2019物理高考二轮学案第12章机械波VIP

1、2019 物理高考二轮学案第12 章机械波注意事项 ：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。在论述题中， 问题大多具有委婉性， 尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点， 最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。 只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。【一】概念规律题组1、关于机械波的形成，以下说法中正确的选项是()A、物体做机械振动，

2、一定产生机械波B、后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C、参与振动的质点群有相同的频率D、机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递图 12、一列简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形图如图1 所示， a、b、c 为三个质元， a正向上运动、由此可知()A、该波沿x 轴正方向传播B、 c 正向上运动C、该时刻以后，b 比 c 先到达平衡位置D、该时刻以后，b 比 c 先到达离平衡位置最远处图 23、一列简谐横波沿x 轴传播， t 0 时的波形如图2 所示，质点A 与质点 B 相距点速度沿y 轴正方向； t 0.02s 时，质点A 第一次到达正向最大位移处、由此可知()A、此波

3、的传播速度为25m/sB、此波沿x 轴负方向传播C、从 t 0 时起，经0.04s ，质点 A 沿波传播方向迁移1mD、在 t 0.04s 时，质点 B 处在平衡位置，速度沿y 轴负方向1m， A4、下面哪些应用是利用了多普勒效应()A、利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B、交通警察向行进中的汽车发射一个频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C、铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D、有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去【二】思想方法题组图 35、一列横波某时刻的

4、波形如图 3 所示，经过 0.25s 图中 P 点第一次到达波峰的位置，此后再经 0.75s ， P 点的位移和速度可能是 ()A、位移是2cm，速度为零B、位移是零，速度方向沿C、位移是 2cm，速度为零y 的方向D、位移是零，速度方向沿y 的方向6、如图 4 所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿方向传播的机械波、假设在两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2 和x 轴负方向与正v1、v2，那么 ()图 4A、 f 2f2v v2B、 f f2v 0.5v21111C、 f 1 f 2v1 2v2D、 f 1 0.5f2v1 v2【一】波的形成及传播规律的应用1、波的形成

5、及特点波源把自己的振动方式通过介质的质点由近及远的传播，就形成了波、(1) 质点只在自己的平衡位置振动，并不随波的传播向前迁移；(2) 介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同；(3) 每个质点的振动周期都等于波的传播周期，质点振动一个周期波传播一个波长；(4) 波传播的是波源的振动形式和能量，也能传递信息、2、波的传播方向与质点的振动方向的判断方法内容图象上下坡沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动法同波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在侧图线同侧法微平将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x 轴上移某一位置的两波形曲线上的点来判定法3. 波长、波速和频率的关系(1

6、) 关系式： v f(2) 机械波的波速取决于介质，与波的频率无关、在同一均匀介质中，机械波的传播是匀速的、(3) 机械波的频率取决于波源振动的频率，当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变、(4) 在波的传播方向上，介质中各质点都做受迫振动，其频率都等于振源的振动频率、【例 1】 (2017 北京 16) 介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点A、它的振动速度等于波的传播速度()B、它的振动方向一定垂直于波的传播方向C、它在一个周期内走过的路程等于一个波长D、它的振动频率等于波源的振动频率 规范思维【二】波动图象的应用振动图象和波的图象的比较两种图象波的图象振动图象比较内容某质

7、点位移随时间变化的规某时刻所有质点相对平衡位图象意义置的位移律图象特点(1) 振动周期、振幅(1) 波长、振幅图象信息(2) 各时刻质点的位移和加速(2) 任意一质点此时刻的位移度方向和加速度方向图象变化随时间推移图象延续， 但原有随时间推移， 图象沿传播方向图象形状不变平移一完整曲线对应横坐标一个周期一个波长【例 2】图 5(2017 重 17) 介 中坐 原点O 的波源在t 0 刻开始振 ， 生的 波沿x 正向 播，t 0 刻 到L ，波形如 5 所示、以下能描述x0 点振 的 象是() 范思 【三】波的多解性 分析波的多解性原因分析：1、波的周期性： 机械波在 和空 上具有周期性、一方面

