物理高考真题汇编 - 波形图中的多解问题 、波的叠加、干涉、衍射、偏振、 多普勒效应

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物理高考真题汇编——波形图中的多解问题.、波的叠加、干涉、

衍射、偏振、 多普勒效应

第33节 波形图中的多解问题.吕叔湘中学庞留根

1.2018年北京卷、16．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 （ B ） A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.15 m 解析：画出PQ间的波形如图示， 则有xPQ v ，（k=0,1,2……） ，（k=0,1,2……）

P P v

Q 1?(k?)?2Q 整理可得??2xPQ(2k?1)当k =0时，λ=0.3m；当k =1时，λ=0.1m，故选项B正确，ACD错误。 2.2013年天津卷

7．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如右图所示。下列描述该波的图象可能正确的是

30 O -30 A 【答案】AC

【解析】本题考查机械波的图象及多解性。a、b两点之间的波形图可以有图中两种形式。

y/cm 2 4 x/m 30 O -30 B y/cm 4 8 x/m 30 O -30 y/cm 6 C 12 x/m

y/cm 30 a b O T/2 -30 30 O -30 y/cm 8 D 16 x/m

T t/s 136m

44n?1336对于情况2：(n?)??9m ∴??m

44n?3对于情况1：(n?)??9m ∴??代入自然数n可知A、C选项正确。 3.2012年理综四川卷

情况1 a 情况2 b 19．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A。M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示。在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于1s。则 5

A．该波的周期为 s

3

1

B．在t= s时,N的速度一定为2m/s

3C．从t=0到t=1s，M向右移动了2m 12

D．从t= s到t= s，M的动能逐渐增大

33答案：D

解析：由题意可知波源起振方向沿y轴正方向，周期大于1s，可画出t=0时的波形图如图，则波长λ=8m/3，周期T=λ/v=4/3s,则A错；质点的振动速度与波速是两个不同的概念，B错；质点不会随波迁移，C也错误；1s/3就是T/4，可以画出T/4时的波形图就可以判断只有D项正确。 4.2012年物理上海卷

24．如图，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过Δt=3s，其波形如虚线所示。己知图中x1与x2相距1m，波的周期为T，且2T<Δt<4T 。则可能的最小波速为____________m/s，最小周期为____________s。 答案： 5，7/9，

解析：从图中可知波长λ=7m，波可能向右传播也可能向左传播，由于2T<Δt<4T，若向右传播，传播的距离为s1=2λ+1=15m或s2=3λ+1=22m；若向左传播，传播的距离为s3=2λ+6=20m或s4=3λ+6=27m，

y/cm 0 x1 x2 7 14 x/m O M y/m N x/m

O M N x/m y/m s15根据v?,知传播距离最短的波速最小，这时最小波速为：v??5m/s,。

t3s?27根据v?,可知波速度最大时周期最小，而最大波速度vM?4??9m/s,，此时对应的最小周

tt3期T??7?s. vM95.2015年理综福建卷16. 简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是 （ D ）

O y a A b x O y a B b x O y a C b x O y a D b x 解析：由图A可知，波长λ=2s，周期T1?时t1?2s，质点a向上振动，经过3T1/4第一次到达波谷，历v3T13ss；由图B可知，波长λ=s，周期T2?，质点a向下振动，经过T2 /4第一次到达?42vv波谷，历时t2?T2ss；由图C可知，波长λ=s，周期T2?，质点a向上振动，经过3T2 /4第?44vv3T23s22s； 由图D可知，波长?1?s，周期T4?，质点a向下振?44v33vT4s；可见质点a最早到达波谷的是D图。 ?46v一次到达波谷，历时t3?动，经过T4/4第一次到达波谷，历时t4? 第34节 波的叠加、干涉、衍射、偏振、 多普勒效应

1.2013年全国卷大纲版

21．在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10m。在此过程中，他听到的扬声器声音由强变弱的次数为（ ） A．2 B．4 C．6 D．8 答：B

解析：波程差?s为半个波长时声音最弱，中点时?s=0，声音为强；向某端缓慢行进10m，波程差由0增大到20m，其中出现?s?(n?)?有4次，答案B。 2.2011年理综浙江卷

18．关于波动，下列说法正确的是 A．各种波均会发生偏振现象

B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹 C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 答：BD

【解析】只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确。 3.2011年上海卷

1210．两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 A．在两波相遇的区域中会产生干涉 B．在两波相遇的区域中不会产生干涉 C．a点的振动始终加强 D．a点的振动始终减弱 答案：B

解析：本题考查波的干涉图样，要求学生知道两列波产生干涉的条件。从图中可看出，波源S2的波长较大，对同一水介质来说，机械波的波速相同，根据波长、频率和波速的关系可知，两列波的频率一定不同，故两波相遇的区域不会产生干涉，A错B对。不产生稳定的干涉，就不会出现振动的始终加强或减弱，C、D均错。 4. 2014年理综大纲卷

18．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是 ( ) A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|

B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2

C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 【答案】AD

【解析】波峰与波谷相遇，振动方向相反，质点的振动减弱，振幅等于两列波振幅之差，选项A正确； 波峰与波峰相遇，振动方向相同，质点的振动加强，振幅等于两列波振幅之和，但质点仍在振动，而不会停在最大位移处，B错误；无论波峰与波谷相遇处还是波峰与波峰相遇处，质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动，因此位移不断变化，C错误；波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅， D正确． 5.2011年上海卷

24．两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4m/s，两波源分别位于A、B处，t=0时的波形如图所示。当t=2.5s时，M点的位移为 cm，N点的位移为 cm。 答案：2，0。

解析：本题考查波的形成与传播、波的叠加。由图可看出波源A的波长为λA＝0.2m，波源B的波长为λB

＝0.4m，在0~2.5s时间内两列波分别向左和向右传播的距离均为△x＝v△t＝1m。如图所示，将两列波向左和向右分别平移△x＝1m的距离，得到t＝2.5s时刻的两列波形图，显然此时波A使M质点处于平衡位置向上振动，而波B使M质点处于波谷位置，故M质点的位移叠加后为2cm。波A使N质点处于平衡位置向下振动，而波B使N质点处于平衡位置向下振动，故N质点的位移叠加后为0cm。

v 2.0 A O -2.0 y/cm A波 N M 0.5 1.0 B波 A v 2.0 O -2.0 y/cm N M 0.5 1.0 v B x/m S1

S2

a v B x/m