第三章 2.波的描述-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件(人教版)
2025-11-10
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66页
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 2. 波的描述 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 10.41 MB |
| 发布时间 | 2025-11-10 |
| 更新时间 | 2025-11-10 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-10-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54207736.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中物理课件聚焦机械波的描述,核心知识点包括波的图像、波长频率波速关系及应用。通过扇舞表演情境导入,对比群体照(波的图像)与单个表演者录像(振动图像),搭建从质点振动到波动的认知支架,衔接前后知识。
其亮点在于情境化探究与科学思维融合,以扇舞类比波的形成培养模型建构能力,通过“上下坡法”等判断质点振动方向体现科学推理,任务链引导分析波速计算等问题发展科学探究。助力学生深化运动与相互作用观念,教师可借助结构化案例提升教学效率。
内容正文:
2.波的描述
第三章 机械波
1.理解波的图像的意义,能用描点法作横波的图像。
2.能从图像中读取有关物理量信息并会分析有关问题。
3.理解波长、频率和波速之间的关系,知道三者的决定因素,并能解决有关问题。
素养目标
内容索引
知识点一 波的图像
1
知识点二 波长、频率和波速
2
课时测评
4
知识点三 波的图像的应用
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知识点一 波的图像
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自主学习
情境导入 扇舞是一种常见的文艺表演形式,表演者排成一行,从左边第一位表演者开始,手持扇子周期性地下蹲、起立,旁边的表演者重复他的动作,后一位的动作总比前一位稍迟一点,这样就会形成如图所示的优美的波浪造型。
(1)如果对扇舞表演群体照相,得到的是“波的图像”还是“振动图像”?
提示:是“波的图像”。
(2)如果对其中某一位扇舞表演者录像,得到的是“波的图像”还是“振动图像”?
提示:是“振动图像”。
教材梳理 (阅读教材P67—P68完成下列填空)
1.波的图像的作法
2.简谐波
(1)概念:波的图像是_________,这样的波称为正弦波,也叫简谐波。
(2)介质中有正弦波传播时,介质的质点在做_____运动。
3.波的图像的意义
波的图像表示介质中的“各个质点”在“_________”的位移。
正弦曲线
简谐
某一时刻
课堂探究
师生互动 如图所示有甲、乙两个图像。
任务1.图甲是什么图像?图乙是什么图像?
提示:题图甲是波的图像,题图乙是振动图像。
任务2.图甲中M、P、N三个点的坐标的意义分别是什么?
提示:M、P、N三个点的坐标分别表示平衡位置在x=1 m、x=2 m、x=3 m处三个质点此时刻的位移分别为10 cm、0、-10 cm。
任务3.图乙中M′、P′、N′三个点的坐标的意义分别是什么?
提示:M′、P′、N′三个点的坐标分别表示某个质点在t=1 s、t=2 s、t=3 s时的位移分别为10 cm、0、-10 cm。
1.波的图像的理解
(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。
(2)波的图像的周期性:由于质点振动的位移做周期性变化,则波的图像也做周期性变化。经过一个周期,波的图像重复一次。
(3)波的传播方向的双向性:波沿x轴传播时,可以沿x轴正方向传 播,也可以沿x轴负方向传播。
探究归纳
2.由波的图像可获得的信息
(1)可以直接看出在某时刻沿传播方向上各个质点的位移,进而判断该时刻各个质点的速度和加速度。
(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅。
探究归纳
(多选)如图是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波的图像。绳上有A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点,下列说法正确的是
A.A、C、E、F、H具有相同的位移
B.A、C位移相同,H、F位移方向相反
C.C、F的加速度相同
D.A、B的振幅相同
√
√
在波的图像中,纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移,故A错误,B正确;C、F的加速度大小相等,方向相反,故C错误;在简谐波中各质点都做简谐运动,振幅都等于波源的振幅,故D正确。故选BD。
例1
针对练1.(多选)如图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图,以下判断正确的是
A.A、C两点的位移相同
B.B、C两点振幅相同
C.C、E两点间的距离为半个波长
D.波在A、B两点间传播的时间为个周期
√
√
A、C两点的位移大小相同,但是方向不同,A错误;B、C两点振幅相同,B正确;C、E两点平衡位置间的距离为半个波长,C错误;因A、B两点平衡位置间的距离为个波长,则波在A、B两点间传播的时间为个周期,D正确。故选BD。
针对练2.(多选)如图为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形,由图像可知
A.质点b此时位移为零
B.质点b此时向y轴负方向运动
C.质点d的振幅是2 cm
D.质点a再经过个周期通过的路程是4 cm
√
√
√
由题图知,质点b在平衡位置,所以此时其位
移为零,故A正确;因波向右传播,波源在左
侧,在质点b的左侧选一参考点b′,则b′在b上
方,所以质点b此时向y轴正方向运动,故B错
误;简谐波在传播过程中,介质中各质点的振幅相同,所以质点d的振幅是2 cm,故C正确;再过个周期,质点a将从正向最大位移处运动到负向最大位移处,路程是4 cm,故D正确。故选ACD。
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知识点二 波长、频率和波速
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自主学习
情境导入 如图为一列向右传播的简谐波
在某时刻的图像。
(1)该列波的质点的振幅多大?
