高考物理大一轮总复习课件江苏专第12章机械振动机械波光第2课时机械波

1、考纲解读,考点一,考点二,考点三,高考模拟,练出高分,1.知道机械波的特点和分类. 2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象. 3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉 和衍射的条件,1.波的图象反映了在 介质中的 离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的 位置，纵轴表示该时刻 的位移，如图所示 图象的应用： (1)直接读取振幅A和波长，以及该时刻各质点的位移 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方 向确定波的传播方向 2波速与波长、周期、频率的关系为：v .,某时刻,各质点,平衡,各质点,f,

2、例1 (2013北京15)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是() A这列波的振幅为4 cm B这列波的周期为1 s C此时x4 m处的质点沿y轴负方向运动 D此时x4 m处的质点的加速度为0,挖掘波的图象信息，如波长，质点振动方向等,D,由图：振幅A=2 cm，波长=8 m,周期T=/v=2 s,x4 m处的质点（微平移法）:在平衡位置，速度最大，加速度为零，沿+y轴负方向运动,拓展题组,1.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()

3、Av变小，a变大 Bv变小，a变小 Cv变大，a变大 Dv变大，a变小,D,向右微平移,向右微平移如图所示：由图P沿+y轴向平衡位置运动,质点P的速度v变大，加速度a变小,2.对波动图象的理解一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t0时刻波刚好传播到x6 m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48 m/s.请回答下列问题：,(1)从图示时刻起再经过_s，质点B第一次处于波峰； (2)写出从图示时刻起质点A的振动方程为_cm.,0.5,y2sin (12t),例2一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形图如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(

4、) A沿x轴负方向，60 m/s B沿x轴正方向，60 m/s C沿x轴负方向，30 m/s D沿x轴正方向，30 m/s,振动是波动中一点,由题图甲知，波长24 m,由题图乙知T0.4 s,v /T可求得v 60 m/s,例2一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形图如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是() A沿x轴负方向，60 m/s B沿x轴正方向，60 m/s C沿x轴负方向，30 m/s D沿x轴正方向，30 m/s,振动是波动中一点,由波的微平移法，可得波沿x轴负方向传播,A,变式题组,3.一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d

5、为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置，某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过3/4T周期开始计时，则图乙描述的是() Aa处质点的振动图象 Bb处质点的振动图象 Cc处质点的振动图象 Dd处质点的振动图象,由图甲：在波峰位置的只有b点,B,振动是波动中的一点,由图乙：在3/4T时，质点在波峰位置,利用微平移法可得ac两点的振动方向,4如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在t2 s时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，那么： (1)该波的传播速度为_ m/s； (2)该波的传播方向为_(填“向左”或“向右”)； (3)图甲中质点Q(坐标为x2.25 m处的点)的振动方程为 y cm.

6、,波速v /T0.5 m/s,挖掘两种图象信息,由甲图：1.0 m； 由乙图： T=2 s,理解两种图象联系,0.5,4如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在t2s时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，那么： (1)该波的传播速度为_m/s； (2)该波的传播方向为_(填“向左”或“向右”)； (3)图甲中质点Q(坐标为x2.25m处的点)的振动方程为 y cm.,由微平移法，波向左传,挖掘两种图象信息,由乙图：P点在2 s时沿+y轴运动,理解两种图象联系,0.5,向左,4如图甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在t2s时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，那么： (1)该波的

7、传播速度为_m/s； (2)该波的传播方向为_(填“向左”或“向右”)； (3)图甲中质点Q(坐标为x2.25m处的点)的振动方程为 y cm.,质点Q的振动方程为y0.2cos t cm.,挖掘两种图象信息,A0.2 cm，2/T rad/s,理解两种图象联系,0.5,向左,0.2cost,1波的干涉中振动加强点和减弱点的判断 某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距 离之差r. (1)当两波源振动步调一致时 若rn(n0,1,2，)，则振动 ； 若r(2n1) (n0,1,2，)，则振动 (2)当两波源振动步调相反时 若r(2n1) (n0,1,2，)，则振动 ； 若rn(n

8、0,1,2，)，则振动 ,加强,减弱,加强,减弱,2波的衍射现象 波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差 或者 波长 3多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数当波以速度v通过观察者时，时间t内通过 的完全波的个数为Nvt/，因而单位时间内通过观察者的完 全波的个数即接收频率 (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大；当波 源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小,不大,小于,例3如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波

9、谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_振动减弱的点是_ (2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是_ (3)画出此时刻a、c、e连线上,以a为起点的一列完整波形,标出e点,（1）振动加强：波峰与波峰相遇， 波谷与波谷相遇；,加强点为振幅加强，且始终为加强点,振动减弱：波峰与波谷相遇；,加强,减弱,a、c 、e,b、f、d,例3如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_振动减弱的点是_ (2)若

10、两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是_ (3)画出此时刻a、c、e连线上,以a为起点的一列完整波形,标出e点,（2）因为S1、S2振幅相同，振动最强区的振幅为2A，最弱区的振幅为零;,位移为零的有b、d、f、c,加强,减弱,b、d、f、c,a、c 、e,b、f、d,例3如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则：(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_振动减弱的点是_ (2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是_ (3)画出此时刻a、c、e连线上,以a为起点的一列完整波形,标出

11、e点,（3）对应时刻a处在两波谷的交点上，即此时刻a在波谷，同理e在波峰，波形如图所示：,加强,减弱,b、d、f、c,a、c 、e,b、f、d,拓展题组,5图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡块，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动，为使A处水也能发生振动，可采用的方法是() A使波源的频率增大 B使波源的频率减小 C移动N使狭缝的间距增大 D移动N使狭缝的间距减小,衍射条件：孔的宽度跟波长相差不大或者小于波长,BD,发生明显衍射,将孔变小，或将波长变大（即减小频率）,6.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻M是波峰与波

