《波的形成和传播》导学案2

波的形成和传播波的形成和传播 导学案导学案 寄语 水波离开了它产生的地方 而那里的水并不离开 我们应该像水一 样不随波逐流 学习目标学习目标 1 通过观察和分析 认识波是振动的传播 知道波在传播振动形式的 同时也传播能量和信息 2 能区分横波和纵波 知道什么是波峰和波谷 密部和疏部 3 知道什么是机械波和机械波形成的条件 学习重点学习重点 1 机械波波动中各质点的运动规律 2 质点间的带动作用造成的各质点振动的重复性和滞后性 学习难点学习难点 1 各质点只是振动没有沿传播方向迁移的确定 2 带动作用的应用 即如何判断某时刻某质点的振动方向 新课学习新课学习 一 波的形成和传播一 波的形成和传播 手持绳子的一端连续上下抖动 可以看到一系列凹凸相间的 波形 这是振动在绳子上传播的结果 振动的传播称为 简称波 设想把绳分成许多小部分 每一小部分可以看作质点 质点之间有相互作 用力 1 以绳子上的波为例 试着描述一下波的形成过程 2 在绳子上用红色做个标记 在波传播的过程中 这个标记怎样运动 它是否随着波向绳子的另一端移动 绳子上的其它每一个质点呢 3 各质点不沿波动方向迁移 但是确实看到有东西在迁移 是什么 4 说出各质点的振动的联系和区别 二 横波和纵波二 横波和纵波 1 什么是横波 横波的标志性物理量是什么 举例 2 什么是纵波 纵波的标志性物理量是什么 举例 说明 水波既不是横波也不是纵波 三 机械波三 机械波 绳波 弹簧波 水波 以及声波等的传播必须借以某些物质 我们把波借以传播的物质叫做 组成介质的质点间有相互作用 一 个质点的机械振动引起相邻的质点振动 机械振动这种形式在介质中传播 就形成了 1 概括机械波形成的条件 2 机械波的特点 机械波的特点 a 机械波是大量质点的同时振动 b 各质点均在自己平衡位置两侧做机械振动 但质点并不随波迁移 传播的只是质点的振动形式 c 各质点振幅 周期相同且和波源相同 但后面质点总比前面的质 点迟一些开始振动 d 波在传播振动形式的同时 也可以传递能量和信息 巩固练习巩固练习 1 关于热现象和热学规律 下列说法中正确的是 A 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数 就可以算出气体分子的体积 B 悬浮在液体中的固体微粒越小 布朗运动就越明显 C 一定质量的理想气体 保持气体的压强不变 温度越高 体积越大 D 一定温度下 饱和汽的压强是一定的 E 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离 液面分子间只有引力 没有 斥力 所以液体表面具有收缩的趋势 2 如图 a 左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中 R 55 A V 为理想电 流表和电压表 若原线圈接入如图 b 所示的正弦交变电压 电压表的示数为 110V 下列表述正确的是 A 电流表的示数为 2A B 原 副线圈匝数比为 2 1 C 电压表的示数为电压的有效值 D 原线圈中交变电压的频率为 100Hz 3 如图所示 虚线 a b c 为三个同心圆面 圆心处有一个点电荷 现从 b c 之间 一点 P 以相同的速率发射两个带电粒子 分别沿 PM PN 运动到 M N 点 M N 两点都 处于圆周 c 上 以下判断正确的是 A 到达 M N 时两粒子速率仍相等 B 到达 M N 时两粒子速率 vM vN C 到达 M N 时两粒子的电势能相等 D 两个粒子的电势能都是先减小后增大 4 如图所示 虚线表示等势面 相邻两等势面间的电势差相等 有一带正电的小球在 电场中运动 实线表示该小球的运动轨迹 小球在 a 点的动能等于 20eV 运动到 b 点 时的动能等于 2eV 若取 c 点为电势零点 则当这个带电小球的电势能等于 6eV 时 不计重力和空气阻力 它的动能等于 A 16eV B 14eV C 6eV D 4eV 5 用控制变量法 