新课标高中物理总复习第1轮第12章第2节机械波

1、第,2,节,机械波,A,1s,B,0,0,1,C,0,s,0,4,1,D,0,s,4,x,t,y,x,t,x,t,?,?,?,?,?,?,波的周期为,处的质点在,时向,轴,负向运动,处的质点在,时速度为,处的质点在,时速度值最大,考点,1,：波的传播方向和质点振动方向的关系,【例,1,】,(2010,?,全国,),一简谐横波以,4m/s,的波速沿,x,轴正方向传播已知,t,=0,时的波形,如图,1121,所示，则,(,),图,1121,2m,4m.,4,s,1s,A,4,0,0,B,1,s,0,4,CD,T,x,v,x,t,y,t,x,?,?,?,?,?,?,?,?,由图可得半波长为,，波长为

2、,周期,，选项,正确波沿,轴正方向传播，则,的质点在,时沿,轴的负方向运动，选项,正,确,时，,的质点不在平衡位置也不在最大,位移处，,【,】,故,解析,错误,答案：,AB,点评：,每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐振动；后一质点的振动总是落,后于带动它的前一质点的振动振动是单个质点的个体行为，波动是大量质点,的群体行为,考点,2,：波的衍射,【例,2,】,如图,1122,是观察水面波衍射的实验装置，,AC,和,BD,是两块挡板，,AB,是一,个孔，,O,是波源图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹,(,图,中曲线,),间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正

3、确,的是,(,),图,1122,A,此时能明显观察到波的衍射现象,B,挡板前后波纹间距离相等,C,如果将孔,AB,扩大，有可能观察不到明显的衍射现象,D,如果孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象,【解析】,此时孔的尺寸与波长相近，能观察到明显的衍射现象，所以,A,选项正,确；衍射不改变波速和频率，所以,B,选项正确；孔扩大后，将逐渐偏离发生明,显衍射的条件，所以,C,选项正确；而波源频率增大，会使波长变小，偏离明显,衍射条件，所以,D,选项错误所以选,ABC.,答案：,ABC,点评：,发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或差不多此题首,先要求我们能通过给出的图形

4、，比较出波长与缝宽的关系其次抓住,、,f,二者,的关系，再根据发生明显衍射现象的条件，确定出正确的选项,考点,3,：波的干涉,【例,3,】,如图,1123,为某一报告厅主席台的平面图，,AB,是讲台，,S,1,、,S,2,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？,图,1123,136Hz,2.5m,340m,/,s,f,v,

5、f,v,O,AB,P,OB,?,?,?,?,?,相应于频率,的声波的波长是,式中,【,是空气中的声速,在下图中，,是,的中,解,点，,是,上,析】,任一点,1,2,1,2,1,2,2,0,2,4,1,3,5,20m,15m,4,2,4,S,P,S,P,S,P,S,P,k,k,k,k,O,B,S,B,S,B,B,O,B,AB,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,将,表示为,式中,为实数，当,时，从两个喇叭,来的声波因干涉而加强；,当,时，从两个喇叭来的声波因干涉,而相消由此可知，,是干涉加强点；,对于,点，,所以，,点也是干涉加强点因而,、,之间有,两个干涉相消点，由对称性可知，

6、,上有,个干涉,相消点,点评：,干涉和衍射现象是波的特有的现象，一切波,(,包括电磁波,),都能发生干涉,和衍射，反之，能发生干涉和衍射的一定是波,考点,4,：多普勒效应,【例,4,】,图,1124,所示，三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中,(,不考虑,空气的流动,),水平飞行时，产生声波的情况图中一系列圆表示声波的传播情况，,A,点表示飞机的位置已知声波在空气中的速度为,340m/s.,则由图可知,(,),图,1124,A,(a),图中的飞机速度最大，,(b),图中的飞机速度大于,340m/s,B,(b),图中的飞机速度最大，,(b),图中的飞机速度小于,340m/s,C,(c),图

7、中的飞机速度最大，,(b),图中的飞机速度等于,340m/s,D,不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能判断哪个图中的飞机速度的大,小,【解析】,从三个图可以看出，,(c),图中的飞机速度最大，,(a),图中的飞机速度最小，,(b),图中的飞机速度与声波传播的速度相等，即,340m/s,，选项,A,、,B,、,D,错误，选项,C,正确,答案：,C,点评：,飞机在运动过程中发出声波，飞机的速度不同产生的声波的波形的密集程度,不同声波发出后，是以发出点为球心的球面波，由于飞机的运动，飞机发出的声,波是以不同的位置为球心的球面波,题型一：简谐横波的多解问题,【例,5,】,如图,1125,所示，实线表

8、示一横波某一时刻的波形图，虚线是经过,0.2s,之,后的波形,(1),若波向右传播，求其最大周期,(2),若波向左传播，求其在这段时间内传播的距离,(3),若波传播的速度为,35m/s,，试判定波的传播方向,图,1125,切入点：,波动过程的多解性是由波的传播方向以及波在空间与时间上的周期性,导致的,?,?,?,?,max,1,1/,4,0.8,0,2,1/,4,s(,0,1,2,3,),4,1,0,0.8s,n,T,T,n,n,n,T,?,?,?,?,?,?,?,?,?,右,右,如果波向右传播，从图中可以看出至少,经历了,周期，所以有,故当,时，周期最大,【,，,解析】,?,?,?,?,?,

9、?,?,?,?,?,2,3,/,4,3,/,4,4m,3,/,4,4,3,m(,0,1,2,3,),3,3,/,4,0.8,0,2,3,/,4,s(,0,1,2,3,),4,3,x,n,n,n,n,T,T,n,n,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,左,左,左,如果波向左传播，从图中可以看出至少经历,了,周期，所以波至少传播了,个波长，因为,，即它可能的传播距离为,若波向左传播，则从图中可以看出至少经历,了,周期，所以有,?,?,?,?,/,20,15,m,/,s(,0,1,2,3,),/,20,5,m,/,s(,0,1,2,3,),35m,/,s,/,20,15,

