高考物理必考难点8:波的传播方向与质点振动方向判析(含答案)
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1、难点难点 8 波的传播方向与质点振动方向判析波的传播方向与质点振动方向判析 振动和波的综合应用是历年必考的热点内容之一,考查的重点侧重于对振动和波的基本物理形成过程的理解和分析,其命题焦点往往集中于波传播方向和质点振动方向的关联分析上. 难点磁场难点磁场 1.() (2002 年广东、广西卷)一列在竖直方向振动的简谐横波,波长为,沿 x 轴正方向传播.某一时刻,在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中,任取相邻的两点 P1、P2,已知 P1的 x 坐标小于 P2的 x 坐标. A.若21PP2,则 P1向下运动,P2向上运动 B.若21PP2,则 P1向上运动,P2向下运动 C.若21PP2,
2、则 P1向上运动,P2向下运动 D.若21PP2,则 P1向下运动,P2向上运动 2.()如图 8-1 所示,一根张紧的水平弹性长绳上的 a、b 两点,相 距 14.0 m ,b 点在 a 点的右方.当一列简谐横波沿此绳向右传播时,若 a 点的位移达到正极大时,b 点的位移恰为零,且向下运动.经过 1.00 s 后,a 点的位移为零,且向下运动,而 b 点的位移恰达到负极大.则这简谐横波的波速可能等于 A.14 m/s B.10 m/s C.6 m/s D.4.67 m/s 案例探究案例探究 例 1 () (2005 全国高考题)一列简谐横波在 x 轴上传播,在某时刻的波形如图 8-2 所示.
3、已知此时质点 F 的运动方向向下,则 A.此波朝 x 轴负方向传播 B.质点 D 此时向下运动 C.质点 B 将比质点 C 先回到平衡位置 D.质点 E 的振幅为零 命题意图:考查对简谐波形成及传播的物理过程的理解能力及推理判断能力 B 级要求.错解分析:缺乏对波产生机理的理解而造成错误. 图 8-1 图 8-2 解题方法与技巧: 解法一:带动法:波的传播过程是振动的传播过程,当介质中某一质点开始振动时,必然带动其周围相邻的质点振动, 这些质点又依次带动各自相邻的质点振动, 依次类推, 振动就逐渐传播开来形成波.因此,沿波的传播方向各质点的步调是依次落后的,总是前一质点带动相邻后一质点,后一质
4、点总是力图跟上带动其振动前一相邻的质点并重复其运动.据图象信息知,此该 F 点振动方向向下,是由 G 点带动的结果,G质点比 F 点更靠近波源,故波是沿 x 轴负方向传播的,故选项 A 正确.同理 D 点在 E 带动下,力图跟上 E点并重复 E 的振动.故 D 点振动方向向下,B 选项正确.B 点被 C 点所带动,步调落后于 C,故 C 先回到平衡位置,故选项 C 错.参与简谐波的各质点振幅均相等.故 E 的振幅不为零,选项 D 错. 解法二:上下坡法:沿着波的传播方向看, “上坡”处的质点振动方向向下, “下坡”处的质点振动方向向上,简称“上坡下,下坡上”.题中 F 振动方向向下,应该处于“
5、上坡”处,也只有逆着 x 正方向看它在处于“上坡”处,故波传播方向是沿 x 轴负方向.故 A 选项正确.此时 D 亦处于“上坡”处,故振动方向向下. B 选项正确,B 处于“下坡处” ,振动方向运离平衡位置向上,而 C 质点处最大位移处向平衡位置运动,故 B 点要落后于 C 点到平衡位置,故 C 选项错.振动的各质点振幅相同,故 D 选项错. 例 2 ()图 8-3 所示的是某横波的图象,由图可知 A.若波向右传播,则质点 B 正向右运动 B.若波向右传播,则质点 C 正向左运动 C.若波向左传播,则质点 D 正向下运动 D.若波向左传播,则质点 B 正向上运动 命题意图:考查对波动形成的物理
6、过程及波动实质的理解能力及对问题的分析推理能力,B 级要求. 错解分析:掌握不住波动形成机理与实质,是造成错选的根本原因. 解题方法与技巧: (解法一: )图象微平移法: 由波动的实质质点仅在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移可知,选项 A、 B 均不正确.当波向左传播时, 根据图象平移法, 将实线波形向左微平移x,得虚线波形(见图 8-4) ,可见图象平移后质点 B、D 的新位置在原位置的下方,故正确选项应为 C. 图 8-3 图 8-4 (解法二: )同侧法:在波的图象的某一点,沿竖直方向画出一箭头表示质点振动方向,并设想在同一点沿水平方向画一箭头表示波的传播方向,那么这两箭头总是指向曲
7、线的同侧,可称为“同侧法”.据此法过 B 点向左画一箭头表示波的传播方向,由“同侧”性规律,便知代表 B 点振动方向的箭头必然向下,故B 点振动方向向下,同理 D 点振动方向向下,故选项 C 正确. 锦囊妙计锦囊妙计 一、高考命题走势 波与振动的综合应用是高考命题的热点之一.其特点常以波的图象为载体考查考生对波动这一质点群体效应与振动这一质点个体运动内在联系的理解.其中波的传播方向与质点振动方向间关联判断,往往是该类命题破题的首要环节和思维起点. 二、波的传播方向与振动方向判断方法 依波的形成机理和传播规律可分为“质点带动法”和“图象微平移法”.此外还有“上下坡法” “同侧法”等. 1.质点带
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