿上下方向振动，依次牵动质点P1、P2，P3，…使它们也运动起来。若在t＝T时刻，质点P0到达了最高点，则P2将刚要开始运动。质点P0到达最高点后又开始下落，当t＝T时它又回到平衡位置，而这时P2刚刚到达最高点，质点P4则刚要开始运动。下面两幅图是随后T、T时刻各质点的位置及波的形状。 一、真题链接 1．(2021·浙江6月选考)将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A．甲图中两手开始振动时的方向并不相同 B．甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置 C．乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形 D．乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形 C　[甲图中两手开始振动时的方向相同，则甲图中分叉点是振动加强的位置，所以AB错误；乙图中两手开始振动时的方向恰好相反，则乙图中分叉点是振动减弱的位置，则在分叉点的右侧终见不到明显的波形，所以C正确，D错误。] 二、真题拓展 2．(多选)一列绳波在水平方向上传播，现对其频闪照相，拍摄频率为5 Hz。在同一底片上多次曝光后形成照片如图所示，照片与实物比例为1∶100。照片中A、B、C、D四点为同一水平线上的四点，且AB＝BC＝CD＝2 cm。以下说法正确的是(　　) A．该绳波波长为4 m B．该绳波波速可能为60 m/s C．该波可能与周期为0.1 s的另一列绳波发生干涉 D．同一次曝光时A、C两处质点振动方向相反 BD　[设波长为λ，由几何关系结合题意得＝解得λ＝8 m，故A错误；设波的周期为T，由题图可得nT＋＝，即nT＋＝0.2 s，解得T＝(n＝0,1,2，…)，则波速v＝＝20(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，当n＝1时，波速等于60 m/s，故B正确；由T＝(n＝0,1,2，…)可知无论n取何值，周期都不可能等于0.1 s所以该波不可能与周期为0.1 s的另一列绳波发生干涉，故C错误；A、C相距半个波长，所以一次曝光时A、C两处质点振动方向相反，故D正确。] 3．(2022·四川德阳市高三模拟)如图所示，以原点0为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源S1和S2分别置于x＝－6 m和x＝12 m处，产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。t＝0时刻x＝－2 m和x＝4 m处的质点刚好开始振动，某时刻二列波恰好同时到达原点0，若从t＝0开始到t＝ s时间内P点经过的路程为6 cm，求： (1)甲乙两波的频率之比； (2)甲波在左侧绳子中的传播速度大小。 [解析]　(1)两列波同时传到0点，由x＝vt 得出＝ 由v＝λf 又＝ 联立得＝1 (2)经t＝ s时P质点在平衡位置，由图像可知t＝0时P质点的x位置坐标为－ m，在t＝ s内甲波传播x＝ m 由x＝vt 解得v甲＝4 m/s [答案]　(1)＝1　(2)4 m/s 4/4 学科网（北京）股份有限公司 $