2015年高考物理真题分类汇编：机械振动和机械波

2015年高考物理真题分类汇编：机械振动和机械波 (2015新课标I-34（2）)【物理—选修3-4】（10分）甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 轴正向和负向传播，波速均为25m/s，两列波在t=0时的波形曲线如图所示,求 （i）t=0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 （ii）从t=0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间 【答案】（i） X = (50 + 300n)cm n = 0,1, 2······ （ii）t = 0.1s 【考点】横波的图像; 波速、波长和频率（周期）的关系 【解析】（i）t = 0 时，在x = 50cm处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为16cm, 两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm 。 从图线可以看出，甲、乙两列波的波长分别为： λ1 = 50cm , λ2 = 60cm ······· (2分) 1、 乙两列波波峰的x坐标分别为： X1 = 50 + k1λ1 , k1 = 0,1, 2······ (1分) X2 = 50 + k2λ2 , k2 = 0,1, 2······ (1分) 由式得，介质中偏离平衡位置为16cm的所有质点的x坐标为： X = (50 + 300n)cm n = 0,1, 2······ (2分) （ii）只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为 -16cm ,t= 0 时，两列波谷间的x坐标之差为： Δx/ = [50 + (2m2 + 1)] ······ (1分) 式中m1和m2均为整数，将式得：代入 Δx/ = 10(6m2 – 5m1) + 5 ······· 由于m1和m2均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为： Δx/ = 5cm ······ (1分) 从t = 0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点的时间为： t = ······· (1分) 代入数值得： t = 0.1s ······ (1分) 【2015新课标II-34】（2）（10分）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t