高考核动力高考物理一轮复习 12.2机械波课件.ppt

第2单元机械波 填一填 1 机械波的形成和传播 1 产生条件a 有 b 有 如空气 水 绳子等 2 传播特点a 传播振动形式 和信息 b 质点不 c 介质中各质点振动频率 振幅 起振方向等都与波源 2 机械波的分类 1 横波的图象 1 坐标轴 横轴表示各质点的 纵轴表示该时刻各质点的 2 意义 表示在波的传播方向上 某时刻各质点离开的位移 3 图像 4 应用 a 直接读取和 以及该时刻各质点的 b 确定某时刻各质点加速度和速度的 并能比较大小 c 结合波的传播方向可确定各质点的或由各质点的振动方向确定波的 2 波长 波速 频率及其关系 1 波长 在波动中 振动相位总是的两个相邻质点平衡位置间的距离 2 波速v 波在介质中的传播速度 由本身的性质决定 3 频率f 由波源决定 等于波源的 4 波长 波速和频率的关系 a v b v 1 波的干涉和衍射 2 多普勒效应 1 条件 声源和观察者之间有 2 现象 观察者感到发生变化 3 实质 声源频率 观察者接收到的频率 温馨提示 1 在机械波中各质点不随波的传播而迁移 2 机械波在一个周期内传播的距离就是一个波长 3 一切波都能发生衍射现象 练一练 1 关于公式v f 正确的说法是 a v f适用于一切波b 由v f知 f增大 则波速v也增大c v f三个量中 对同一列波来说 在不同介质中传播时保持不变的只有fd 由v f知 波长是2m的声音比波长是4m的声音传播速度小 解析 因波速公式具有普遍意义 故a对 波的频率由波源决定 故c对 答案 ac 2 2015 山西太原市模拟 关于振动和波的关系 下列说法中正确的是 a 振动是波的成因 波是振动的传播b 振动是单个质点呈现的运动现象 波是许多质点联系起来呈现的运动现象c 波的传播速度就是质点振动的速度d 波源停止振动时 波立即停止传播 答案 ab 3 关于波的衍射现象 下列说法正确的是 a 当孔的尺寸比波长大时 一定不会发生衍射现象b 只有孔的尺寸与波长相差不多时 或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象c 只有波才有衍射现象d 以上说法均不正确 解析 当孔的尺寸比波长大时 会发生衍射现象 只不过不明显 只有当孔 缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多 或者比波长更小时 才会发生明显的衍射现象 切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象 答案 bc 4 2014 福建理综 17 在均匀介质中 一列沿x轴正向传播的横波 其波源o在第一个周期内的振动图象如右图所示 则该波在第一个周期末的波形图是 解析 由振动图象可知 在t t时 波源o的振动方向向下 再结合波形可知形成的波动图像为d图 故选项d正确 答案 d 考点一波的图象及波的传播规律 考点梳理 机械波的特点及各物理量之间的关系 1 介质依存性 机械波离不开介质 2 能量信息性 机械波传播的是振动的形式 能量和信息 3 传播不移性 在传播方向上 各质点只在各自平衡位置附近振动 并不随波迁移 4 时空重复性 机械波传播时 介质中的质点不断地重复着振源的振动形式 5 周期 频率同源性 介质中各质点的振动周期均等于振源的振动周期且在传播中保持不变 6 起振同向性 各质点开始振动方向与振源开始振动的方向相同 7 波长 波速和频率的关系 v f f由波源决定 v由介质决定 温馨提示 1 由于波传播时间的周期性 波传播一个周期波形不变 2 由于波传播空间的周期性 波传播一个波长的距离波形也不变 3 解题时可先画出波形图 再利用波的传播特性分析求解 典例应用 2014 全国新课标卷 34 1 图 a 为一列简谐横波在t 2s时的波形图 图 b 为媒质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图象 p是平衡位置为x 2m的质点 下列说法正确的是 a 波速为0 5m sb 波的传播方向向右c 0 2s时间内 p运动的路程为8cmd 0 2s时间内 p向y轴正方向运动e 当t 7s时 p恰好回到平衡位置 答案 ace 总结提升 波的传播方向与质点振动方向的互判方法 2014 全国新课标卷 34 1 图 a 为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 p是平衡位置在x 1 0m处的质点 q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图 b 为质点q的振动图象 下列说法正确的是 a 在t 0 10s时 质点q向y轴正方向运动b 在t 0 25s时 质点p的加速度方向与y轴正方向相同c 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴负方向传播了6m d 从t 0 10s到t 0 25s 质点p通过的路程为30cme 质点q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 t 国际单位制 答案 bce 考点二对波动图象和振动图象的综合应用 考点梳理 振动图象与波动图象的比较 典例应用 一列简谐横波沿x轴正方向传播 图甲是波传播到x 5m的m点时的波形图 图乙是质点n x 3m 从此时刻开始计时的振动图像 q是位于x 10m处的质点 则 1 q点开始振动时 振动方向如何 2 经过多长时间 q点第一次到达波峰 答案 1 向下 2 8s 总结提升 一分 一看 二找 巧解波动图象与振动图象的综合类问题1 分清振动图象与波动图象 此问题最简单 只要看清横坐标即可 横坐标为x则为波动图象 横坐标为t则为振动图象 2 看清横 