8、， 每 一个周期T 或 nT，介 中的 点完成一次( 或 n 次) 全振 回到原来的状 ，波形 与原来的 完全相同， 在 播 与周期关系上形成多解，t nTt ；另一方面， 波形沿波的 播方向向前推 或 n ，在波形 上，相距 、 2 、 3 、 n 的 点振 步 完全一致，后面的 点好象是前面 点振 情况的“复制”， 在 播距离与波 关系上形成多解x nx.2、波的 播方向的不确定性当只知波沿x 播 ，往往有沿x 正方向和 方向 播两种情况、3、介 中 点 距离与波 的关系的不确定性两 点平衡位置 的距离及某一 刻它 所在的位置， 由于波的空 周期性， 那么两 点存在着多种可能波形、 做 ，

9、可先根据 意，在两 点 先画出最 波形，然后再作一般分析，从而写出两 点 的距离与波 关系的通式、图 6【例 3】(2017 镇江模拟 ) 如图 6 所示的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过 0.2s 时的波形图象、求：(1) 波传播的可能距离；(2) 可能的周期 ( 频率 ) ；(3) 可能的波速；(4) 假设波速是 35m/s ，求波的传播方向；(5) 假设 0.2s 小于一个周期时，求波传播的距离、周期( 频率 ) 、波速、 规范思维 【四】波的叠加和干涉1、产生稳定干涉现象的条件：频率相同；有固定的相位差、2、干涉区域内某点是振动加强点还是振动减弱点的充要条件：(1) 最强：该点到两个

10、波源的路程差是波长的整数倍，即s n .(2) 最弱：该点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，即s 2 (2n 1) 、3、加强点的位移变化范围：|A 1 A2| |A 1 A2|.减弱点的位移变化范围：|A 1 A2| |A 1 A2|.【例 4】 (2017 新课标卷33(2)图 7波源 S1 和 S2 振动方向相同， 频率均为4Hz，分别置于均匀介质中x 轴上的 O、A 两点处，OA 2m，如图 7 所示、两波源产生的简谐横波沿x 轴相向传播，波速为4m/s. 两波源振动的初始相位相同、求：(1) 简谐横波的波长；(2)OA 间合振动振幅最小的点的位置、【基础演练】图 81、如图 8 所

11、示是观察水面波衍射的实验装置，AC和 BD是两块挡板， AB是一个小孔， 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 ) 之间的距离表示一个波长，那么对于波经过孔之后的传播情况，以下描述中正确的选项是()A、此时能明显观察到波的衍射现象B、挡板前后波纹间距相等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，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象图 92、如图 9 所示，一个波源在绳的左端发生波甲，另一个波源在同一根绳的右端发生波乙，波速都等于1m/s. 在 t 0 时刻，绳上的波形如图中的(a) 所示，那么根据波的叠加原理，下述正确的选项

12、是 ()A、当 t 2s时，波形如图 (b) ， t 4s时，波形如图 (c)B、当 t 2s时，波形如图 (b) ， t 4s时，波形如图 (d)C、当 t 2s时，波形如图 (d) ， t 4s时，波形如图 (c)D、当 t 2s时，波形如图 (c) ， t 4s时，波形如图 (d)3、(2017 天津理综 4) 一列简谐横波沿 x 轴正向传播，传到M点时波形如图10 所示，再经 0.6s ， N 点开始振动，那么该波的振幅A 和频率 f 为 ()图 10A、 A1m， f 5HzB、 A0.5m， f 5HzC、 A1m， f 2.5HzD、 A0.5m， f 2.5Hz图 114、(2

13、017 天津 7) 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11 所示， B 是沿波传播方向上介质的一个质点，那么 ()A、波源A 开始振动时的运动方向沿y 轴负方向1B、此后的 4周期内回复力对波源A 一直做负功C、经半个周期时间质点B 将向右迁移半个波长D、在一个周期时间内A 所受回复力的冲量为零图 125、 (2017 四川高考 ) 如图 12 所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波，实线为t 0时刻的波形图，虚线为t 0.6s 时的波形图，波的周期T0.6s ，那么 ()A、波的周期为2.4sB、在 t 0.9s 时， P

