2020-2021學(xué)年高中物理新教材魯科版選擇性必修第一冊(cè)學(xué)案：第3章 章末綜合提升 Word版含解析

1、鞏固層·知識(shí)整合提升層·能力強(qiáng)化波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法圖像方法(1)微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D像進(jìn)行一微小平移，然后由兩條波形曲線來(lái)判斷例如：波沿x軸正方向傳播，t時(shí)刻波形曲線如圖中實(shí)線所示，將其沿v的方向移動(dòng)一微小距離x，獲得如圖中虛線所示的圖線.可以判定：t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向向下，質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)方向向上，質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)方向向下.(2)“上、下坡”法：沿著波的傳播方向看，上坡的點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡的點(diǎn)向上振動(dòng)即“上坡下、下坡上”.例如：圖中a點(diǎn)向上振動(dòng)，b點(diǎn)向下振動(dòng)，c點(diǎn)向上振動(dòng).(3)逆向描跡法：逆著波的傳播方向用鉛筆描波形曲線，筆頭向上動(dòng)，質(zhì)

2、點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，筆頭向下動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向就向下.(4)同側(cè)法：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在波的圖像的同一側(cè)如圖所示.【例1】一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s.某時(shí)刻波形如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()a這列波的振幅為4 cmb這列波的周期為1 sc此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)d此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0d由題圖可得，這列波的振幅為2 cm，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由題圖得，波長(zhǎng)8 m，由t得t2 s，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由波動(dòng)與振動(dòng)的關(guān)系得，此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，且此質(zhì)點(diǎn)正處在平衡位置，故加速度a0，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確波的圖像與振動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用求解波動(dòng)圖像與振

3、動(dòng)圖像綜合類(lèi)問(wèn)題可采用“一分、一看、二找”的方法1分清振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像此問(wèn)題最簡(jiǎn)單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖像2看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)3找準(zhǔn)波動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)刻4找準(zhǔn)振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)【例2】(多選)圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，p是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點(diǎn)，q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點(diǎn)，如圖乙為質(zhì)點(diǎn)q的振動(dòng)圖像，則()甲乙at0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q的加速度達(dá)到正向最大bt0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)p的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向c從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 md從t0.10 s到t0.25

4、 s，質(zhì)點(diǎn)p通過(guò)的路程為30 cmab由圖乙可知，t0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)q在負(fù)向最大位移處，加速度達(dá)到正向最大，故a對(duì)；t0.10 s時(shí)，q點(diǎn)正向y軸的負(fù)向運(yùn)動(dòng)，則知波沿x軸負(fù)方向傳播，此時(shí)p點(diǎn)沿y軸向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)t0.15 s時(shí)，即經(jīng)過(guò)t0.05 s，p點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故b對(duì)；從0.10 s到0.25 s，在t0.15 st內(nèi)，波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)p處在平衡位置和最大位移處之間，經(jīng)過(guò)t時(shí)，通過(guò)的路程不等于3倍振幅，故c、d錯(cuò)波的多解問(wèn)題波動(dòng)圖像的多解涉及：1波的空間的周期性相距為波長(zhǎng)整數(shù)倍的多個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同2波的時(shí)間的周期性波在傳播過(guò)程中，經(jīng)過(guò)

5、整數(shù)倍周期時(shí)，其波的圖像相同3波的雙向性4介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)間的距離與波長(zhǎng)關(guān)系未定在波的傳播方向上，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離不確定，就會(huì)形成多解，解題時(shí)若不能聯(lián)想到所有可能情況，易出現(xiàn)漏解5介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向未定在波的傳播過(guò)程中，若某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向未確定，則波的傳播方向有兩種波源的振動(dòng)要帶動(dòng)它左、右相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，波要向左、右兩方向傳播波在介質(zhì)中左、右同時(shí)傳播時(shí)，關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)的左、右兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同【例3】如圖所示，實(shí)線表示t時(shí)刻的波形曲線，虛線表示經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)的波形曲線已知波長(zhǎng)為，試求波的傳播速度解析此題沒(méi)有給定波的傳播距離，由實(shí)線波形和虛線波形相比較，在t時(shí)間內(nèi)，波向右傳播的距離可能是、，即