提示:该列波的质点的振幅A=5 cm。
(2)该时刻质点b的平衡位置与f的平衡位置
间、d的平衡位置与h的平衡位置间、c与g间的距离有什么关系?这个距离有何意义?
提示:都相等,表示一个波长,即λ=4 m。
(3)该时刻质点a与c间、b的平衡位置与d的平衡位置间、e与g间的距离有什么关系?这个距离有何意义?
提示:都相等,表示半个波长。
教材梳理 (阅读教材P68完成下列填空)
1.波长λ
(1)定义:在波的传播方向上,振动相位总是相同的两个_____质点间的距离。
(2)特征
①在横波中,两个相邻_____或两个相邻_____之间的距离等于波长。
②在纵波中,两个相邻_____或两个相邻_____之间的距离等于波长。
相邻
波峰
波谷
密部
疏部
2.周期T、频率f
(1)周期(频率):在波动中,各个质点的振动_____(频率)叫作波的周期(频率)。实际上,波的周期(频率)就等于波源的振动周期(频率)。
(2)周期T和频率f的关系:互为倒数,即f= ___。
(3)波长与周期的关系:经过一个_____,振动在介质中传播的距离等于一个_____。
周期
周期
波长
3.波速
(1)意义:波速是指波在_____中传播的快慢。
(2)波速、波长与频率(周期)的关系:v=fλ=。
(3)特点
①机械波在介质中的传播速度是由_____本身的性质决定的,不同频率的机械波在相同的介质中传播速度_____。
②机械波从一种介质进入另一种介质,频率_____,波速_____。
介质
介质
相等
不变
改变
课堂探究
师生互动 某波源完成一次全振动的时间为
2 s,如图为其在空气中的某一时刻的波形图,
介质中A、B两质点平衡位置之间的距离为5 m。
任务1.该波的波长、频率、波速分别为多少?
提示:λ=5× m=4 m,f==0.5 Hz,v=fλ=2 m/s。
任务2.若该列波由空气传入水中,波的频率、波速、波长怎样变化?
提示:波的频率与波源振动频率相同,故频率f保持不变,波由空气传入水中,波速v变大,由v=fλ知波长λ变大。
1.关于波长的三个推论
(1)波长在数值上等于一个周期内振动在介质中传播的距离。
(2)平衡位置间距离等于波长整数倍的两个质点的振动情况总是相 同。即两个质点振动的位移、速度、加速度总是大小相等、方向相同。
(3)平衡位置间距离等于半波长奇数倍的两个质点的振动情况总是相反。即两个质点振动的位移、速度、加速度总是大小相等、方向相反。
探究归纳
2.波速公式v=fλ及其各量的理解
探究归纳
物理量 决定因素 关系
周期(频率) 取决于波源的振动周期(频率),与v、λ无关 (1)v=fλ或v=。
(2)波由一种介质进入另一种介质时,波的周期(频率)不变,v、λ均变化
波速 取决于介质本身的性质,与T、λ无关
波长 由波源和介质共同决定
√
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(多选)波源位于O点的简谐横波沿着x轴正方向传播,t=0时刻波源开始振动,t=0.6 s时刻的波的图像如图所示,P为x=0.60 m处的质点。下列说法正确的是
A.简谐横波的波速为0.6 m/s
B.质点P开始振动时沿y轴正方向
C.从t=0到t=1.6 s,质点P经过的路
程为30 cm
D.波源的振动方程为y=5sin (5πt) cm
审题指导 (1)由波的图像直接读取质点的振幅A=5 cm、波长λ=0.24 m。
(2)由波的图像读得t=0到t=0.6 s波传播了0.36 m,应用v=计算波速大小。
例2
t=0到t=0.6 s波传播了0.36 m,则v=
=0.6 m/s,故A正确;质点P起振
方向与波源起振方向相同,即沿y轴负方向,
故B错误;质点P起振时刻t0= s=1 s,由题图可知λ=0.24 m,则波的周期T==0.4 s,从t=0到t=1.6 s,质点P振动时间t1=1.6 s-1.0 s=0.6 s=T,则质点P经过的路程s=4A×=30 cm,故C正确;波源的振动方程为y=-A sin (ωt)= cm=-5sin (5πt) cm,故D错误。故选AC。
公式v=fλ适用于一切波,A正确;机械波的波速仅由介质决定,与频率f和波长λ无关,B、D错误;对同一列波,其频率由波源决定,与介质无关,C正确。故选AC。
针对练1.(多选)下列关于公式v=fλ的说法正确的是
A.v=fλ适用于一切波
B.由v=fλ知,f增大,则波速v也增大
C.v、λ、f三个量中,对同一列波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有f
D.由v=fλ知,波长为4 m的声波的传播速度是波长为2 m的声波的2倍
√
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由题图可知,这列波的波长是4 m,振幅是10 cm,故A正确,B错误;根据波长、频率与波速的关系式v=fλ得,波源振动的频率f==2.5 Hz,故C正确,D错误。故选AC。
