类型一 波的图象反映出的物理信息
【例1】 如图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图。下列说法中正确的是( )。
A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同
B.质点B、F在振动过程中位移总是相等
C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长
D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长
解析:本题主要考查波长的概念及对概念的理解。从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是沿x轴正方向,则容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,A项错误;质点B、F是同处在波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B项正确;质点D、H是处在相邻的两个波谷的点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,C项正确;虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),故D项错误。
答案:BC
题后反思:在理解波长的概念时,要注意切不可把"在振动中位移总是相等的质点"与"在振动中某一时刻位移相等的质点"混为一谈,另外还要注意"相邻"这一关键词,不要把波长的概念理解为"两个在振动中位移总是相等的质点间的距离"。
类型二 波长、波速和频率的关系
【例2】从甲地向乙地发出频率为50 Hz的声波,若当波速为330 m/s时,在甲、乙两地间有若干个完整波形的波,当波速为340 m/s时,甲、乙两地间完整波形的波数减少了一个,则甲、乙两地相距多少米?
解析:由波长、频率、波速三者之间的关系及题意得两次波长分别为:λ1== m,λ2== m。设波速为330 m/s时,甲、乙两地间有n个完整波形,据题意有:(n-1)λ1=nλ2。所以n===34,所以甲、乙两地间距离为s=nλ2=34× m=224.4 m。
答案:224.4 m
题后反思:要注意波速虽有变化,但是频率不变,因为波传播的频率只由波源决定。公式v==λf只反映了各物理量的数值关系。
类型三 周期性的应用
【例3】 有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5 m/s。在t=0时,两列波的波峰正好在x=2.5 m处重合,如图所示。