14、点沿 y 轴正方向运动C、经过 0.4s ，P 点经过的路程为4mD、在 t 0.5s 时， Q点到达波峰位置6、(2017 大纲全国 21) 一列简谐横波沿x 轴传播，波长为1.2m，振幅为 A. 当坐标为33x 0 处质元的位移为2 A且向 y 轴负方向运动时，坐标为x 0.4m 处质元的位移为2 A.当坐标为x 0.2m 处的质元位于平衡位置且向y 轴正方向运动时，x 0.4m 处质元的位移和运动方向分别为()1A、 2A、沿y 轴正方向1B、 2A、沿y 轴负方向33C、 2 A、沿 y 轴正方向D、 2 A、沿 y 轴负方向7、 (2017 全国 20) 一列简谐横波在某一时刻的波形

15、图如图13 甲所示，图中两质点的横坐标分别为x 1.5m 和 x 4.5m、 P 点的振动图象如图乙所示、P、 Q图 13在以下四幅图中，Q点的振动图象可能是()题号1234567答案8.(2017 广东 14) 如图 14图 14为声波干涉演示仪的原理图、两个U 形管 A 和 B 套在一起， A 管两侧各有一小孔、声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率_的波、当声波分别通过A、 B 传播到右侧小孔时， 假设两列波传播的路程相差半个波长，那么此处声波的振幅_；假设传播的路程相差一个波长，那么此处声波的振幅_、【能力提升】图 159、(2017 山东理综 37(1) 渔船常利用超声波来探测远处鱼

16、群的方位，某超声波的频率为 1.0 105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图15 所示、(1) 从该时刻开始计时， 画出 x 7.5 103m处质点做简谐运动的振动图象( 至少一个周期) 、(2) 现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4s，求鱼群与渔船间的距离( 忽略船和鱼群的运动 ) 、10、一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有P、Q两个质点，它们相距0.8m、当 t 0 时，P、Q两点的位移恰好是正最大值，且P、Q间只有一个波谷、 当 t 0.6s时， P、Q两点正好处于平衡位置，且P、 Q 两点只有一个波峰和一个波谷，且波峰距Q 点的距离第一次为 0.2m、求

17、：(1) 波由 P 传至 Q，波的周期；(2) 波由 Q传至 P，波的速度；(3) 波由 Q传至 P，从 t 0 时开始观察，哪些时刻 P、 Q间 (P、 Q除外 ) 只有一个质点的位移大小等于振幅、学案 56 机械波【课前双基回扣】1、 BC2.AC3.AB4.ABD5、 BD假设波向左传播，P 点此时向上运动，且经t 10.25sT 4， P 第一次到波峰，3可推知再经t 2 0.75s 4T， P在平衡位置向上运动、3假设波向右传播，P 点此时向下运动、经t 1 0.25s 4T.P 第一次到波峰，可知再经3B、D 正确、 t 0.75s 34T， P 在平衡位置向下运动、由此可知选项2

18、6、C 介 、中波的振源相同，所以两列波的 率相同，f 1f 2，由 象知 1 22，又因 v f ，所以 v1 2v2， C 正确、 思 提升1、机械波 生的条件：振源和介 ，有波 一定有振 、波的 率决定于振源、2、 v f /T. 波速决定于介 ，波 由介 和波源共同决定、3、 波 象是正弦或余弦曲 ，表示在波的 播方向上，介 中 点在某一 刻相 各自平衡位置的位移、4、波的干涉和衍射 象都是波特有的 象、5、多普勒效 ：波源的 率不 ，只是 察者接收到的波的 率 生 化、如果二者相互接近， 察者接收到的 率 大；如果二者相互 离， 察者接收到的 率 小、【核心考点突破】例 1D 机械波