针对练2. (多选) 坐标原点有一波源沿y轴振动,形成沿x轴正方向传播的简谐横波,如图所示。已知波速为10 m/s,下列说法正确的是
A.波长是4 m
B.振幅是20 cm
C.波源振动的频率为2.5 Hz
D.波源振动的频率为10 Hz
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知识点三 波的图像的应用
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师生互动 如图为简谐横波某时刻的波形图,P
为介质中的一个质点,波沿x轴的正方向传播。
任务1.此时刻质点P的速度、加速度的方向各是
怎样的?
提示:波沿x轴的正方向传播,可判断此时刻质
点P的速度沿y轴正方向;加速度总是指向平衡位置,即沿y轴负方向。
任务2.由此时刻起经过个周期后,质点P的速度与加速度的方向各是怎样的?
提示:经过个周期后,质点P的速度、加速度均沿y轴负方向。
任务3.经过一个周期,质点P通过的路程为多少?
提示:一个周期内,质点完成一次全振动,通过
的路程为4A0。
任务4.有同学说,由此时刻起经过个周期后,
质点P通过的路程为A0,你认为这种说法对吗?
提示:此时刻起经个周期后,质点P先到达最大位移处又向平衡位置运 动,在最大位移附近运动,速度较慢,通过的路程小于A0,故该同学说法不对。
由波的图像可获取的信息
1.可以直接读出在该时刻各个质点的位移。
2.可以直接读出振幅A。
3.可以直接读出波的波长λ。
4.可以根据波形图、波的传播方向判断该时刻某个质点的振动方向。
探究归纳
(多选)(2024·四川成都高二期中)原点O处有一简谐横波波源,t=0时波源开始振动,形成沿x轴正方向传播的机械波,当t=0.6 s时的波形图如图所示,此时质点P刚好开始振动,下列说法正确的是
A.这列波的传播速度为10 m/s
B.t=0.7 s时质点b运动方向沿y轴正方向
C.再经过0.1 s质点a通过的路程等于10 cm
D.此时质点a与质点b运动方向相反
√
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例3
t=0时波源开始振动,形成沿x轴正方向
传播的机械波,当t=0.6 s时的波形图如
题图所示,机械波的波速v= m/s
=10 m/s,故A正确;由题图读出波长λ=4 m,则周期T= s=0.4 s,t=0.6 s时质点b运动方向沿y轴负方向,t=0.7 s时,即再经过四分之一个周期,质点b运动方向沿y轴负方向,故B错误;t=0.6 s时质点a运动方向沿y轴正方向且不处于平衡位置,再经过0.1 s质点a通过的路程小于10 cm,故C错误;此刻质点a运动方向沿y轴正方向,质点b运动方向沿y轴负方向,故此时质点a与质点b运动方向相反,故D正确。故选AD。
波的传播方向与质点的振动方向的互判方法
方法技巧
方法 方法解读 图像展示
“上下
坡”法 沿波的传播方向看,处于“上坡”的质点向下振动,处于“下坡”的质点向上振动,简称“上坡下振” “下坡上振”
方法技巧
方法 方法解读 图像展示
“同侧”
法 波形图上表示某点的传播方向和振动方向的箭头都在图线的同侧
“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x坐标的两波形曲线上的点的位移大小关系来判断振动方向
针对练1.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,若此时质点P正向平衡位置运动,则此时
A.此波沿x轴正方向传播
B.质点N比质点Q先回到平衡位置
C.质点N处于减速运动过程中
D.质点Q和质点N运动情况恰好相反
√
质点P向平衡位置运动,即向下振动,根据“上
下坡”法知,波沿x轴负方向传播,则质点Q向
上振动,质点N向上振动,可知质点N直接到达
平衡位置,而质点Q先向上振动,再向下振动,
故质点N比质点Q先回到平衡位置,故A错误,B正确;因质点N向上振动,此时在向平衡位置运动,速度增大,处于加速过程,故C错误;由A、B项分析可知,质点N和质点Q均向上运动,运动方向相同,故D错误。故选B。
针对练2.(多选) 如图为一列简谐波在某一时刻的波形图,此时刻质点F的振动方向如图所示。则
A.该波向右传播
B.质点B和质点D的运动方向相同
C.质点C比质点B先回到平衡位置
D.此时质点F和质点H的加速度相同
√
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由“上下坡”法可知,波向左传播,质点D的运
动方向向下,而质点O、B、H的运动方向向上,
质点F、H相对各自平衡位置的位移相同,由a=
-可知,两质点的加速度相同,因质点C直接
从最大位移处回到平衡位置,即tC=,而质点B要先运动到最大位移 处,再回到平衡位置,故tB>=tC。故选CD。
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课堂回眸
课时测评
