小题精练09 波的振动图像 波动图像 干涉 衍射——2024年高考物理题型突破限时精练（辽宁专用）

小题精练09 波的振动图像 波动图像 干涉 衍射 考点内容 考情分析 考点一 简谐运动 1、简谐运动考察图像、波的传播图像以及振动图像与波的传播规律相结合的题型。 2、近三年辽宁省考察情况：2021年第7题，2022年第3题，2023年第8题 考点二 机械波图像分析及多解问题 考点三 波的叠加 考点四 振动图像与波的图像的综合应用 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 一、波动图像和振动图像的比较 振动图像 波的图像 研究 对象 一振动质点 沿波传播方向的所有质点 研究 内容 一质点的位移随时间的变化规律 某时刻介质中所有质点的空间分布规律 图像 物理 意义 表示同一质点在各时刻偏离平衡位置的位移 表示介质中的各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移 图像 信息 (1)质点振动周期 (2)质点振幅 (3)某一质点在各时刻偏离平衡位置的位移 (4)某一质点在各时刻速度、加速度的方向 (1)波长、振幅 (2)任意一质点在该时刻偏离平衡位置的位移 (3)任意一质点在该时刻的加速度方向 (4)已知波的传播方向，可判断介质中各质点的振动方向；已知介质中某一质点的振动方向，可判断波的传播方向 图像 变化 随时间推移，图像延续，但已有形状不变 随时间推移，波形沿传播方向平移 连续重复的最短完整曲线占横坐标的距离 表示一个周期 表示一个波长 二、求解波的图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法 三、波的干涉和衍射的比较 内容 波的衍射 波的干涉 定义 波可以绕过障碍物继续传播的现象 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强、某些区域的振动总是减弱的现象 现象 波偏离直线而传播到直线以外的空间 两列波叠加区域形成相互间隔的稳定的振动加强区和振动减弱区，产生稳定的干涉图样 条件 明显发生的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小 充分条件：两列波的频率相同，相位差恒定，振动方向相同 相同点 干涉和衍射是波特有的现象 四、波的干涉中加强点与减弱点的比较 　　项目 区域 振幅 振动能量 加强点 A1＋A2 最大 减弱点 |A1－A2| 最小 五、波的干涉中加强点和减弱点的判断方法 (1)图像法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点是加强点，波峰与波谷的交点是减弱点。加强点或减弱点各自连接形成加强线和减弱线，以两波源为中心向外辐射，两种线互相间隔，这就是干涉图样，如图所示。加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。 (2)公式法 ①当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差Δx＝nλ(n＝0,1,2，…)处是加强区，Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)处是减弱区。 ②当两个相干波源的振动步调相反时，到两个波源的距离之差Δx＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)处是加强区，Δx＝nλ(n＝0,1,2，…)处是减弱区。 【例题】（2023•和平区校级模拟）如图所示，在同种均匀介质中有两波源S1和S2相距3m，频率均为2Hz，以S1为原点建立如图所示的坐标系，t＝0时波源S1从平衡位置开始垂直纸面向上做简谐运动，所激发的横波向四周传播。t＝0.25s时波源S2也开始垂直纸面向上做简谐运动，在t＝0.75s时两列简谐波的最远波峰传到了图示中的两个圆的位置。则（　　） A．波的传播速度为3m/s B．虚线x＝1.5m为振动加强区 C．t＝1.0s时波谷与波谷相遇的点共有2个 D．经过1.0s后S1和S2连线上有2个振动减弱的位置 难度：★★★ 建议时间：30分钟 正确率： /14 1. （2023•金州区校级三模）一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图甲所示，图乙是位于x＝1m的质点N此后的a﹣t图像，Q是位于x＝10m处的质点，则下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴正方向传播，波源的起振方向向下 B．质点M的振动方程为y＝8cos0.5πt（cm） C．在t＝12s时，质点Q的位置坐标为（10m，8cm） D．在该简谐波传播方向上与波源逐渐靠近的接收器接收到的波的频率将小于0.25Hz 2. （2023•沙河口区校级模拟）如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，此时质点Q（x＝5m）向y轴正向振动，虚线为t＝0.9s时的波形图，质点P（x＝4m）在0.9s时恰好第三次到达波峰，则下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的传播速度为m/s C．在t＝1.75s时刻