高考物理復(fù)習(xí)部分基礎(chǔ)課2機(jī)械波市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

基礎(chǔ)課2機(jī)械波1/60知識(shí)點(diǎn)一、機(jī)械波橫波和縱波1．機(jī)械波形成條件 (1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)波源。 (2)有傳輸介質(zhì)，如空氣、水等。2．傳輸特點(diǎn) (1)機(jī)械波傳輸只是振動(dòng)_____和_____，質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波______。 (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與_______振動(dòng)周期和頻率相同。 (3)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，經(jīng)過旅程為____，位移為____。形式能量遷移波源4A零2/603．機(jī)械波分類 (1)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳輸方向相互______波，有_______

(凸部)和_______

(凹部)。

(2)縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳輸方向在__________上波，有_______和______。垂直波峰波谷同一直線密部疏部3/60知識(shí)點(diǎn)二、橫波圖象波速、波長(zhǎng)和頻率關(guān)系1．橫波圖象 (1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)__________，縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)_______。 (2)意義：表示在波傳輸方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開___________位移。 (3)圖象：平衡位置位移平衡位置4/602．波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系 (1)波長(zhǎng)λ

在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是______兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離。 (2)波速v：

波在介質(zhì)中傳輸速度，由______本身性質(zhì)決定。 (3)頻率f：

由波源決定，等于波源___________。 (4)波長(zhǎng)、波速和頻率關(guān)系： ①v＝______；②v＝

。相同介質(zhì)振動(dòng)頻率λf5/60知識(shí)點(diǎn)三、波干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)1．波干涉和衍射

波干涉波衍射條件兩列波頻率必須______顯著條件：障礙物或孔____比波長(zhǎng)小或相差不多現(xiàn)象形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開穩(wěn)定__________波能夠___________或孔繼續(xù)向前傳輸相同尺寸干涉圖樣繞過障礙物6/602.多普勒效應(yīng) (1)條件：聲源和觀察者之間有___________。 (2)現(xiàn)象：觀察者感到_______發(fā)生改變。 (3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率_______，觀察者接收到頻率_______。相對(duì)運(yùn)動(dòng)頻率不變改變7/60[思索判斷](1)在機(jī)械波傳輸過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)隨波傳輸而遷移。(

)(2)周期或頻率，只取決于波源，而與v、λ無直接關(guān)系。(

)(3)波速v取決于介質(zhì)性質(zhì)，它與T、λ無直接關(guān)系。只要介質(zhì)不變，v就不變；假如介質(zhì)變了，v也一定變。(

)(4)兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。(

)(5)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象。(

)(6)多普勒效應(yīng)說明波源頻率發(fā)生改變。(

)答案(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×8/60機(jī)械波傳輸與圖象1．波動(dòng)圖象信息(如圖1所表示)圖1(1)直接讀取振幅A和波長(zhǎng)λ，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位移。(2)確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度方向，并能比較其大小。(3)結(jié)合波傳輸方向可確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向確定波傳輸方向。9/6010/601．[機(jī)械波傳輸](多項(xiàng)選擇)如圖2，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間距依次為2m、4m和6m。一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s波速沿x軸正向傳輸，在t＝0時(shí)刻抵達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t＝3s時(shí)a第一次抵達(dá)最高點(diǎn)。以下說法正確是(

)圖211/60A．在t＝6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處B．在t＝5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好抵達(dá)最高點(diǎn)

C．質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4sD．在4s<t＜6s時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)E．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng)12/60答案ACD13/602．[判斷波傳輸方向或質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向](·山西四校聯(lián)考)(多項(xiàng)選擇)如圖3所表示是沿x軸傳輸一列簡(jiǎn)諧橫波，實(shí)線是在t＝0時(shí)刻波形圖，虛線是在t＝0.2s時(shí)刻波形圖。已知該波波速是0.8m/s，則以下說法正確是(

)圖314/60A．這列波周期是0.15sB．這列波是沿x軸負(fù)方向傳輸C．t＝0時(shí)，x＝4cm處質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸正方向D．0～0.2s內(nèi)，x＝4cm處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向改變了3次E．t＝0.2s時(shí)，x＝4cm處質(zhì)點(diǎn)加速度方向沿y軸負(fù)方向答案ABD15/603．[波速公式應(yīng)用](·河北唐山統(tǒng)考)一列沿－x方向傳輸簡(jiǎn)諧橫波，在t＝0時(shí)刻波形如圖4所表示，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)振幅為10cm。P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為(－1，0)和(－9，0)，已知t＝0.7s時(shí)，P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰。圖416/60(1)這列波傳輸速度多大？(2)從t＝0時(shí)刻起，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰？(3)當(dāng)Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰時(shí)，P點(diǎn)經(jīng)過旅程為多少？17/60答案

(1)10m/s

(2)1.1s

(3)0.9m18/60波傳輸方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向互判方法方法技巧

內(nèi)容圖象“上下坡”法沿波傳輸方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)19/60“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳輸方向和振動(dòng)方向箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳輸方向進(jìn)行微小平移，再由對(duì)應(yīng)同一x坐標(biāo)兩波形曲線上點(diǎn)來判斷振動(dòng)方向20/60振動(dòng)圖象和波圖象關(guān)聯(lián)分析求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采取“一分、一看、二找”方法21/601．[已知振動(dòng)圖象確定波圖象](福建理綜)在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳輸橫波，其波源O在第一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)圖象如圖5所表示，則該波在第一個(gè)周期末波形圖是(

