《新教材變化解讀及考法剖析》-高中物理選擇性第3章機(jī)械波

《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理選擇性必修第一冊(cè)第3章機(jī)械波《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理選擇性必修第一冊(cè)第3章機(jī)械波新教材物理選擇性必修第一冊(cè)變化解讀主題增加、刪除及調(diào)整原因分析動(dòng)量守恒定律“通過實(shí)驗(yàn)，理解動(dòng)量”調(diào)整為“能過理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)，理解動(dòng)量定理”動(dòng)量定理變?cè)诟咧形锢碇忻鞔_提出要求，通過理論推導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)動(dòng)量定理能夠幫助學(xué)生更好地理解和把握這部分內(nèi)容機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波刪除“惠更斯原理”限于課時(shí)，刪除難度較大、中學(xué)應(yīng)用并不廣泛的惠更斯原理光刪除“用激光觀察全息照相”刪去許多高中不易實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)新教材特點(diǎn)1、突出核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)全面發(fā)展人才新教材從物理觀念的培養(yǎng)、科學(xué)思維的體現(xiàn)、科學(xué)探究的設(shè)計(jì)、態(tài)度責(zé)任的體現(xiàn)等方面突出核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)全面發(fā)展人才。2、考慮學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，優(yōu)化教科書結(jié)構(gòu)新教材從學(xué)生認(rèn)知水平及物理學(xué)科特點(diǎn)兩方面出發(fā)，在學(xué)生合理的認(rèn)知水平發(fā)展下學(xué)習(xí)物理概念、規(guī)律，形成物理觀念，發(fā)展探究能力；在整體的結(jié)構(gòu)安排上，遵從人們認(rèn)識(shí)事物“先現(xiàn)象，后本質(zhì)”的一般規(guī)律。3、聯(lián)系實(shí)際突出STSE的思想新教材從問題引入、分析的實(shí)例、概念和規(guī)律的應(yīng)用、練習(xí)和習(xí)題、多個(gè)方面來貫徹聯(lián)系實(shí)際的原則，突出科學(xué)（Science），技術(shù)（Technology），社會(huì)（Society），環(huán)境（Environment）相互聯(lián)系的思想。教材除了在正文的安排中盡可能注意物理知識(shí)與生活、技術(shù)、社會(huì)的聯(lián)系，還特意設(shè)置了STSE欄目，介紹、探討科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間相互關(guān)聯(lián)的問題。4、關(guān)注社會(huì)發(fā)展反映我國(guó)科技進(jìn)步內(nèi)容的選擇上，一是在學(xué)習(xí)經(jīng)典內(nèi)容時(shí)，新教材多用當(dāng)代人生活的實(shí)例；二是盡可能反映新科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展，使教科書有時(shí)代氣息。5、注重基礎(chǔ)，兼顧差異新教材以概念規(guī)律的學(xué)習(xí)為載體打好基礎(chǔ)，注重核心素養(yǎng)的培養(yǎng)；內(nèi)容的設(shè)計(jì)上體現(xiàn)了一些彈性：設(shè)置“拓展學(xué)習(xí)”欄、章后設(shè)置A、B兩組習(xí)題（A組習(xí)題對(duì)應(yīng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》中必修內(nèi)容的要求，B組比《課程標(biāo)準(zhǔn)》中必修內(nèi)容略有超出，供學(xué)有余力的學(xué)生選做）。新教材物理選擇性必修第一冊(cè)《第3章機(jī)械波》變化解【變動(dòng)1】把舊教材中“波的圖像”和“波長(zhǎng)、頻率和波速”合并到一個(gè)章節(jié)“波的描述”更為緊湊，其中增加了一個(gè)“思考與討論”中不同時(shí)刻的波形圖。波的圖像難度有所增加?！究挤ㄊ纠?】1．如圖所示為一列橫波某時(shí)刻的波形圖，已知波源的振動(dòng)頻率為2Hz，此時(shí)刻a點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，b、c兩點(diǎn)的平衡位置間相距10cm，則（）A．波是向右傳播的 B．波長(zhǎng)是20cmC．波速是0.4m/s D．c點(diǎn)此時(shí)具有最小的加速度【考法示例2】2．如圖所示，甲為某一波動(dòng)在t=1s時(shí)的圖像，乙為參與該波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。（1）求該波速度v；（2）求再經(jīng)過5.5s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過的路程和經(jīng)過5.5s后的時(shí)刻偏離平衡位置的位移?！究挤ㄊ纠?】3．如圖所示，實(shí)線為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖，經(jīng)過波形圖變?yōu)槿鐖D虛線。求：（1）若時(shí)刻平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，則該波的最大周期及該周期的情況下處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程；（2）若，該波的波速。【變動(dòng)2】刪除了“惠更斯原理”，波的反射和折射難度有所降低?！究挤ㄊ纠?】4．我們生活中的物理現(xiàn)象隨處可見，下列物理現(xiàn)象分別屬于波的（）(1)“聞其聲而不見其人”；(2)在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；(3)學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。A．反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B．折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D．衍射、反射、干涉、多普勒效應(yīng)【考法示例5】5．關(guān)于波的反射與折射，下列說法正確的是（

）A．入射波的波長(zhǎng)一定等于反射波的波長(zhǎng)，其頻率不變B．入射波的波長(zhǎng)一定小于反射波的波長(zhǎng)，其頻率不變C．入射波的波長(zhǎng)一定大于折射波的波長(zhǎng)，其頻率不變D．入射波的波長(zhǎng)一定小于折射波的波長(zhǎng)，其頻率不變【考法示例6】6．人在室內(nèi)講話的聲音比在空曠的室外講話聲音要洪亮，是因?yàn)?

