7、 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起(AC)

.

A．经过0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

B．经过0.25 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度

C．经过0.15 s，波沿x轴的正方向传播了3 m

D．经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向

6、 一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v＝4 m/s，已知坐标原点(x＝0)处质点的振动图象如图a所示，在下列4幅图中能够正确表示t＝0.15 s时波形的图是　　 (A)

5、一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t = 1s

时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时

间变化的振动图线(两图用同同一时间起点)，则

图2可能是图1中哪个质元的振动图线？( A　 )

A．x = 0处的质元；　　　 B．x = 1m处的质元；

C．x = 2m处的质元；　　 D．x = 3m处的质元。

4、如图所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t+Δt时刻的波形曲线。B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点，下列说法中正确的是(C)

A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动

B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零

C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为Δt

D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为Δt

3、图l 、图2 分别表示两种电压的波形．其中图l 所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是

A．图l 表示交流电，图2 表示直流电

B．两种电压的有效值相等

C．图1 所示电压的瞬时值表达式为：u=311 sin100πtV

D．图l 所示电压经匝数比为10 : 1 的变压器变压后．频

率变为原来的

答案：C

解析：交流电的概念，大小和方向都随时间变化，在t轴的上方为正，下方为负，A错。有效值只对正弦交流电使用，最大值一样，所以B错。由图可知，C对。变压之后频率不变，D错。

2．一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42 m。图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线。从图示可知

　　 A．此列波的频率一定是10Hz

　　 B．此列波的波长一定是0.1m

　　 C．此列波的传播速度可能是34 m/s

　　 D．a点一定比b点距波源近

答案：AC　

解析：由振动图象可知，振动周期为0.1s，故此列波的频率一定是10Hz，A正确；因为波速为，当n=2时，波速为34m/s，故C正确；由图不能断定波长一定是0.1m，也无法确定哪一点距波源近一些．

1．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，则

A．该波的振幅可能是20cm

B．该波的波长可能是8.4m

C．该波的波速可能是10.5 m/s

D．该波由口传播到6可能历时7s

答案：D

解析：题目中给出了两个质点的振动图像，从图中直接可以看出振动的振幅为10cm,周期为4S，A错误，因为波是沿着a向b传播，所以从振动形式可以看出，b比a至少晚振动3/4个周期，满足t=nT+3，(n=0，1，2……)，再利用v= = ，可得BC错，D正确。

5.介质中质点的振动方向未定

　　 在波的传播过程中，质点振动方向与传播方向联系，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两种，这样形成多解．

　 说明：波的对称性：波源的振动要带动它左、右相邻介质点的振动，波要向左、右两方向传播．对称性是指波在介质中左、右同时传播时，关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同．

[例3]一列在x轴上传播的简谐波，在x_l= 10cm和x₂=110cm处的两个质点的振动图象如图所示，则质点振动的周期为

　　　　　　 s，这列简谐波的波长为　　　　 cm．

　 [解析]由两质点振动图象直接读出质点振动周期为 4s．由于没有说明波的传播方向，本题就有两种可能性：(1)波沿x轴的正方向传播．在t＝0时，x₁在正最大位移处，x₂在平衡位置并向y轴的正方向运动，那么这两个质点间的相对位置就有如图所示的可能性，也就x₂一 x₁＝(n十1/4)λ，λ=400/(1十4n)cm

(2)波沿x轴负方向传播．在t＝0时．x₁在正最大位移处，x₂在平衡位置并向y轴的正方向运动，那么这两个质点间的相对位置就有如图所示的可能性，x₂一 x₁＝(n十3/4)λ，λ=400／(3+ 4n)cm　　　　　

点评：由于波在媒质中传播具有周期性的特点，其波形图每经过一个周期将重复出现以前的波形图，所以由媒质中的质点的振动图象确定波长的值就不是唯一的(若要是唯一的，就得有两个前提：一个是确定波传播方向；一个是确定波长的范围)．

[例4]如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的波形图象。求：

①波传播的可能距离 ②可能的周期(频率)

③可能的波速　 ④若波速是35m/s，求波的传播方向　

⑤若0.2s小于一个周期时，传播的距离、周期(频率)、波速。

解析：①题中没给出波的传播方向，所以有两种可能：向左传播或向右传播。

向左传播时，传播的距离为x=nλ+3λ/4=(4n+3)m　 (n=0、1、2　 …)

向右传播时，传播的距离为x=nλ+λ/4=(4n+1)m　 (n=0、1、2　 …)

②向左传播时，传播的时间为t=nT+3T/4得：T=4t/(4n+3)=0.8 /(4n+3)(n=0、1、2　 …)

向右传播时，传播的时间为t=nT+T/4得：T=4t/(4n+1)=0.8 /(4n+1)　 (n=0、1、2　 …)

③计算波速，有两种方法。v=x/t　 或v=λ/T

向左传播时，v=x/t=(4n+3)/0.2=(20n+15)m/s. 或v=λ/T=4 (4n+3)/0.8=(20n+15)m/s.(n=0、1、2　 …)

向右传播时，v=x/t=(4n+1)/0.2=(20n+5)m/s. 或v=λ/T=4 (4n+1)/0.8=(20n+5)m/s. (n=0、1、2　 …)

④若波速是35m/s，则波在0.2s内传播的距离为x=vt=35×0.2m=7m=1λ，所以波向左传播。

⑤若0.2s小于一个周期，说明波在0.2s内传播的距离小于一个波长。则：

向左传播时，传播的距离x=3λ/4=3m；传播的时间t=3T/4得：周期T=0.267s；波速v=15m/s.向右传播时，传播的距离为λ/4=1m；传播的时间t=T/4得：周期T=0.8s；波速v =5m/s.

