1、高考资源网() 您身边的高考专家物理高考资源网 物理能力训练(37)高考资源网例1一列波在空气中的传播速度为340m/s,波长为10cm,它在水中的传播速度为1450m/s,求这列波在水中传播时的波长和频率各是多少?分析与解:由得,波在空气中传播时的频率为=3400Hz因为波由空气进入水中后,波的频率不会改变,所以波在水中传播时的频率为3400Hz由得,波在水中的波长为=0.426m点评 由于波传播过程中,介质中的质点只做受迫振动,质点振动的频率只由策动力的频率来决定,而波的频率与质点的振动频率总是相同的,所以不论波传播到哪种介质,波的频率都不变。例2一列简谐波在t=0时刻的波形如图102左图
2、所示,如图102右图表示波传播的介质中某一质点此后一段时间内的振动图象,则( )图102 A 若波沿x轴正方向传播,右图应为a点的振动图象B 若波沿x轴正方向传播,右图应为b点的振动图象C 若波沿x轴负方向传播,右图应为c点的振动图象D 若波沿x轴负方向传播,右图应为d点的振动图象分析与解 在右图的振动图象中,t=0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动,而左图的波形却表明在t=0时刻,质点b、d在平衡位置上,而a、c两质点不在平衡位置上,所以排除A、C两选项正确的可能性。若波沿x轴正方向传播,b质点应向上运动,若波沿x轴负方向传播,同样可以确定d质点应向上运动,所以正确答案是B、D。 点评
3、这是属于波的图象和振动图象综合应用的问题,实质是由波的传播方向来确定介质中质点的振动方向。例3一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形如图103所示,已知在t=1.1s时刻,质点P出现第三次波峰,那么质点Q第一次出现波峰的时间是_。图103分析与解 由图103中可知t=0时,质点P正处于平衡位置且运动方向向下,质点P点要经过T的时间才能出现波峰(y轴正向最大值);又经过了2T的时间,质点P 第三次出现波峰,有T+2T=1.1s。所以简谐横波的周期为 T=0.4s由波形图象可以知道波长=2m,所以波的传播速度为=5m/s在t=0时刻时波的第一个波峰位于x=1m处,它以5m/s的速度向Q点
4、(x=5m)方向运动,当该波峰运动到Q点时,即Q点第一次出现波峰。所以质点Q第一次出现波峰的时间为t=0.8s点评 根据波形图象和波的传播方向判断质点P的运动方向,然后求出质点P经历个周期的振动才能第3次出现波峰,再求出波的周期T,这是本题的关键。例4一列横波在x轴线上传播,在t1=0和t2=0.005s时的波形曲线如图104所示。(1)由图104中读出波的振幅和波长。(2)设周期大于0.005s,如果波向右传播,波速多大?如果波向左传播,波速又是多大?(3)设周期小于0.005s,并且波速为600m/s,求波的传播方向?图104分析与解 (1)通过波形曲线可以直接读出振幅A=0.2m,波长为
5、=8m。(2)当周期大于0.005s时,波的传播距离小于一个波长。如果波向右传播,则传播距离由图上可以看出为2m,得v右=400m/s如果波向左传播,传播距离由图上可以看出为6m,得v左=1200m/s(3)当波速v = 6000m/s,在0.005s时间里波的传播距离为= v=60000.005=30 m在周期小于0.005s时,波的传播距离大于一个波长,比三个波长多出6 m,即波峰应前进6 m,所以波应向左传播。点评 本题是一道很有层次的题目,它分别考查了对横波现象的了解和理解层次,又考查了综合应用的能力。例5 如图105所示绳中有一列横波沿x轴传播,a、b是绳上两点,a当点振动到最高点时
6、,b点恰好经过平衡位置向上运动,试在图104上a、b间画出两个波形分别表示:(1)沿x轴正方向传播波长最大的波。(2)沿x轴负方向传播波长最大的波。图105 图106分析与解 当波具有最大波长时,a、b间的距离不到一个波长,所以a、b间的波形图线只有两种可能。如图106所示,由于b点向上运动,所以可判断出当波沿x轴正方向传播时的波形是,当波向x轴负方向传播时的波形是。点评 这是由波的传播方向和质点的振动情况来确定波形图线的典型题目。解题的关键是根据a点(或b点)的振动情况判断在靠近波源一侧附近的质点是在a点(或b点)的上方还是下方,以确定波峰和波谷的位置。高考资源网答案:高考资源网高考资源网版权所有,侵权必究!