19、在 播 程中，振 点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做 运 ， A、 C 、机械波可能是横波，也可能是 波，故振 点的振 方向不一定垂直于波的 播方向，选项 B 、振 点的振 是由波源的振 引起的，故 点的振 率等于波源的振 率， D 正确、 范思 掌握振 与波 的区 和 系是正确解答此 的关 、注意“一同三不同” ，即振 的周期或 率与波 的周期或 率相同；振 的方向与波 的方向不同；振 的速度与波 的速度不同；振 的路程与波 路程不同、例 2C 由波 象可知t 0 刻 x0 点正向下振 ，下一 刻 点 坐 将减小，排除B、 D 、 x0 点开始振 的振 方向向下， A ， C 正确、

20、 范思 此 考 振 象与波 象的相互 ， 从波的 象和 意中提 出以下三点信息：波 到x0 之前， x0 的 点不振 、所有 点的起振方向都向下、t 0 刻 x0 的 点正向下振 、例 3 解析解析 (1) 波的 播方向有两种可能：向左 播或向右 播、向左 播 ， 播的距离 x n 3 /4 (4n 3)m(n 0,1,2 ， )向右 播 ， 播的距离 x n /4 (4n 1)m(n 0,1,2 ， )(2) 向左 播 ， 播的 t nT 3T/4得： T 4t/(4n 3) 0.8/(4n 3)(n 0,1,2， )向右 播 ， 播的 t nTT/4得： T 4t/(4n 1) 0.8/(

21、4n 1)(n 0,1,2， )(3) 算波速，有两种方法： v x/t 或 v /T向左 播 ， v x/t (4n 3)/0.2 (20n 15)m/s. 或 v /T 4(4n 3)/0.8 (20n 15)m/s.(n 0,1,2 ， )向右 播 ，v x/t (4n 1)/0.2 (20n 5)m/s.或 v /T 4(4n 1)/0.8 (20n 5)m/s.(n 0,1,2 ， )(4) 假 波速是 35m/s ，那么波在 0.2s 内 播的距离 3x vt 35 0.2m 7m 14 ，所以波向左 播、(5) 假 0.2s 小于一个周期， 明波在 0.2s 内 播的距离小于一个

22、波 、那么：向左 播 ， 播的距离 x3 /4 3m； 播的 t 3T/4 得：周期 T 0.267s ；波速 v15m/s.向右 播 ， 播的距离 /4 1m； 播的 t T/4 得：周期T 0.8s ；波速v 5m/s.1 规范思维 解答此类问题，首先要考虑波传播的“双向性”，例如： nT4T 时刻向右传3播的波形和nT 4T 时刻向左传播的波形相同、其次要考虑波传播的“周期性”，时间、传播距离都要写成周期、波长的整数倍加“零头”的形式、例 4 见解析解析 (1) 设波长为 ，频率为f ，那么 v f ，代入数据，得 1m.(2) 以 O为坐标原点，设P 为 OA间的任意一点，其坐标为x，

23、那么两波源到差为l x (2 x) ， 0 x2. 其中 x、l 以 m为单位、P 点的波程合振动振幅最小的点的位置满足1l (k 2) ， k为整数解得： x 0.25m， 0.75m， 1.25m，1.75m.思想方法总结1、 (1) 由波的图象判断该时刻某质点的振动方向：波的图象表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移、沿简谐横波的传播方向，将波分为上坡段和下坡段，那么位于上坡段的质点向下振，位于下坡段的质点向上振，即“上坡下振”，“下坡上振” 、(2) 波长、频率和波速的关系：v f. 另外， v /T x/t.2、对于波动图象和波的传播方向上某质点的振动图象的问题，往往是从波动图象上能读出波长， 从振动图象上能读出周期， 从而可以计算出波的传播速度； 再根据某质点的振动图象上所描述的波动的图象对应的时刻的质点的振动方向，就能确定该波的传播方向、3、解决波动图象中的多解问题的一般思路：(1)分析出造成多解的原因、