《2025年优化探究同步导学案高中物理选择性必修第一册人教版》

[典例3] 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，$ A、B $两质点的横坐标分别为$ x_A = 2 \, m $和$ x_B = 6 \, m $；图乙为质点$ B $从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是(D)


A.该波沿$ +x $方向传播，波速为$ 1 \, m/s $
B.质点$ A $经$ 4 \, s $振动的路程为$ 4 \, m $
C.此时刻质点$ A $的速度沿$ +y $方向
D.质点$ A $在$ t = 2 \, s $时速度为零

答案： [典例3] D 由题图乙可知，简谐横波的周期$T = 8\ s$，且$t = 0$时质点$B$沿$+y$方向运动，根据振动和波动的关系，波沿$-x$方向传播，质点$A$沿$-y$方向运动，$A$、$C$错误；质点$A$经过$4\ s$振动的路程$s=\frac{t}{T}·4A=1\ m$，$B$错误；质点$A$在$t = 2\ s$时，处于负向最大位移处，速度为零，$D$正确。

[典例4] (多选)一列简谐横波沿$ x $轴传播，平衡位置位于坐标原点$ O $的质点振动图像如图所示。当$ t = 7 \, s $时，简谐波的波动图像可能正确的是(AC)

答案： [典例4] AC 由振动图像可知波的振幅$A = 20\ cm$，波的周期$T = 12\ s$，从振动图像上可以看出$t = 7\ s$时平衡位置位于原点$O$的质点相对平衡位置的位移为$y_7=-\frac{\sqrt{3}}{2}A$，且向下运动。$A$图该质点位移符合条件，且当波沿$x$轴负方向传播时向下运动，符合题意，$A$正确；$C$图该质点位移符合条件，且当波沿$x$轴正方向传播时向下运动，符合题意，$C$正确。

[典例5] (多选)关于图中的物理现象，描述正确的是(BCD)


A.甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象
B.乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象
C.丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象
D.丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应

答案： [典例5] BCD 甲图，水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故$A$错误；乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，故$B$正确；丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，故$C$正确；丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应，故$D$正确。

[典例6] 图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向左传播，乙波向右传播。质点$ N $的平衡位置在$ x = 0.1 \, m $处，则下列说法正确的是(C)


A.此时质点$ N $的位移为$ 30 \, cm $
B.$ N $点是振动加强点
C.这两列波会发生干涉现象
D.质点$ N $将做振幅为$ 20 \, cm $的简谐振动

答案： [典例6] C 两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相同，由图可知两列波的波长相等，由$v=\lambda f$可知，两列简谐横波的频率相等，所以两列波能产生干涉，故$C$正确；根据题意，由图可知，质点$N$处是两列波的波峰与波谷相遇处，振动总是减弱，振幅等于两列波振幅之差$A = 20\ cm - 10\ cm = 10\ cm$，此时，质点$N$的位移为$x = 20\ cm - 10\ cm = 10\ cm$，故$A$、$B$、$D$错误。