10、1,/,20,5,1,.5,v,T,n,n,v,T,n,n,v,v,T,n,n,v,T,n,n,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,左,右,左,右,于是得到波速为,，,同理，当波向右传播时，有,显然，当把,代入上面两个波速的表达,式时，只有,有自然数解,，而,的解,为非自然数，故波向左,传播,思维拓展：,1.,由于简谐横波在空间与时间上的周期性，所以在解答有关波的问,题的时候，常常会出现多解情况,2,有些时候会碰到由于波的传播方向不确定而导致的多解问题,题型二：波的特性,【例,6,】,如图,1126,所示,S,1,和,S,2,是两个相同的

11、波源，它们发出的波相叠加，实,线为波峰，虚线为波谷，关于,a,、,b,、,c,三点的振动，以下正确的是,(,),A,a,点振幅比,b,点振幅小,B,a,点振幅比,c,点振幅大,C,a,、,b,两点位移始终最大,D,a,、,b,两点位移可以为零,图,1126,【解析】,从图象可知，,a,此时是两列波的波峰相遇的点，,b,是两列波的波谷,相遇的点，,c,是一列波的波峰与另一列波的波谷相遇的点，按照波的干涉可,以知道，,a,、,b,是振动加强的点而,c,是振动减弱的点这样至少说明,a,、,b,两,点的振幅比,c,点振幅大，,B,对；但,a,、,b,振动时总会到达平衡位置，位移可以,是零所以,D,对,

12、答案：,BD,思维拓展：,当两个波源的振动频率相等且位相差保持恒定时，它们被称为相干,波源，在相遇区域可以形成稳定的干涉图样，即加强的区域与减弱的区域相互,间隔,(,这对光的干涉也适用,),这里要注意的是：加强的区域永远加强，减弱的区,域永远减弱在此，可能有同学认为振动到达平衡位置时，质点难道还是处于,振动加强的情形？回答是肯定的！因为在平衡位置处质点具有最大的速度，也,就是具有最大的能量，振动就是加强的，振动加强的质点不可能总是处于波峰,或波谷位置，否则振动就不成其为振动，也就说不上振动加强了！,1.(2011,?,海南,),一列简谐横波在,t,=0,时的波形图如图,1127,所示介质中,x

13、,=2m,处的,质点,P,沿,y,轴方向做简谐运动的表达式为,y,=10sin(5,t,)cm.,关于这列简谐波，下列,说法正确的是,( ),A,周期为,4.0s,B,振幅为,20cm,C,传播方向沿,x,轴正向,D,传播速度为,10m/s,图,1127,CD,?,?,2,1,5,0.4s,10cm,4m,10m,/,s,0,T,A,v,P,t,y,T,x,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,，周期为：,，由波的,图象得：振幅,、波长,，故波速为,，,点在,时振动方向为正,方向，波,【解,向,正,方,析】,向传播,A,1,B,4,C,D,A,y,A,B,A,波源,开始振动时

14、的运动方向沿,轴负方向,此后的,周期内回复力对波源,一直做负功,经半个周期时间质点,将向右迁移半个波长,在一个周期时间内,所受回复力的冲量为零,2.(2011,?,天津,),位于坐标原点处的波源,A,沿,y,轴做简谐运动,A,刚好完成一次全振,动时，在介质中形成简谐横波的波形如图,1128,所示，,B,是沿波传播方向上介质,的一个质点，则,( ),图,1128,ABD,【解析】,由图可知：质点都在模仿波源的振动形式，所以,A,开始振动应向下；,回复力始终指向平衡位置，所以当质点由平衡位置向外运动时，回复力做负功；,参与波动的质点只在平衡位置附近重复振动，不随波迁移，故,C,错；一个周期,内动量

15、不发生变化，故此题选择,ABD.,3.(2012,新课标卷,),一简谐横波沿,x,轴正向传播，,t,0,时刻的波形如图,1229(a),所示，,x,0.30m,处的质点的振动图线如图,1229(b),所示，该质点在,t,0,时刻的,运动方向沿,y,轴,_,正向,_(,填“正向”“负向”,),已知该波的波长大于,0.30m,，,则该波的波长为,_,0.8,_m.,图,(a),图,(b),图,1229,【解析】,此题应从振动图象分析,0.3m,处质点的振动情况为,沿,y,轴的正方向，,并从振动图象上找出,0.3m,处的质点，,应为图中,A,点，且,A,的横坐标,x,0.3m,3,8,?,0.8m,

16、4.(2011,?,湖南衡阳市八中模拟,),一列简谐横波沿,x,轴传播，,t,=0,时刻的波形如图,11-,210,所示则从图中可以看出,( ),A,这列波的波长为,5m,B,波中每个质点的振动周期为,4s,C,若已知波沿,x,轴正向传播，,则此时质点,a,向下振动,D,若已知质点,b,此时向上振,动，则波是沿,x,轴负向传播的,图,11210,C,5.(2011,?,长沙一中模拟,),如图,11211,所示，在均匀介质中的一条直线上的两个振,源,A,、,B,相距,6m,，振动频率相等,t,0,=0,时刻,A,、,B,开始振动，且都只振动一个周,期，振幅相等，,A,的振动图象为图,11212(,甲,),，,B,的为图,11212(,乙,),若由,A,向右,传播的机械波与由,B,向左传播的机械波在,t,1,=0.3s,时恰好相遇，则下列判断正确,的是,(