例4(2008年上海卷) 有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s。在t=0时,两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。
(1)求两列波的周期Ta和Tb。
(2)求t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置。
(3)辨析题:分析并判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处。
某同学分析如下:既然两列波的波峰存在重合处,那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数,……,即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。
你认为该同学的分析正确吗?若正确,求出这些点的位置。若不正确,指出错误处并通过计算说明理由。
4. 波的叠加问题
解析:本题考查波的时间周期性和双向性,由波形图可知波长为12cm,A错误;由得T=0.15s,B错误;波向左传播则x=(12n+4)cm,波向右传播则x=(12n+8)cm,又由x=vt得x=16cm,所以波向左传播,C错误;根据波向左传播则t=0时,x=4┩处的质点速度沿y轴负方向,D正确,本题正确答案为D。
答案:D
反思:掌握分析波的多解性问题的方法,注意波动的空间周期性、时间周期性和双向性等就可灵活解题。
B.这列波的周期是0.125s
C.这列波可能是沿x轴正方向传播的
D.t=0时,x=4┩处的质点速度沿y轴负方向
例2(2007年天津)如图6-15所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图,虚线是这列波在t = 0.2 s时刻的波形图.已知波速是0.8 m/s ,则下列说法正确的是( )
A.这列波的波长是14┩
3.波的多解性
解析:由图6-14可看出,该波波长λ=8L.质点9此时向上运动,这说明在Δt内,波传播的距离大于一个波长.因质点1开始振动的方向向下,故波传播到质点9时,其起振的方向应向下,而图6-14中质点9向上振动,这说明质点9已振动了,故Δt=T+,T=Δt.波速v=,由此可知选项BC正确。
答案:BC
反思:本题涉及了波在传播过程中各质点的位置变化以及波形的平移,了解波的形成原理和过程是解题的关键,本题体现了高考对基础知识的考查。
C.周期为Δt,波速为12L/Δt
D.周期为Δt,波速为8L/Δt
B.周期为Δt,波长为8L