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1.关于机械波的相关公式v=fλ,下列说法正确的是
A.v是质点在振动方向的速度
B.对同一机械波来说,通过不同的介质时,频率f不变
C.一列机械波通过不同介质时,波长λ和频率f都会发生变化
D.在同一介质中波长为2 m的声波的传播速度比波长为1 m的声波的传播速度大一倍
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v=fλ中的v是波在介质中的传播速度,与质点的振动速度不同,A错 误;对同一机械波来说,通过不同的介质时,频率f不变,波速v会发生变化,则波长λ会发生变化,B正确,C错误;不同波长的声波在同一介质中传播速度相等,D错误。故选B。
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2.(2024·重庆涪陵区高二月考) 2024年艺术体操亚锦赛上,某带操选手伴随着欢快的音乐,完成了各项专业动作,产生各种优美的波形。如图为彩带某一时刻的情形,下列说法正确的是
A.彩带上质点的速度就是波传播的速度
B.彩带上质点运动的方向就是波传播的方向
C.图中时刻,质点P的速度大于质点Q的速度
D.图中时刻,质点P的加速度大于质点Q的加速度
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机械波的传播速度由介质决定,与质点的振动
速度无关,故A错误;由题图可知该波为横波,
质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,故
B错误;题图中时刻,质点P在波谷,质点Q在
平衡位置附近,质点P偏离平衡位置的位移较大,则质点P的速度小于质点Q的速度,质点P的加速度大于质点Q的加速度,故C错误,D正 确。故选D。
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3.(多选) 简谐横波某时刻的波形图如图所示,由图可知
A.若质点a向下运动,则波是从左向右传播的
B.若质点b向上运动,则波是从左向右传播的
C.若波从右向左传播,则质点c向下运动
D.若波从右向左传播,则质点d向上运动
√
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若波从右向左传播,则题图中质点a、b向下运动,质点c、d向上运动,故C错误,D正确;若质点a向下运动,则波应从右向左传播,故A错 误;若质点b向上运动,则波应从左向右传播,故B正确。故选BD。
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4.(2024·河南开封高二月考)如图是一列简谐波在某时
刻的波形图,下列说法正确的是
A.此列波的振幅是0.2 m
B.x=15 cm处质点的位移是0.1 m
C.若质点A的速度沿y轴正方向,则质点B的速度亦沿y轴正方向
D.质点A的加速度沿y轴正方向,而质点B、C的加速度沿y轴负方向
√
从波形图可以直接读出振幅是0.1 m,x=15 cm处质点的位移是-0.1 m,A、B错误;若质点A的速度沿y轴正方向,则波沿x轴正方向传播,此时质点B的速度沿y轴正方向,C正确;根据加速度与位移的关系可知,质点A的加速度沿y轴负方向,而质点B、C的加速度沿y轴正方向,D错误。故选C。
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5.某一列沿x轴传播的简谐横波,在t=时刻的波形图如图所示,T为波的周期,P、Q为介质中的两质点,质点P正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是
A.波沿x轴正方向传播
B.t=时刻,Q比P的速度大
C.t=时刻,Q到达平衡位置
D.t=时刻,P沿y轴正方向运动
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越靠近平衡位置,质点运动速度越大,质点P
正在向动能增大的方向运动,则P沿y轴负方向
运动,波沿x轴负方向传播,故A错误;t=时
刻,Q在波谷位置,速度为零,P在平衡位置和
波峰位置之间,速度不为零,所以Q比P的速度小,故B错误;t=时刻,Q到达波峰位置,故C错误;t=时刻,P在y轴负向某位置沿y轴正方向运动,故D正确。故选D。
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6.(2024·广东卷·T3) 一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s,t=0时的波形如图所示。t=1 s时,x=1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为
A.0 B.0.1 m
C.-0.1 m D.0.2 m