可以研究影响平行板电容器电容的因素 如图所示 设两极板正 对面积为 S 极板间的距离为 d 静电计指针偏角为 实验中 极板所带电荷量不 变 若 A 保持 S 不变 增大 d 则 变大 B 保持 S 不变 增大 d 则 变小 C 保持 d 不变 减小 S 则 变小 D 保持 d 不变 减小 S 则 不变 6 如图所示是根据某次实验记录的数据画出的 U I 图线 关于此图线 下列的说法 中正确的是 A 纵轴的截距表示电源的电动势 即 E 3 0V B 横轴的截距表示电源的短路电流 即 I短 0 6A C 电源的内阻 r 5 D 电源的内阻 r 1 0 7 在测电源电动势和内阻实验中 下列说法正确的是 A 用新电池较好 B 用旧电池好 C 新 旧电池一样 D 以上说法都不对 8 如图 电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r 将滑动变阻器滑片向下滑动 理想电压表 V1 V2 V3示数变化量的绝对值分别为 V1 V2 V3 理想电流表示数 变化量的绝对值为 I 则 A A 的示数增大 B V2的示数增大 C V3与 I 的比值大于 r D V1大于 V2 9 图中虚线是某电场中的一簇等势线 两个带电粒子从 P 点均沿等势线的切线方向射 入电场 粒子运动的部分轨迹如图中实线所示 若粒子仅受电场力的作用 下列说法 中正确的是 A a b 两点的电场强度大小关系 Ea Eb B a b 两点的电势关系 Ua Ub C 粒子从 P 运动到 a 的过程中 电势能增大 D 粒子从 P 运动到 b 的过程中 动能增大 10 三根平行的长直通电导线 分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形 所在平面垂直 如图所示 现在使每根通电导线在斜边中点 O 处所产生的磁感应强度 大小均为 B 则下列说法中正确的有 A O 点处实际磁感应强度的大小为 B B O 点处实际磁感应强度的大小为B C O 点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为 90 D O 点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角正切值为 2 11 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图 图乙为质点 P 以此时刻为计时起点 的振动图象 则由图可知 填正确答案标号 选对一个得 2 分 选对两个得 4 分 选对 3 个得 5 分 每选错一个扣 3 分 最少得分为 0 分 A 质点振动的周期 T 0 2s B 波速 v 20m s C 因一个周期质点运动 0 8m 所以波长 0 8m D 从该时刻起经过 0 15s 波沿 x 轴的正方向传播了 3m E 从该时刻起经过 0 25s 时 质点 Q 的加速度大于质点 P 的加速度 12 在均匀介质中 t 0 时刻振源 O 沿 y 方向开始振动 t 0 9s 时 x 轴上 0 至 14 m 范围第一次出现图示的简谐横波波形 由此可以判断 波的周期为 s x 20m 处质点在 0 1 2 s 内通过的路程为 m 参考答案参考答案 1 BCD 解析 试题分析 根据气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数 可以求出气体分子的所占体积 温度越高 固体小颗粒越小 布朗运动越明显 根据理想气体的状态方程可以解释气体的状态变化 饱和汽的压强仅仅与温度有关 分子之间的引力与斥力同时存在 解 A 因为气体分子不是紧密地靠在一起 所以知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数 就可以算出气体分子所占的体积 不能计算出分子体积 故 A 错误 B 悬浮在液体中的固体微粒越小 布朗运动越明显 故 B 正确 C 一定质量的理想气体 保持气体的压强不变 