)A．室內(nèi)空氣不流動(dòng)B．室內(nèi)聲音多次被反射C．室內(nèi)聲音發(fā)生折射D．室內(nèi)物體會(huì)吸收聲音【變動(dòng)3】完善了波的干涉圖樣條件，由原教材“頻率相同”，修改為“頻率相同，相位差恒定，振動(dòng)方向相同”【考法示例7】7．如圖，軸上與是兩個(gè)波源，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波分別沿軸向右、向左傳播，波速均為，振幅均為，圖示為時(shí)刻兩列波的圖象，此時(shí)分別傳播到點(diǎn)和點(diǎn)，下列說法正確的（）A．時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)、都沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)B．時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)、都運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C．時(shí)刻，處的質(zhì)點(diǎn)為振幅為D．時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的位移正向最大【考法示例8】8．如圖是兩列周期為，振幅為的同種橫波相遇時(shí)某一時(shí)刻的情況，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，弧與的間距為，為、連線的交點(diǎn)。則下列說法正確的是（）A．兩列波遇到寬為的障礙物，不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象B．兩列波的波速大小均為C．點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)D．點(diǎn)在內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為【考法示例9】9．如圖所示，在軸上，A、B為振動(dòng)情況相同的波源，相距，振幅為，兩列波波長(zhǎng)均為，傳播速度均為，某時(shí)刻開始同時(shí)向同方向振動(dòng)，則坐標(biāo)為處的質(zhì)點(diǎn)從該點(diǎn)起振時(shí)算起，在內(nèi)通過的路程為（）A． B． C． D．【變動(dòng)4】在“多普勒效應(yīng)”中增加了“多普勒效應(yīng)的應(yīng)用”一小節(jié)?！究挤ㄊ纠?0】10．一列迎面駛來的火車發(fā)出鳴笛，則靜止的觀察者聽到聲波變化正確的是（）A．頻率變高 B．頻率不變 C．波速變大 D．波長(zhǎng)不變【考法示例11】11．關(guān)于多普勒效應(yīng)的敘述，下列說法中正確的是（）A．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了變化B．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的C．多普勒效應(yīng)是波共有的特征D．火車向你駛來時(shí)，你聽到的汽笛聲音調(diào)變低，火車離你遠(yuǎn)去時(shí)，你聽到的汽笛聲音調(diào)變高【考法示例12】12．一固定的超聲波源發(fā)出頻率為的超聲波，一輛汽車從遠(yuǎn)處向超聲波源迎面駛來，在超聲波源處的接收器接收到由汽車反射回來的超聲波，并測(cè)出接收到的超聲波頻率為，設(shè)空氣中聲音的傳播速度是，計(jì)算汽車的行駛速度．參考答案：1．ABC【詳解】A．根據(jù)上下坡法則，a點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，則a點(diǎn)處于上坡過程，所以波是向右傳播的，則A正確；B．由圖像可知此波的波長(zhǎng)為20cm，所以B正確；C．根據(jù)波速公式有所以C正確；D．c點(diǎn)此時(shí)位移最大，回復(fù)力最大，則具有最大的加速度，所以D錯(cuò)誤；故選ABC。2．（1）v=4m/s；（2）4.4m，s=0【詳解】（1）由yx和yt圖像知：λ=4m，T=1s，根據(jù)波速公式解得v=4m/s（2）由yt圖像知：T=1s，又t=5.5s，所以t=5T+0.5T所以P走過的路程為L(zhǎng)=5×4A+2A解得L=4.4mt=5.5s時(shí)，P恰好回到平衡位置，此時(shí)偏移平衡位置的位移為s=03．（1）；（2）【詳解】(1)由時(shí)刻，處質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，周期滿足當(dāng)時(shí)，，由波形圖可知振幅為5cm，則處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程(2)若波沿x軸正方向傳播由可知，由可得若波沿x軸負(fù)方向傳播，有且沒有滿足條件的n，綜上所述，波速為，方向沿x軸正方向。4．D【詳解】(1)“聞其聲而不見其人”，聽到聲音，卻看不見人，這是聲音的衍射；(2)春天里在一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕，是由于聲音在云層間來回傳播，這是聲音的反射；(3)圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音，音叉發(fā)出兩個(gè)頻率相同的聲波相互疊加，從而出現(xiàn)加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)。