2018-2019学年高中物理沪科版选修3-4（课件+检测）：第2章 章末分层突破 (2份打包)

章末分层突破 [自我校对] ①波源和介质 ②振动形式 ③垂直 ④在同一条直线上 ⑤距离 ⑥λf ⑦ ⑧平衡位置 ⑨波长 ⑩障碍物 ⑪叠加 ⑫频率 　波动图像和振动图像的综合分析 1.区别和联系 波的图像表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移情况，从波的图像上可直接读出振幅和波长.随着时间的推移，波的图像将沿波速方向匀速移动.振动图像表示单个质点振动的位移随时间的变化规律，由振动图像上可直接读出振幅、周期和任意时刻的振动方向，随着时间的推移，振动图像继续延伸，原有图像保持不变. 2.由波的图像画振动图像 给出波的图像，已知波的传播方向时，可粗略画出任一点的振动图像(周期T未知).如果能再给出波速便可准确画出任一质点的振动图像. 3.由振动图像画波的图像 这类问题一般见到的情况是：给出振动图像和波的传播方向，便可画出任一时刻的波形图；或是给出两个质点的振动图像，加上两质点平衡位置的间距和波源方位，便可画出多种情况下的波形图. 　(2014·全国卷Ⅱ)图2­1(a)为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像.下列说法正确的是(　　) (a) (b) 图2­1 A.在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B.在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C.从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D.从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm E.质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10 sin 10πt(国际单位制) 【解析】　由y­t图像可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；由y­t图像可知，波的振动周期T＝0.2 s，由y­x图像可知λ＝8 m，故波速v＝t(m)＝0.10sin 10πt(m)，选项E正确.T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在Δt＝0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；由y­t图像可知质点Q做简谐运动的表达式为y＝0.10sin T内路程为20 cm，在剩下的T，质点P在其中的＝＋40 m/s，根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离Δx＝vΔt＝6 m，选项C正确；其波形图如图所示，此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确；Δt＝0.15 s＝ 【答案】　BCE 　波动问题的多解 1.由于波的传播双向性而导致多解 双向性是指波沿x轴正、负两方向传播时，若正、负两方向传播的时间之和等于周期的整数倍，则正、负两方向传播的那一时刻波形相同. 2.由于波的时间周期性而导致多解 波的时间周期性是指每经过一个周期T，同一质点振动状态相同，波的形状也相同；每经过半个周期，质点振动状态相反，波的形状也相反.因此在波的传播过程中，经过整数倍周期时，波形图线相同. 3.由于波的空间周期性而导致多解 波的空间周期性是指每经过一个波长λ，波的形状相同，质点振动状态也相同；每经过半个波长，波的形状相反，质点振动状态也相反.因此在波的传播方向上相距为波长整数倍距离的质点振动情况相同. 4.两质点间关系不确定形成多解 在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或者两者相位之间关系不确定，就会形成多解.若不能联想到所有可能的情况，就会出现漏解. 　一列横波的波形如图2­2所示，实线表示t1＝0时刻的波形图，虚线表示t2＝0.05 s时刻的波形图，则： 图2­2 (1)若2T＞t2－t1＞T，波速可能为多大？(T为周期) (2)若T＜t2－t1，并且波速为360 m/s，则波向哪个方向传播？ 【解析】　(1)由图像可知： 若波向右传播，则在Δt＝0.05 s内波传播的距离为Δx＝10 m. 则波速v1＝ m/s＝200 m/s.＝ 若波向左传播，则在Δt＝0.05 s内波传播的距离为Δx＝14 m. 则波速v2＝ m/s＝280 m/s.＝ (2)由图像可知：波长λ＝8 m. 在Δt＝0.05 s内波传播的距离为Δx＝vΔt＝360×0.05 m＝18 m. 则Δx＝λ，所以波向右传播.λ＝2λ＋ 【答案】　(1)200 m/s或280 m/s　(2)向右传播 此题是由波的传播方向导致的多解，所以应该先假设一个传播方向，再由已知条件求解. 　一列简谐横波沿水平方向向右传播，M、N为介质中相距Δx的两质点，M在左，N在右.t时刻，M、N均通过平衡位置，且M、N之间只有一个波峰，经过Δt时间N质点恰处于波峰位置，求这列波的波速. 【解析】　由题意可知t时刻的波形可能有四种情况，如图所示.