点评：做此类问题的选择题时，可用答案代入检验法。

[例5]如图所示，一列简谐横波在t₁时刻的波形，如图甲所示，质点P在该时刻的振动速度为v，t₂时刻质点P的振动速度与t₁时刻的速度大小相等，方向相同；t₃时刻质点P的速度与t₁时刻的速度大小相等，方向相反．若t₂－t₁＝t₃-t₂＝0．2秒，求这列波的传播速度．

　 解析：从振动模型分析，若质点P从t₁时刻开始向平衡位置方向振动，在一个周期内，从t₁时刻到t₂时刻，从t₂时刻到t₃时刻，对应的振动图象如图乙所示．考虑到振动的周期性，则有：　 t₂-t₁＝(n+1／4)T　　　 n＝0，1，2……

　 周期为：T=(t₂一t₁)／(n十1/4)　 n＝0，1，2……

　 由公式：v＝λ／T　 得出速度v的通解为：

　v＝20(n+l／4) n=0，1，2……方向向左．

　 若质点 P从 t₁时刻开始背离平衡位置方向振动，在一个周期内，从t₁时刻到t2时刻，从t₂时刻到t₃时刻，对应的振动图象如图丙所示．考虑到振动的周期性，则有：

　 t₂-t₁＝(n+3／4)T　　　 n＝0，1，2……

　 周期为：T=(t₂一t₁)／(n十3/4)　 n＝0，1，2……

　 由公式：v＝λ／T　 得出速度v的通解为： v＝20(n+3／4) n=0，1，2……方向向右．

　 答案：v＝20(n+l／4)(n＝0，1，2……)　　 方向向左．

　　 或v＝ 20( n+ 3／4)( n＝ 0，1，2，……)方向向右

[例6]已知在t₁时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t₂该波的波形如图中虚线所示。t₂-t₁ = 0.02s来求：⑴该波可能的传播速度。

⑵若已知T< t₂-t₁<2T，且图中P质点在t₁时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速。

⑶若0.01s<T<0.02s，且从t₁时刻起，图中Q质点比R质点先回到平衡位置，求可能的波速。

解：⑴如果这列简谐横波是向右传播的，在t₂-t₁内波形向右匀速传播了，所以波速=100(3n+1)m/s (n=0,1,2,…)；同理可得若该波是向左传播的，可能的波速v=100(3n+2)m/s　 (n=0,1,2,…)

　　 ⑵P质点速度向上，说明波向左传播，T< t₂-t₁ <2T，说明这段时间内波只可能是向左传播了5/3个波长，所以速度是唯一的：v=500m/s

　　 ⑶“Q比R先回到平衡位置”，说明波只能是向右传播的，而0.01s<T<0.02s，也就是T<0.02s<2T，所以这段时间内波只可能向右传播了4/3个波长，解也是唯一的：v=400m/s

[例7]一列横波沿直线在空间传播，某一时刻直线上相距为d的M、N两点均处在平衡位置，且M、N之间仅有一个波峰，若经过时间t，N质点恰好到达波峰位置，则该列波可能的波速是多少？

分析与解：本题没有给定波的传播方向，仅告诉我们在某一时刻M、N两点均处在平衡位置，且M、N之间仅有一个波峰．由此我们可以推想，处在直线MN上的各个质点在该时刻相对平衡位置的位移可能会有以下四种情况，即波的图像有以下四种图形(如图中A、B、C、D图，各图中均为左端为M，右端为N)：若波的传播方向由M到N，那么：

　 在A图中，经过时间t，N恰好到达波峰，说明时间t内波向右前进的距离，且，所以波速．

　　 在B图中，经过时间t，波峰传到N点，则波在时间t内向右前进的距离，且，所以波速．

　　 在C图中，经过时间t，波向右前进的距离，且，所以波速．

　　 在D图中，经过时间t，波向右前进的距离，且，所以波速．

　　 若波的传播方向从N到M，那么：

　　 在A图中，质点N此时要向下振动，经过时间t，N到达波峰，则时间，在时间t内波向左前进的距离，所以波速．

　　 在B图中，经过时间t， N到达波峰，则时间，在此时间内波向左前进的距离，所以波速．

　　 在C图中，波在时间t内向左前进的距离，且，所以波速．

　　 在D图中，质点N经过变为波峰，所以，在时间t内波向左前进的距离，所以波速．

所以该列波可能的波速有五种、、、、．

　其实上述解决问题的方法过于程序化，如果能够判断出八种情况下该时刻波形图上的波峰在传播方向上到N点的距离S，波速v就等于．例如：最后一种情况中，波峰在传播方向上到N点的距离，所以波速．其它情况读者可自行解决．

试题展示

4.介质中两质点间的距离与波长关系未定

　　 在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，解题时若不能联想到所有可能情况，易出现漏解．

3.波的双向性

　　 双向性是指波沿正负方向传播时，若正、负两方向的传播时间之和等于周期的整数倍，则沿正负两方向传播的某一时刻波形相同．