纵坐标的单位 尤其要注意单位前的数量级 3 找准波动图象对应的时刻 4 找准振动图象对应的质点 2014 安徽理综 16 一简谐横波沿x轴正向传播 图1是t 0时刻的波形图 图2是介质中某质点的振动图象 则该质点的x坐标值合理的是 a 0 5mb 1 5mc 2 5md 3 5m 解析 由图2知 t 0时刻此质点相对平衡位置的位移为 0 15m 且振动方向向下 图1中符合此要求的点在2 3m之间 故c正确 答案 c 考点三波的多解问题的处理方法 考点梳理 1 造成波动问题多解的主要因素有 1 周期性 时间周期性 时间间隔 t与周期t的关系不明确 空间周期性 波传播距离 x与波长 的关系不明确 2 双向性 传播方向双向性 波的传播方向不确定 振动方向双向性 质点振动方向不确定 3 波形的隐含性形成多解在波动问题中 往往只给出完整波形的一部分 或给出几个特殊点 而其余信息均处于隐含状态 这样 波形就有多种情况 形成波动问题的多解性 2 解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法 即找出一个周期内满足条件的关系 t或 x 若此关系为时间 则t nt t n 0 1 2 若此关系为距离 则x n x n 0 1 2 2013 天津卷 7 一列简谐横波沿直线传播 该直线上平衡位置相距9m的a b两质点的振动图像如图所示 下列描述该波的图像可能正确的是 答案 ac 一列简谐横波在t 0时刻的波形如图中的实线所示 t 0 02s时刻的波形如图中虚线所示 若该波的周期t大于0 02s 则该波的传播速度可能是 a 2m sb 3m sc 4m sd 5m s 答案 b 考点四波的特有现象 考点梳理 1 对波的干涉的理解 1 加强点与减弱点的比较 2 加强点和减弱点的判断方法 图样法 波峰与波峰 或波谷与波谷 的交点 一定是加强点 而波峰与波谷的交点一定是减弱点 各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线 形成加强线和减弱线 两种线互相间隔 这就是干涉图样 加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间 2 对多谱勒效应的理解 1 观察者与波源相对静止 观察者接收到的频率等于波源频率 2 观察者与波源相互靠近 观察者接收到的频率大于波源频率 3 观察者与波源相互远离 观察者接收到的频率小于波源频率 典例应用 2015 沈阳模拟 如图为某一报告厅主席台的平面图 ab是讲台 s1 s2是与讲台上话筒等高的喇叭 它们之间的相互位置和尺寸如图所示 报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫 为了避免啸叫 话筒最好摆放在讲台上适当的位置 在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消 已知空气中声速为340m s 若报告人声音的频率为136hz 问讲台上这样的位置有多少个 解题指导 根据题目中的情景 提炼出 两声波传到话筒的位置时 应该是干涉相消 这一隐含条件 那么 此处距两波源距离之差等于半波长的奇数倍 答案 4个 2013 山东卷 37 1 如图所示 在某一均匀介质中 a b是振动情况完全相同的两个波源 其简谐运动表达式均为x 0 1sin 20 t m 介质中p点与a b两波源间的距离分别为4m和5m 两波源形成的简谐横波分别沿ap bp方向传播 波速都是10m s 求简谐横波的波长 p点的振动 填 加强 或 减弱 答案 1 1m 2 加强 模拟题组 1 2015 长沙模拟 一列沿着x轴正方向传播的横波 在t 2s时刻的波形如图甲所示 则图乙表示图甲中e f g h四个质点中哪一个质点的振动图像 a e点b f点c g点d h点 解析 由题图乙可知 t 2s质点经平衡位置往下振动 波沿着x轴正方向传播 图甲中符合要求的是h点 选项d正确 答案 d a 质点a的振动图像如图乙所示b 质点b的振动图像如图乙所示c t 0时刻质点a的速度比质点b的大d t 0时刻质点a的加速度比质点b的大 答案 d 高考题组 3 2014 全国大纲卷 18 两列振动方向相同 振幅分别为a1和a2的相干简谐横波相遇 下列说法正确的是 a 波峰与波谷相遇处质点的振幅为 a1 a2 b 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为a1 a2c 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移d 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 解析 两列振动方向相同的相干波相遇叠加 在相遇区域内各质点仍做简谐运动 其振动位移在0到最大值之间 b c项错误 在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差 在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和 a d项正确 答案 ad 4 2014 四川理综 5 如图所示 甲为t 1s时某横波的波形图象 乙为该波传播方向上某一质点的振动图象 距该质点 x 0 5m处质点的振动图象可能是 答案 a 新题快递 5 俄科研船 绍卡利斯基院士号 被困南极 中法澳三国破冰船先后赶往救援 若一艘轮船在黑夜中加速驶向出事地点时 隐约在前方有一个大的障碍物 轮船鸣笛后经一段时间听到回声 则 a 如听到的回声频率不变 前方障碍物可能是不动的海岛b 如听到的回声频率不变 前方障碍物可能是以与轮船一样速度向前运动的巨轮c 如听到的回声频率变高 前方障碍物可能是不动的海岛 d 如听到的回声频率变低 前方障碍物