根据理想气体的状态方程 可知 温 度越高 体积越大 故 C 正确 D 饱和汽的压强仅仅与温度有关 一定温度下 饱和汽的压强是一定的 故 D 正确 E 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离 液面分子间的引力 大于斥力 所以液体表面具有收缩的趋势 不是没有斥力 故 E 错误 故选 BCD 点评 本题考查了分子动理论的内容以及影响分子平均动能的因素等 难度不大 关键要 在理解的基础上加以识记 2 ABC 解析 试题分析 根据图象可以求得输出电压的有效值 周期和频率等 再根据电压与匝数成正比 即可求得结论 解 A 根据电路图可知 电阻 R 的电压为 110V 电阻为 55 所以电阻 R 的电流 I 2A 故 A 正确 B 由图可知 输入的电压的有效值为 220V 电压表的示数为 110V 即为输出的电压 根据 电压与匝数成正比可得匝数比为 2 1 故 B 正确 C 电压表 电流表等的读数都是有效值 故 C 正确 D 经过变压器前后电压的频率是不变的 根据图象可知 输出电压的频率为 f 50Hz 所以原线圈中交变电压的频率也为 50Hz 故 D 错误 故选 ABC 点评 能够根据图象得到我们需要的物理信息 掌握住理想变压器的电压 电流之间的关 系 最大值和有效值之间的关系即可解决本题 3 B 解析 试题分析 根据轨迹的弯曲方向确定带电粒子所受的电场力方向 根据动能定理确定到达 M N 时两粒子速率关系 由电场力做功正负分析电势能的变化 解 AB 由轨迹看出 点电荷左侧的带电粒子受排斥力 右侧的带电粒子受吸引力 由题 M N 两点都处于圆周 c 上 电势相等 两带电粒子又是从同一点 P 出发 则电势差 UPM UPN 电场力对两个带电粒子做功大小相等 而从 P 到 M 的粒子电场力总功为正功 从 P 到 N 的粒 子电场力总功为负功 根据动能定理得到 到达 M N 时两粒子速率 vM vN 故 A 错误 B 正 确 C 由轨迹看出 点电荷左侧的带电粒子有排斥力 与中心点电荷电性相同 对右侧的带电 粒子有吸引力 与中心点电荷电性相反 则两粒子带异种电荷 由公式 Ep q 知两个粒子到 达 M N 时电势能不等 故 C 错误 D 电场力对左侧的粒子先做负功后做正功 电势能先增大后减小 故 D 错误 故选 B 点评 本题是轨迹问题 根据轨迹的弯曲方向要能判断出带电粒子所受的电场力大体方 向 电场力做功与初末位置间电势差成正比 并会判定电场力做功的正负 4 B 解析 试题分析 解决本题需掌握 小球只受电场力时 小球的动能和电势能之和保持不变 正确 判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况 解 小球自 a 点运动到 b 时 电场力做负功 Wab 2eV 20eV 18eV 由于相邻两等势面的电势差相等 故电势差的大小关系有 Uab 3Ubc 从 b 到 c 电场力做正功 根据动能定理有 Wbc Ekc Ekb 联立 可得 Ekc 8eV 由于只有电场力做功 电势能和动能和保持不变 故在 c 点 E Ep Ek 8eV 即电势能和动能之和为 8eV 因此当电势能等于 6eV 时动能为 14eV 故 ACD 错误 B 正 确 故选 B 点评 学习电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系 如只有重力做功 动能和 电势能之和保持不变 那么只有电场力做功 电势能和动能之和保持不变 5 A 解析 试题分析 静电计测定电容器极板间的电势差 电势差越大 指针的偏角越大 根据电容的 决定式 C 分析极板间距离 正对面积变化时电容的变化情况 由于极板所带电荷量 不变 再由电容的定义式 C 分析板间电势差的变化 即可再确定静电计指针的偏角变化情 况 解 A B 根据电容的决定式 C 得知 电容与极板间距离成反比 当保持 S 不变 增大 d 时 电容减小 电容器的电量 Q 不变 由电容的定义式 C 