6、，(k0,1,2，)則可以求出波的傳播速度是一個(gè)通解：v1(k0,1,2，)，若波向左傳播，其傳播距離s、，即，所以v2(k0,1,2,3，)答案若向右傳播v1(k0,1,2,3，)若向左傳播v2(k0,1,2,3，)一語(yǔ)通關(guān)解決波的多解問(wèn)題的一般思路(1)首先考慮雙向性，若題目未告知波的傳播方向或沒(méi)有其他條件暗示，應(yīng)首先按波傳播的可能性進(jìn)行討論(2)對(duì)設(shè)定的傳播方向，確定t和t的關(guān)系，一般先確定最簡(jiǎn)單的情況，即一個(gè)周期內(nèi)的情況，然后在此基礎(chǔ)上加nt.(3)應(yīng)注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時(shí)間t大于或小于一個(gè)周期等，所以解題時(shí)應(yīng)綜合考慮，加強(qiáng)多解意識(shí)，認(rèn)真分析題意(

7、4)空間的周期性與時(shí)間的周期性是一致的，實(shí)質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應(yīng)用，所以應(yīng)用時(shí)我們可以針對(duì)不同題目選擇其中一種方法求解培養(yǎng)層·素養(yǎng)升華地震波簡(jiǎn)介地震被按傳播方式分為三種類(lèi)型：縱波、橫波和面波縱波是推進(jìn)波，地殼中傳播速度為5.57千米/秒，最先到達(dá)震中，又稱(chēng)p波，它使地面發(fā)生上下振動(dòng)，破壞性較弱橫波是剪切波，在地殼中的傳播速度為3.24.0千米/秒，第二個(gè)到達(dá)震中，又稱(chēng)s波，它使地面發(fā)生前后、左右抖動(dòng)，破壞性較強(qiáng)面波又稱(chēng)l波，是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波其波長(zhǎng)大、振幅強(qiáng)，只能沿地表面?zhèn)鞑?，是造成建筑物?qiáng)烈破壞的主要因素設(shè)問(wèn)探究1關(guān)于地震波的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確嗎？(1)地震

8、波是機(jī)械波(2)只要震源停止振動(dòng)，地震波就會(huì)消失2地震波中縱波、橫波的傳播速度不同，分別是v1和v2，v1>v2，某觀測(cè)站距離震源為s，這個(gè)觀測(cè)站記錄的縱波、橫波到達(dá)的時(shí)間差是多少？提示：1.(1)不正確地震所產(chǎn)生的震動(dòng)不是機(jī)械振動(dòng)，地震引起的地震波不是簡(jiǎn)單的機(jī)械波，但有橫波、縱波的傳播形式，地震波是機(jī)械波，這種說(shuō)法不正確(2)不正確震源停止振動(dòng)，地震波要繼續(xù)向前傳播，不會(huì)立即消失2.深度思考(多選)最近兩年以來(lái)，地震在世界各地頻頻出現(xiàn)，讓人感覺(jué)地球正處于很“活躍”的時(shí)期地震波既有橫波，也有縱波，若我國(guó)地震局截獲了一列沿x軸正方向傳播的地震橫波在t(圖中實(shí)線)與(t0.4)s(圖中虛線)

9、兩個(gè)時(shí)刻x軸上33 km區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()a該地震波的波長(zhǎng)為3 kmb質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大周期為0.8 sc該地震波最小波速為4 km/sd從t時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，x2 km處的質(zhì)點(diǎn)比x2.5 km處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置bd由圖可知，在33 km范圍內(nèi)有1.5個(gè)波長(zhǎng)，所以波長(zhǎng)為： km4 km，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由圖可知，圖中由實(shí)線變成虛線的時(shí)間：tt，當(dāng)n0時(shí)的周期最大，此時(shí)tt0.4 s，所以最大周期為0.8 s，故選項(xiàng)b正確；根據(jù)波速v可知，周期最大，波速最小，所以最小波速為：v km/s5 km/s，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由圖結(jié)合波向右傳播可知，在t0時(shí)刻，x2.5 km處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向向上，而x2 km處的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)在最大位移處，所以從t時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，x2 km處的質(zhì)點(diǎn)比x2.5 km處的質(zhì)點(diǎn)