由题图可知简谐波的波长为λ=2 m,所以周期为T= s=2 s,当t=1 s时,x=1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处,故相对平衡位置的位移为0.1 m,故B正确。
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7.(2024·四川绵阳高二期中)“战绳”作为一项超燃脂的运动十分受人欢迎,如图甲所示,健身者分别抓住两根相同的战绳,晃动战绳一端使其上下振动(可视为简谐振动)形成横波。某时刻开始计时,t=0时两个绳波的图像如图乙所示,已知两个绳波的波速均为v=12 m/s,下列说法正确的是
A.绳波P的振幅为100 cm
B.绳波P与绳波Q的波长都为12 m
C.绳波P的周期为1 s
D.绳波Q的频率为1 Hz
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由题图乙可知,绳波P的振幅为50 cm,A错误;绳波P的波长为12 m,绳波Q的波长为6 m,B错误;绳波P的周期TP= s=1 s,C正 确;绳波Q的频率fQ= Hz=2 Hz,D错误。故选C。
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8.(2024·广东珠海高二月考)一列简谐横波在t=0时的波形如图所示,介质中的质点P做简谐运动的表达式为 y=4sin cm,下列说法正确的是
A.该波的振幅为8 cm
B.该波的波速为10 m/s
C.该波沿x轴负方向传播
D.质点P在一个周期内沿x轴正方向迁移了4 m
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根据题意,该波的振幅为4 cm,故A错误;
周期T==0.4 s,所以波速v= m/s
=10 m/s,故B正确;根据质点P的振动方
程可知,t=0时刻,质点P处于平衡位置,
且沿y轴正方向运动,结合题图,根据“上下坡”法可知,该波沿x轴正方向传播,故C错误;介质中的质点在平衡位置上下振动,而不会随波迁移,故D错误。故选B。
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9.(2024·贵州遵义高二月考)如图甲所示,简谐横波在均匀介质中以10 m/s的速度向右传播,P、Q是传播方向上的两个质点,其平衡位置间距为 10 m,当波刚传播到质点P开始计时,质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是
A.简谐横波的波长为0.4 m
B.t=1 s时,P、Q间有两个波峰
C.t=2 s时,P、Q间有两个波谷
D.0~3 s内质点Q通过的路程为2 m
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由题图乙知,周期T=0.4 s,波
长λ=vT=10×0.4 m=4 m,故
A错误;波由P传到Q需要时间
1 s,则0~3 s内质点Q振动了
2 s,通过的路程s=4A×=2 m,故D正确;t=1 s时,质点Q由平衡位置开始向y轴正方向运动,质点P处于平衡位置向y轴负方向运动,它们之间有三个波峰、两个波谷,故B错误;t=2 s时,质点Q由平衡位置开始向y轴负方向运动,质点P处于平衡位置向y轴正方向运动,它们之间有三个波谷、两个波峰,故C错误。故选D。
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10.(2024·福建南平市高二期末) 在一均匀介质中,由波源S发出的波同时沿x轴正、负两个方向传播。t=0时波源S开始振动,振动图像如图所示。以竖直向上为y轴正方向,则波源S振动半个周期时,x轴上形成的波形图为
√
由题图可知,波源的起振方向沿y轴正方向,即波的起振方向也是沿y轴正方向,波源振动半个周期,向左和向右分别形成半个波长的波形。故选A。
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11.图甲中的B超成像的基本原理
是探头向人体发射一组超声波,
遇到人体组织会产生不同程度的
反射,探头接收到的超声波信号
由计算机处理,从而形成B超图像。图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M,已知此超声波的频率为1×107 Hz,下列说法正确的是
A.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s
B.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C.0~1.25×10-7 s内质点M的路程为0.175 mm
D.t=1.25×10-7 s时质点M运动到横坐标x=35×10-2 mm处
√