分析可知板间电势差增大 则静电计指针的偏角 变大 反之 保持 S 不变 减小 d 则 减小 故 A 正确 B 错 误 C D 根据电容的决定式 C 得知 电容与极板的正对面积成正比 当保持 d 不变 减小 S 时 电容减小 电容器极板所带的电荷量 Q 不变 则由电容的定义式 C 分析可知板 间电势差增大 静电计指针的偏角 变大 反之 保持 d 不变 增大 S 则 减小 故 C 错误 D 错误 故选 A 点评 本题是电容动态变化分析问题 关键抓住两点 一是电容器的电量不变 二是掌握 电容的两个公式 电容的决定式 C 和 C 6 AD 解析 试题分析 由闭合电路欧姆定律可得出路端电压与电流的关系 由数学知识可得出电源的电 动势和内电阻 当外电路电阻为零 外电路短路 解 A C D 由闭合电路欧姆定律可知 U E Ir A 由数学知识可知 纵轴截距为电源的电动势 故电动势为 E 3 0V 故 A 正确 B 横轴的截距表示当电压为 2 4V 时的电流 不是短路电流 故 B 错误 C 图象的斜率表示电源的内阻 即 r 1 故 C 错误 D 正确 故选 AD 点评 本题考查闭合电路欧姆定律的图象处理 要注意明确纵坐是否是零开始变化 7 B 解析 试题分析 明确新旧电池的变化 结合实验的要求即可选用电池 解 新旧电池的电动势差别不大 而旧电池内阻较大 故在测电源电动势和内阻时 用旧电 池做实验测量内阻的误差要小些 故用旧电池要好 故选 B 点评 本题要注意明确测电动势和内阻的实验原理 并能明确新旧电池的差别 8 ACD 解析 试题分析 理想电压表内阻无穷大 相当于断路 理想电流表内阻为零 相当短路 分析电 路的连接关系 根据欧姆定律分析 解 A 据题理想电压表内阻无穷大 相当于断路 理想电流表内阻为零 相当短路 所以 R 与变阻器串联 电压表 V1 V2 V3分别测量 R 路端电压和变阻器两端的电压 当滑动变阻器滑片向下滑动时 接入电路的电阻减小 电路中电流增大 则 A 的示数增大 故 A 正确 B 电路中电流增大 电源的内电压增大 则路端电压减小 所以 V2的示数减小 故 B 错误 C 根据闭合电路欧姆定律得 U3 E I R r 则得 R r r 则 V3与 I 的比值 大于 r 故 C 正确 D 根据闭合电路欧姆定律得 U2 E Ir 则得 r R 据题 R r 则 故 V1大于 V2 故 D 正确 故选 ACD 点评 本题是电路的动态分析问题 关键要搞清电路的结构 明确电表各测量哪部分电路 的电压或电流 根据闭合电路欧姆定律进行分析 9 AD 解析 试题分析 根据轨迹判定 a 粒子受到中心电荷的斥力 而 b 粒子受到中心电荷的引力 即可 判断两粒子的电性关系 此电场是点电荷产生的 根据距离即可比较 a b 两点场强的大小 两粒子在运动过程中电场力都做正功 电势能均减小 解 A 由等势面的分布可知 该电场是点电荷产生的 由场强公式 E k可知 a 点的场强 小于 b 点的场强 故 A 正确 B 由于中心电荷的电性无法判断 电场线方向无法判定 则不能比较 a b 的电势高低 故 B 错误 C 电场力对两粒子均做正功 则两个粒子的电势能均减小 故 C 错误 D b 与中心电荷的电性相反 粒子从 P 运动到 b 的过程中 电场力做正功 动能增大 故 D 正确 故选 AD 点评 根据轨迹弯曲方向判定两粒子与中心电荷电性的关系是解决本题的突破口 要注意 电势能 电荷 电势都有正负 学会由电场力做功的正负来确定电势能的增减 10 BD 解析 试题分析 本题考查了磁场的叠加 根据导线周围磁场分布可知 与导线等距离地方磁感应 强度大小相等 根据安培定则判断出两导线在 O 点形成磁场方向 磁感应强度 B 是矢量 根 据矢量分解合成的平行四边形定则求解 解 A 由题意可知 三平行的通电导线在 O 点产生的磁感应强度大小相等 方向如图 则 B合 B 故 A 错误 B 正确 C 设 O 点处实际磁感应强度的方向与斜边的夹角为 根据力的合成与分解的法则 结合三角函数关系 则有 tan 2 所以磁