《叠加波振动方向的判断》叠加波振动方向的判断 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《叠加波振动方向的判断》叠加波振动方向的判断

1多选题

(多选)一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的(　　)

A
波源Q产生的波将先到达中点M
B
波源P的起振方向是向上的
C
中点M的振动始终是加强的
D
M点的位移大小在某时刻可能为零

题目答案

BD

答案解析

分析：

两列波在相遇时，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱．并满足矢量叠加原理．

解答：

解：A、由题意可知，虽然波形不同，但波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点．故A错误．

B、由波的传播方向，可确定P质点的振动方向向上．故B正确．

C、由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱，可能在某一时刻位移为零．故C错误．D正确．

故选：BD

点评：

考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象．

纠错重做

2单选题

两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波(如图甲)，在相遇的某一时刻(如图乙)，两列波“消失”，此时图中a、b质点的振动方向是(　　)

A
a向上，b向下
B
a向下，b向上
C
a、b都静止
D
a、b都向上

题目答案

B

答案解析

分析：

两列振幅和波长都相同的半波在相遇时，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱．

解答：

解：在相遇时，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱．由于两列完全相同的波，则会出现波“消失”的现象；当相遇后，波又会出现原有的形状，所以a质点的振动方向是向下，b质点的振动方向是向上，因此B正确；ACD错误；

故选：B

点评：

考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象．

纠错重做

3多选题

(多选)一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，机械波的传播速度由介质决定，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的(　　)

A
波源P的起振方向是向上的
B
波源Q产生的波将先到达中点M
C
中点M的振动始终是加强的
D
M点的位移大小在某时刻可能为零

题目答案

AD

答案解析

分析：

两列波在相遇时，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱．并满足矢量叠加原理．

解答：

解：A、由波的传播方向，可确定P质点的振动方向向上．故A正确．

B、由题意可知，虽然波形不同，但波速相同，由于距离相同，所以两波同时到达M点．故B错误．

C、由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱，可能在某一时刻位移为零．故C错误．D正确．

故选AD．

点评：

考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象．同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象．

纠错重做

4多选题

(多选)如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，振幅均为A=2cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v=0.4m/s，图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是（　　）

A
质点P、Q都首先沿y轴负方向运动
B
t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点
C
t=1s时刻，质点M的位移为-4cm
D
经过1.5s后，P点的振幅为4cm

题目答案

AC

答案解析

分析：

两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱．由此可根据AB间距求出该的波长，从而算出波的周期．由波的传播方向来确定质点的振动方向．

解答：

解：A、由波的传播方向可确定质点的振动方向：逆向描波法．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均沿y轴负方向运动．故A正确；

B、质点不随波迁移，所以质点P、Q都不会运动到M点，故B错误；

C、由波长与波速关系可求出，波的周期为T=1s，两质点传到M的时间为$\frac {3}{4}$T，当t=1s时刻，两波的波谷恰好传到质点M，所以位移为-4cm．故C正确；

D、由波长与波速关系可求出，波的周期为T=1s，两质点传到M的时间为$\frac {3}{4}$T，当t=1.5s后，P点经过了一个半周期又回到了平衡位置，但P点的振幅仍为2cm，故D错误．

故选AC

点评：

波的叠加满足矢量法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零．

纠错重做

5单选题

两列简谐波沿x轴传播，传播速度的大小相等，其中一列沿x轴正方向传播，图中实线所示．一列波沿x负方向传播，图中虚线所示．这两列波的频率相等，振动方向均沿y轴，振幅为5cm，则(　　)

A
图中x=2m处的质点，振动加强
B
x轴上两波叠加的区域内，相邻的振动最强的点相距4m
C
图中x=4m处的质点在一个周期内走过的路程为20cm
D
图示时刻，x=0.5m处的质点处于平衡位置向y轴正方向振动

题目答案

B

答案解析

分析：

两列波的频率相等，相遇时会产生干涉，当质点到两波源的路程差是半个波长的奇数倍时，振动减弱，振幅等于两列单独引起的振幅之差；当质点到两波源的路程差是半个波长的偶数倍时，振动加强，振幅等于两列单独引起的振幅之和．根据路程判断质点的振幅．

解答：

解：由题意可知，这两列波的频率相同，在同种均匀介质中相遇会发生干涉现象．

A、由图可知，图中x=2m处的质点，是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A错误；

B、据干涉时振动加强区域应满足的条件为：△x=nλ(n=0，1，2…)，可知处于4和8位置的质点振动加强振幅最大，所以x轴上两波叠加的区域内，相邻的振动最强的点相距4m，故B正确；

C、图中x=4m处的质点始终是振动加强点，在一个周期内走过的路程为：s=4×2A=40cm，故C错误；

D、图示时刻，x=0.5m处的质点，在沿x轴正方向传播的波上沿y轴负方向振动，在沿x负方向传播的波上也沿y轴负方向振动，所以质点处于平衡位置向y轴负方向振动，故D错误；

故选：B

点评：

本题根据路程差与波长的关系判断波叠加的结果，也可以根据下列理论进行判断：波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，振幅等于两列波振幅之和；两列波峰与波谷相遇时振幅减弱，振幅等于两列波振幅之差．

纠错重做

6单选题

如图甲所示，实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波(各只有半个波形)在同一根弹性绳上分别向左、向右传播，某一时刻两列波的位置如图乙所示．P、Q、S表示弹性绳上的三个质点的平衡位置．下列说法中正确的是(　　)

A
该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，振动都最弱
B
该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，Q的速度最大
C
该时刻P的速度向上，Q的速度为零，S的速度向下
D
该时刻P的速度向下，Q的速度为零，S的速度向上

题目答案

C

答案解析

分析：

当两列波的波峰与波峰、波谷与波谷叠加处振动加强，振幅等于两列波振幅之和．波峰与波谷叠加处振动减弱，两波的振幅相等，振动减弱处振幅为零．

解答：

解：由图看出，质点Q处是波峰与波谷叠加处，振动减弱，两波的振幅相等，所以这点始终静止不动．由于质点是重复前面质点振动的特点，知道该时刻P的速度向上，Q的速度为零，S的速度向下．

故选：C．

点评：

本题是波的叠加问题，关键抓住叠加的规律：波峰与波峰、波谷与波谷相遇处振动加强，波峰与波谷相遇处振动减弱．

纠错重做