内容正文:
第25练 波的传播与图像 波的衍射和干涉
[footnoteRef:2]答案见P183 [2:
[解题技巧]求解波形与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法
(1)“一分”:分清振动图像与波形。此问题最简单,只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波形,横坐标为t则为振动图像。
(2)“一看”:看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。
(3)“二找”:找准波形对应的时刻;找准振动图像对应的质点。]
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考向1 描述机械波的物理量的理解
【1】(2023·全国新课标,14,6分,难度★)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的( )
A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同
C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同
考向2 振动图像和波形图像的理解应用
【2】(2023·湖北,7,4分,难度★★)一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100 cm,振幅为8 cm。介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于x=- cm和x=120 cm处。某时刻b质点的位移为 y=4 cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
3(2022·山东,9,4分,难度★★★)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如右图所示。当t=7 s时,简谐波的波形可能正确的是( )
考向3 波的干涉和衍射
【4】(2022·浙江,16,2分,难度★★★)(多选)位于x=0.25 m的波源P从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0 s时波源停止振动,t=2.1 s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xa=1.75 m,质点b的平衡位置xb=-0.5 m。下列说法正确的是( )
A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B.t=0.42 s时,波源的位移为正
C.t=2.25 s时,质点a沿y轴负方向振动
D.在0到2 s内,质点b运动总路程是2.55 m
[footnoteRef:3]5(2023·湖南,3,4分,难度★★★)如图甲所示,在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4 m,DC=3 m,DC垂直AB。t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图乙所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4 m。下列说法正确的是( ) [3:
[解题技巧]波的干涉现象中加强点、减弱点的判断方法
某质点的振动是加强还是减弱,取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。
(1)当两波源振动步调一致时。
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…),则振动减弱。
(2)当两波源振动步调相反时。
若Δr=(2n+1)(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动减弱。]
甲
乙
A.这三列波的波速均为2 m/s
B.t=2 s时,D处的质点开始振动
C.t=4.5 s时,D处的质点向y轴负方向运动
D.t=6 s时,D处的质点与平衡位置的距离是6 cm
答案见P184
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【6】(2022·四川巴中一诊)(多选)周末,鹏程和小李到清江观光园去秋游,他俩发现公园内湖面上有只游船,游客周期性摇动双桨激起的水波源源不断地传向湖边,他俩用手机上的秒表记录了水面上漂浮的树叶在12秒内共完成了6次全振动,他们又用该手机上“实用工具”中的“AR测量”测出树叶与他们所在湖边距离是5米,树叶的振动状态传到湖边的时间是10 s。鹏程10 s内拍击水面10次让手激起的振动向周围传播,他们最后讨论得到的正确结论是( )
A.游客摇桨激起的水波波长是1 m
B.鹏程用手激起的水波和桨激起的水波叠加能产生干涉图样
C.他们观察到桨激起的水波波长比手激起的水波波长长
D.鹏程用手激起的水波向远方传播的过程中,各质点的振幅不改变
【7】(2023·广东模拟)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波形如图甲所示,图乙为质点P的振动图像,则( )
甲
乙
A.该波沿x轴负方向传播
B.0~1 s时间内,质点P沿x轴运动了1.6 cm
C.该波的波速为1.6 m/s
D.在任意1 s的时间内,质点P运动的路程一定是2 m
【8】(2023·浙江强基联盟统测)如图是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”的复制品,注入适量水后,有节奏地摩擦鱼洗双耳,会发出嗡嗡声,盆内水花四溅。传说,众多“鱼洗”声能汇集成千军