物理-机械波：波速恒定下波源运动速度与波纹几何形态（内切-内含-相交-同心）的对应分析
考点：科学推理 / 物理-机械波：波速恒定下波源运动速度与波纹几何形态（内切/内含/相交/同心）的对应分析
问法模型：给出波源连续三次激发的波纹俯视照片，反推波源运动方向与速度关系 → ‘圆小者晚生定方向 + 圆与圆位置关系（内切/无交点/相交）定速度比’模型
推理链
- 第1步：题干前提’水波在水面传播速度相等’→半径越大的圆传播时间越长、产生越早，半径越小的圆产生越晚。
- 第2步：A、B、D图中波纹自左向右依次变小→三次点水自左向右依次发生→蜻蜓向右飞行；C图三个圆心重合（同心圆）→三次点水在同一位置，蜻蜓原地点水；故C’向左飞行’、D’向左飞行’与图形不符，排除C、D。
- 第3步：建立几何判据：设两次点水间隔Δt，相邻点水点间距=v飞·Δt，第二次点水时旧圆半径=v波·Δt，比较二者即确定新圆与旧圆的位置关系。
- 第4步：若v飞=v波，新点水点恰落在旧圆周上，此后新圆与旧圆内切（只有一个公共点）——对应A图三圆在右侧一点依次内切。
- 第5步：若v飞<v波，新点水点落在旧圆内部且新圆始终被包在旧圆内，新旧圆无交点；而B图中圆圈明显相交（有两个交点），与B项’飞行速度比水波慢’矛盾，排除B。
- 第6步：只有A项’向右飞行，且飞行速度和水波的传播速度相等’与A图内切波纹完全吻合，故选A。
最快解法：⚡ 排除法+相切口诀：先由’圆小在后’定向——左大右小即向右飞、同心圆即原地，一步排除C、D；再用’内切=等速、内含无交点=慢速、相交=快速’对照图形：A图内切直接锁定A，B图相交与’慢速’矛盾即排除。
易错点
- ⚠ 把C图同心圆误当作’向左飞’的一种情形，忽略同心=波源原地不动（速度为零）
- ⚠ 混淆’内切’与’内含/无交点’：等速对应内切（恰一个公共点），慢速对应内含（无公共点），把B图’相交’误判为慢速情形
- ⚠ 只凭圆圈大小排布判断快慢，忽略’新点水点相对旧圆位置’这一几何判据，或误用多普勒频率变化思路而非几何关系
母题抽象
🧩 当题干给出’移动波源连续激发的圆环波纹图’时，先用’圆越小产生越晚’定运动方向（同心=原地不动），再用新点水点与新圆相对旧圆的位置关系定速度——恰在旧圆上且内切=等速、旧圆内无交点=慢于波速、相交或圆外=快于波速。
同类特征：连续三次点水、俯视波纹照片、水波传播速度相等、圆圈大小自左向右递变、内切/相交/同心圆、飞行方向与速度关系的对应
相关题
（暂无）
题干
蜻蜓点水后在平静的水面上会出现波纹。下面四张图是蜻蜓点水时的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹。不考虑蜻蜓每次点水所用的时间，则下列描述与对应图片相符的是 。
选项
- A. A图中蜻蜓向右飞行，且飞行速度和水波的传播速度相等 ✅
- B. B图中蜻蜓向右飞行，且飞行速度比水波的传播速度慢
- C. C图中蜻蜓向左飞行，且飞行速度和水波的传播速度相等
- D. D图中蜻蜓向左飞行，且飞行速度比水波的传播速度快
官方解析
水波在水面传播速度相等，所以水波圆圈越小，代表水波产生越晚。观察 ABD三项，水波自左向右大小依次变小，说明水波自左到右依次产生，蜻蜓应向右飞，而C项水波圆心在同一点，说明蜻蜓原地点水。故排除C、D两项。 若蜻蜓飞行速度和水波传播速度相等，则新点水时，刚好在旧水波圆圈上点水。随后扩散时，新产生的水波圆圈应与旧水波圆圈相切，A项正确。 若蜻蜓飞行速度比水波传播速度慢，则新点水时，在旧水波圆圈内点水。随后扩散时，新产生的水波圆圈应与旧水波圆圈无交点，B项错误。 故正确答案为A。
给定材料
（无）