12、峰相遇点,下列说法中正确的是() A该时刻质点O正处在平衡位置 BP、N两点始终处于平衡位置 C点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍 D从该时刻起，经过1/4周期，质点M到达平衡位置,OM线：振动加强线；O点处于波谷,振动加强,加强,减弱,减弱,P、N：振动减弱点；振幅相等，处于平衡位置,6.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻M是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是() A该时刻质点O正处在平衡位置 BP、N两点始终处于平衡位置 C点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍 D从该时刻起，经过1/4周期，质点M到达平衡位置,BD,振动加强,加强,减弱,减弱

13、,从该时刻经1/4周期，点M从波峰到平衡位置,只有当两波源振动相位相同时，点M到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相位相反，则点M到两波源的距离差为半波长的奇数倍,7.如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是() A女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变 D女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低,多普勒效应,靠近：频率变大，音调变高,AD,远离：频率变小，音调变低,ABCDE靠近,EDCBA远离,1.(2014浙江1

14、4)下列说法正确的是() A机械波的振幅与波源无关 B机械波的传播速度由介质本身的性质决定 C物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反 D动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关,振幅与波源有关,B,波速由介质决定,静摩擦力方向相对运动趋势方向相反，C错误,动摩擦因数与材料有关，D错误,2 (2014四川5)如图所示，甲为t1 s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点x0.5 m处质点的振动图像可能是(),从甲图可以得到波长为2 m，从乙图可以得到周期为2 s，即波速为1 m/s；,由乙图可以找到t1 s时，该质点位移为负，并且向下运动;,2 (2014四川5)

15、如图所示，甲为t1s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点x0.5m处质点的振动图像可能是(),距该质点x0.5 m处的质点与该质点的振动情况相差T/4,A,即将乙图中的图像向左或向右平移T/4周期即可得到距该质点x0.5 m处的质点的振动图像,3.(2014大纲全国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|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

16、点 的振幅,AD,振幅为A1A2 ，位移始终变化,不一定，减弱点位移可能不为0，加强点位移为0,振动加强：振幅A1A2 振动减弱：振幅|A1A2|,一、单项选择题 1 (2013重庆11(1)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为() A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 m C4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m,3,4,5,6,7,8,9,10,2,11,1,C,根据题意，可能的波形有三种，如图所示： 则1/2 6 m，112 m 26 m 33/26 m，34 m 因此选项

17、C正确,2一列简谐横波在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,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,解析这类问题通常要考虑两种情况：,答案 B,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,二、多项选择题 3(2013新课标34(1)如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m，一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a

18、处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s时a第一次到达最高点下列说法正确的是() A在t6 s时刻波恰好传到质点d处 B在t5 s时刻质点c恰好到达最高点 C质点b开始振动后，其振动周期为4s D在4 st6 s的时间间隔内质点c向上运动 E当质点d向下运动时，质点b一定向上运动,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,答案 ACD,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,4.简谐横波某时刻波形图线如图所示，由此图可知() A若质点a向下运动，则波是从左向右传播的 B若质点b向上运动，则波是从左向右传播的 C若波从右向左传播，则质点c向下运动 D若波从右向左传播，则质点d

19、向上运动,BD,解析由“带动法”可知，若质点a向下运动，则质点a是由其右侧邻近质点带动的，波源位于右侧，波向左传播，故A错；同理，B正确；若波从右向左传播，则质点c、d均应由其右侧邻近质点带动，其右侧质点位于c、d上方，所以c、d均向上运动，故C错误，D正确,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,5.如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2 cm，波速为 2 m/s，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4 m(小于一个波长)，当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距 1 cm的位置，则() A此波的周期可能为0.6 s B此波的周期可能为1.2 s C从此时刻

20、起经过0.5 s，b点可能在波谷位置 D从此时刻起经过0.5 s，b点可能在波峰位置,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,解析根据波的传播方向和质点的振动方向的关系可知：t0时刻，b质点在1 cm处，既可能沿y轴正方向运动也可能沿y轴负方向运动，11.2/(3n+1) m或21.2/(3n+2)m(n0,1,2，)；该波的波长满足：/40.4 m，T0.2 s，算得T10.6 s或T20.3 s，所以A正确，B错误；同理可知C、D均有可能,答案 ACD,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,6.沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点,

21、该波的传播速度为40 m/s，则t1/40 s时() A质点M对平衡位置的位移一定为负值 B质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C质点M的加速度方向与速度方向一定相同 D质点M的加速度方向与平衡位置的位移方向相反,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,答案 CD,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,7一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图中实线所示，t0.1 s时刻的波形如图中虚线所示波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点2.5 m处的一个质点则以下说法正确的是() A波的频率可能为7.5 Hz B波的传播速度可能为50 m/s C质点P的振幅为0

22、.1 m D在t0.1 s时刻与P相距5 m处的质点也一定向上振动,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,答案 BC,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,三、非选择题 8.在t0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图所示，质点A振动的周期是_s；t8 s时，质点A的运动沿y轴的_(填“正”或“负”)方向；质点B在波的传播方向上与A相距 16 m，已知波的传播速度为2 m/s，在t9 s时，质点B偏离平衡位置的位移是_cm.,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,解析 由图知周期为4 s，波源的起振方向与各个质点起振方向相同且向上，t6 s时质点A在平衡位置且向下振动，故8 s时质点A在平衡位置且向上振动；波传播到质点B，需要时间t1x/v8 s，t9 s时，质点B又振动了1 s(1/4个周期)，处于正向最大位移处，位移为10 cm. 答案4正10,3,4,6,7,8,9,10,2,11,1,5,9如图所示为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管