高考物理题中的“波的图象”问题分析 新人教版选修3.doc

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1、高考题中的“波的图象”问题高中物理中“波的图象”问题，是历年高考的热点。近两年随着高考的改革和命题的多元，“3+2”高考中的物理单科卷和“3+x”高考中的“理科综合能力测试”卷都有有关“波的图象”的题目。本文在对试题进行解析的基础上，归纳、总结出解此类题的规律。例1．选择题，4分解析：由图可以读出：。但其周期和波速有多组解。如波向x正方向传播，则，，（），，（）。如波向x负方向传播，则，，（），，（）。故本题应选A、C。例2．选择题，5分7用心爱心专心解析：由题意得出：，所以。由知当时，波向右传播到e点，又由

2、，得，可画出时刻的波形图。如下图中实线所示。再由题意可知，时，波又向右传播了1m而到达f点，所以再画出时刻的波形，如下图中虚线所示。然后根据上图判断得出：在这段时间内：（A）质点c离开平衡位置的位移逐渐增大，加速度逐渐增大；（B）质点a离开平衡位置的位移逐渐增大，速度逐渐减小；（C）质点d从最高点到平衡位置，所以向下运动；（D）质点f到时刻波刚传播到，故在这段时间内，f保持静止。所以，本题选A、C、D。例3．选择题，6分7用心爱心专心解析：（1）由图读出，所以〉，①正确。（2），所以〉，②错误。（3）由，得，

3、所以，③正确。（4）由，④错误。故本题应选D。例4．选择题，7用心爱心专心解析：由图a读出由图b读出所以由知时波又传播了5m,即，其波形图与时相同，如波向右传，得D图；如波向左传，得C图；所以本题选C、D。例5．选择题，6分7用心爱心专心解析：由图甲读出由图乙读出所以将图乙之图象延长，可得，时刻，P点运动方向向上，再看甲图，波若向右传，则P点运动方向向下；波若向左传，则P点运动方向向上，故可判断出波是向左传播的。本题选B。例6．选择题，4分7用心爱心专心解析：首先画出一列波形图，如上图实线所示。在图中标出y=

4、4.0并且速度方向沿y轴正方向的P点。根据得，Q点距P点，从而找出Q点标在图中。从图中Q点的位置可以看出，A错误，B正确。然后根据得所以波在时向右传了据此作出时的波形图，如上图虚线所示。从图可以看出，此时Q’点的位移速度方向沿y轴负方向，故C正确，D错误。所以本题选B、C。归纳以上各例，可以看出，“波的图象”题通常考查如下两方面的能力：（1）理解能力——识图（读图）。对于物理图象，要着重理解其物理意义。振动图象（图象）和波动图象（7用心爱心专心图象）从形式上看都是正弦（余弦）函数图象，但其物理意义不同，振动图

5、象表示同一质元在不同时刻相对平衡位置的位移，如例5乙图，从图中可直接读出振幅和周期，波的图象表示不同质元在同一时刻的位移，如例5甲图，从图中可直接读出振幅和波长。加速度最大。读图除从图象中直接读出振幅、周期、波长外，还可直接读出质元位移的大小及方向。除直接读图外，还可间接读图，从图中读出质点的速度、加速度、动能等的大小和方向。即质点在平衡位置，速度和动能最大，加速度为零；质点到最大位移处，速度和动能为零，加速度最大。在此重点说一下质点速度方向的判断，在教学实践中，笔者总结出如下规律：对于图象，沿轴正方向看，“

6、上坡上行，下坡下行”，如例5中的图2，=20时，P点处于“上坡”位置，故它的速度方向向上，因为在很小），它处于原位置以上的位置。对于图象，沿波的传播方向看，“上坡下行，下坡上行”，如例5中的图1，若波向右传，P点处于上坡位置，故运动方向向下。若波向左传，P点处于下坡位置，故运动方向向上。其道理可以这样理解，若波向右传，则P点左边的点的位置便是下一时刻P点的位置，因P点左边相邻质点在P点以下（轴方向），故P现在向下运动，例6图方法同上。（1）运用能力——作图此处所谓作图，不是作静态的图，即某时刻的图，而是作动态

7、的图，即已知某时刻的图，作出以后的图象。欲作动态图像，首先要会用波的速度的两个公式，其一为，从而根据计算时间内波传播的距离。其次要会用波传播的一个规律，即时间空间对应规律：通过的时间是周期的多少倍，波传播的距离就是波长的多少倍。证明如下：据上述两个波速公式有：，所以。这样就可以根据已知波形画出后的波形，如例4及例6。如果说已知原波形以及波速，画后的波形还不太困难的话，那么，已知两个波形图求波速就更困难一些了，虽然从思维方式看二者是互逆的，但知图求速具有多解性，其一是因为波传播方向未知，具有两组解，其二是因为波

8、形的周期性，造成多解，如例1的图1中，=0的那个波峰，可以说传到=1处，也可以说传到=-3处，也可以说传到图中未画出的=5，9，…等处或者=-7，-11，…等处。总而言之，在波动问题中，深刻理解波的形成过程，前后质元振动的关系，就能针对实际问题进行分析判断，就能以不变应万变，学会“渔”而不仅得到“鱼”。7用心爱心专心