這是聲音的干涉；(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。音調(diào)變高就是頻率變高，因此這是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象。故選D。5．A【詳解】AB.入射波與反射波在同種介質(zhì)中波速相同，頻率由波源決定，頻率相同，由知波長(zhǎng)相同，選項(xiàng)A符合題意，B不符合題意．CD.因不知介質(zhì)情況，入射波與折射波波長(zhǎng)無法比較，選項(xiàng)CD不符合題意．6．B【詳解】在室內(nèi)說話，說話的聲音傳到墻壁上又反射回來，時(shí)間差太短，我們不能分辨出回聲與原聲，我們聽到的是回聲與原聲的混合，因此我們聽到的響亮，在空曠的場(chǎng)合我們說話，聲音傳播出去，周圍沒有高大的建筑物，聲音不能反射回來，我們聽到的只是原聲，因此聽起來就沒有室內(nèi)響亮，綜上分析，ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。7．C【詳解】A．兩列波的周期均為在t=0.1s時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，Q質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，在t=0.6s時(shí)刻，正好經(jīng)過，所以P、Q質(zhì)點(diǎn)均向上運(yùn)動(dòng)，沿y軸的正方向運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；B．波的傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置振動(dòng)，所以B錯(cuò)誤；C．時(shí)刻，兩列波恰好傳播到M點(diǎn)，兩列波在M點(diǎn)為振動(dòng)情況相同，M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，所以時(shí)刻，處的質(zhì)點(diǎn)為振幅為，則C正確；D．時(shí)刻，兩列波均已經(jīng)通過了P點(diǎn)，所以質(zhì)點(diǎn)的位移為零，所以D錯(cuò)誤；故選C。8．D【詳解】A．由圖可知，該波的波長(zhǎng)為2m，接近障礙物的尺寸，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。A錯(cuò)誤；B．根據(jù)波速公式得B錯(cuò)誤；C．由圖可知，E點(diǎn)距波峰CD、AD的距離相同，所以該點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。C錯(cuò)誤；D．E點(diǎn)的振幅為10cm，則內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為D正確。故選D。9．C【詳解】坐標(biāo)為處的質(zhì)點(diǎn)距離A、B兩點(diǎn)的路程差為由于路程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，則該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅為0.1m，根據(jù)周期公式可知該質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)，是B處傳來的波帶動(dòng)的，A處的波傳到2.5m處還需要?jiǎng)t從該質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)算起，在第一個(gè)0.4s內(nèi)完成1次全振動(dòng)，振幅等于B處波源振動(dòng)的振幅，第2個(gè)0.4s兩列波疊加，振動(dòng)加強(qiáng)，完成1次全振動(dòng)，振幅等于兩波振幅之和，所以路程為所以C正確；ABD錯(cuò)誤；故選C。10．A【詳解】根據(jù)多普勒效應(yīng)，波在波源移向觀察者接近時(shí)接收頻率變高，波長(zhǎng)變短，波速不變，則一列迎面駛來的火車發(fā)出鳴笛，則靜止的觀察者聽到聲波變化是頻率變高，波長(zhǎng)變短，波速不變，所以A正確；BCD錯(cuò)誤；故選A。11．C【詳解】A．多普勒效應(yīng)說明波源的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者收到的頻率發(fā)生了變化。故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上一選項(xiàng)分析，多普勒與波的干涉無關(guān)。故B錯(cuò)誤；C．多普勒效應(yīng)是波共有的特征。故C正確；D．根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源和觀察者間距變小，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率高，聽到的聲音音調(diào)變高，當(dāng)波源和觀