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由题图乙可知,超声波的波长λ=1.4×10-4 m,故其传播速度v=fλ=1.4×103 m/s,故A正确;由题图乙可知,质点M开始振动的方向沿y轴负方向,故B错误;由题图乙可知,该波的振幅A=0.4 mm,周期T==1.0×10-7 s,1.25×10-7 s=T,故质点M的运动路程s=×4A=2 mm,故C错误;质点只会在平衡位置上下振动,不会随波迁移,故D错误。故选A。
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12.(多选)(2024·安徽蚌埠高二期中) 一列沿x轴方向传播的简谐横波,波速为 4 m/s。M、P和Q是介质中三个质点,t=0时刻波形如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动。下列说法正确的是
A.波沿x轴负方向传播
B.波的周期为8 s
C.经过2 s质点M移动到x=10 m处
D.质点P和Q的振动步调相反
√
√
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此时质点P沿y轴负方向运动,由“同侧”法
可知,波沿x轴负方向传播,故A正确;由题
图可知,该波的波长为8 m,则波的周期T=
=2 s,故B错误;质点不随波的传播方向移
动,故C错误;由题图可知,质点P和Q间的距离为半个波长,则质点P和Q的振动步调相反,故D正确。故选AD。
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13.(多选)(2024·内蒙古呼和浩特高二期中) 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻波形图如图所示,此时波刚好传到P点,t=0.3 s时质点P第一次到达负方向最大位移处,则
A.此波波源的起振方向沿y轴负方向
B.该简谐横波的波速为10 m/s
C.0~0.5 s时间内,质点M通过的路程为12 cm
D.0~0.2 s时间内,质点Q沿x轴正方向移动2 m
√
√
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根据“微平移”法可知,P点的起振方向沿y轴
正方向,则此波波源的起振方向沿y轴正方向,
故A错误;t=0时刻波刚好传到P点,t=0.3 s时
质点P第一次到达负方向最大位移处,则有T
=0.3 s,解得周期T=0.4 s,由题图可知波长λ=4 m,该简谐横波的波速v==10 m/s,故B正确;波从P点传到M点所用时间Δt= s=0.2 s,则0~0.5 s时间内,质点M振动的时间Δt1=0.5 s-0.2 s=0.3 s=T,质点M通过的路程s=×4A=3A=12 cm,故C正确;质点只在其平衡位置上下振动,并不会随波的传播方向迁移,故D错误。故选BC。
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14.(2024·重庆沙坪坝高二期末)某波源S位于
坐标原点,从t1=0时刻开始沿竖直方向做振
幅为2 cm的简谐运动。坐标轴y轴两侧是两种
不同的介质,波在介质2中的传播速度是介质
1的两倍。波在t2=6 s时刻右侧部分的完整波形图如图所示,左侧波形未画出,质点A、B、C的平衡位置分别在x=6 m、-6 m、-16 m处。则下列说法正确的是
A.波源S在t1=0时刻的起振方向沿y轴负方向
B.波在介质1中的传播速度为1.5 m/s
C.当质点A第一次出现在波峰时,质点B第二次出现在波峰
D.当质点C第一次出现在波谷时,质点B已经运动的路程为16 cm
√
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由“微平移”法可知,质点A的起振方向沿y轴
正方向,则波源S在t1=0时刻的起振方向沿y轴
正方向,故A错误;根据题意可知波在介质1中
的传播速度v1= m/s=1 m/s,故B错误;
波的周期T= s=4 s,可知质点A第一次出现在波峰的时刻t′=t2+=7 s,波在介质2中的传播速度v2=2v1=2 m/s,波传播到质点B时间ΔtB= s=3 s,则质点B第二次出现在波峰的时刻t″=ΔtB+=8 s,故C错误;
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波传播到质点C时间ΔtC= s=8 s,
则质点C第一次出现在波谷的时刻t‴=ΔtC
+=11 s,此时质点B已经振动的时间t
=t‴-ΔtB=8 s=2T,则质点B已经运动的路程s=2×4A=16 cm,故D正确。故选 D。
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波的描述
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