高三物理一轮复习课件第12章波与相对论122

1、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

2、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： av； bv.,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vf，正确的说法是() Avf适用于一切波 B由vf知，f增大，则波速v也增大 Cv、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f D由vf知，

3、波长是2 m的声音比波长是4 m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】

4、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tT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

5、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：vf，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

6、)图(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在 x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是_,A波速为0.5 m/s B波的传播方向向右 C02 s时间内，P运动的路程为8 cm D02 s时间内，P向y轴正方向运动 E当t7 s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t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m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t0.10

7、s时，质点Q向y轴正方向运动 B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m,D从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm E质点Q简谐运动的表达式为y0.10 sin 10t(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x5 m的M点时的波形图，图乙是质点N(x3 m)从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x10 m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

8、，Q点第一次到达波峰？,【答案】(1)向下(2)8 s,【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t0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(),A0.5 mB1.5 m C2.5 m D3.5 m 【解析】由图2知，t0时刻此质点相对平衡位置的位移为0.15 m，且振动方向向

9、下，图1中符合此要求的点在23 m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

10、nTt(n0,1,2)；若此关系为距离，则xnx(n0,1,2),(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9 m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t0时刻的波形如图中的实线所示，t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是() A2 m/s B3 m/s C4 m/s D5 m/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，

11、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

12、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340 m/s，若报告人声音的频率为136 Hz，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x0.1 sin(20t)m，介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m，两波源形 成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10 m

13、/s. 求简谐横波的波长； P点的振动_(填“加强”或“减弱”),【答案】(1)1 m(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t2 s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(),AE点 BF点 CG点 DH点 【解析】由题图乙可知，t2 s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 Ct0时刻质点a的速度比质点b的大 Dt0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)

14、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|A1A2| B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2 C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t1 s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x0.5 m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，前方障碍物一定是与轮船一样向前运动的巨轮，而且该巨轮的速度比轮船的速度快 E如听到的回声频率变高，前方障