)圖522/60解析由振動(dòng)圖象可知波源開始振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則一個(gè)周期末開始振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)方向也是沿y軸負(fù)方向，所以A、C錯(cuò)誤；由振動(dòng)圖象可知，后半個(gè)周期振動(dòng)振幅較大，依據(jù)波傳輸特點(diǎn)，B錯(cuò)誤，D正確。答案D23/602．[已知波圖象確定振動(dòng)圖象]如圖6所表示，甲為t＝1s時(shí)某橫波波形圖象，乙為該波傳輸方向上某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象，距該質(zhì)點(diǎn)Δx＝0.5m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象可能是(

)圖624/6025/60答案A26/603．[兩種圖象綜合應(yīng)用](多項(xiàng)選擇)圖7(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.10s時(shí)刻波形圖，P是平衡位置在x＝1.0m處質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x＝4.0m處質(zhì)點(diǎn)；圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)圖象。以下說法正確是(

)圖727/60A．在t＝0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)B．在t＝0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P加速度方向與y軸正方向相同C．從t＝0.10s到t＝0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳輸了6mD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過旅程為30cmE．質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表示式為y＝0.10sin(10πt)(國(guó)際單位制)28/6029/60答案BCE30/60波多解問題造成波動(dòng)問題多解主要原因有1．周期性 (1)時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T關(guān)系不明確。 (2)空間周期性：波傳輸距離Δx與波長(zhǎng)λ關(guān)系不明確。2．雙向性 (1)傳輸方向雙向性：波傳輸方向不確定。 (2)振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。31/603.波形隱含性形成多解

在波動(dòng)問題中，往往只給出完整波形一部分，或給出幾個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這么，波形就有各種情況，形成波動(dòng)問題多解性。32/60【典例】

[·全國(guó)卷Ⅰ，34(2)]甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳輸，波速均為v＝25cm/s。兩列波在t＝0時(shí)波形曲線如圖8所表示。求：圖833/60(ⅰ)t＝0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm全部質(zhì)點(diǎn)x坐標(biāo)；(ⅱ)從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16cm質(zhì)點(diǎn)時(shí)間。解析(ⅰ)兩列波振幅均為8cm，故偏離平衡位置位移為16cm質(zhì)點(diǎn)應(yīng)為兩列波波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)。依據(jù)波形圖可知，甲、乙波長(zhǎng)分別為λ乙＝60cm，λ甲＝50cm則甲、乙兩列波波峰坐標(biāo)分別為x甲＝(50＋k1×50)cm

(k1＝0，±1，±2，±3，…)x乙＝(50＋k2×60)cm

(k2＝0，±1，±2，±3，…)34/60答案

(ⅰ)x＝(50＋300n)cm

(n＝0，±1，±2，±3，…)

(ⅱ)0.1s35/60方法技巧36/601．[周期性造成多解問題](·吉林長(zhǎng)春三模)(多項(xiàng)選擇)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳輸，t時(shí)刻波形圖如圖9中實(shí)線所表示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t＋0.6s時(shí)刻波形如圖中虛線所表示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)，則以下說法正確是(

)圖937/60A．這列波波速可能為50m/sB．質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過旅程一定小于30cmC．質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過旅程可能為60cmD．若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P位移相同E．若周期T＝0.8s，從t＋0.4s時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，則質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)方程為x＝0.1sinπt(m)38/6039/60答案

ACD40/602．[雙向性造成多解問題](·衡水模擬)在一列沿水平直線傳輸簡(jiǎn)諧橫波上有相距4mA、B兩點(diǎn)，如圖10甲、乙分別是A、B兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象，已知該波波長(zhǎng)大于2m，求這列波可能波速。圖1041/6042/60答案看法析43/60波干涉、衍射、多普勒效應(yīng)44/602．多普勒效應(yīng)成因分析 (1)接收頻率：觀察者接收到頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到完全波個(gè)數(shù)。 (2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到頻率變小。45/601．[波干涉現(xiàn)象](多項(xiàng)選擇)如圖11所表示，實(shí)線與虛線分別表示振幅、頻率均相同兩列簡(jiǎn)諧橫波波峰和波谷，此刻，M是波峰與波峰相遇點(diǎn)。設(shè)這兩列波振幅均為A，則以下說法正確是(

)圖1146/60A．此時(shí)刻位于O處質(zhì)點(diǎn)正處于平衡位置B．P、N兩處質(zhì)點(diǎn)一直處于平衡位置C．伴隨時(shí)間推移，M處質(zhì)點(diǎn)將向O處移動(dòng)D．從此時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，M處質(zhì)點(diǎn)抵達(dá)平衡位置，此時(shí)位移為零E．O、M連線中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅為2A47/60解析此時(shí)刻位于O處質(zhì)點(diǎn)正處于波谷與波谷相遇點(diǎn)，不在平衡位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；P、N兩處質(zhì)點(diǎn)處于波峰和波谷相遇點(diǎn)，兩列波在這兩處位移一直相反，合位移為0，選項(xiàng)B正確；質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從此時(shí)刻起，經(jīng)過四分之一周期，兩列波在M點(diǎn)振動(dòng)均到達(dá)平衡位置，合位移為零，選項(xiàng)D正確；O、M連線中點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)點(diǎn)，其振幅為2A，選項(xiàng)E正確。答案BDE48/602．[多普勒效應(yīng)]如圖12所表示，向左勻速運(yùn)動(dòng)小車發(fā)出頻率為f聲波，車左側(cè)A處靜止人感受到聲波頻率為f1，車右側(cè)B處靜止人感受到聲波頻率為f2，則(

)圖12A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f49/60解析波源朝向觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察頻率大于波源頻率，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察頻率小于波源頻率，D正確。答案

D50/603．[波干涉、衍射](多項(xiàng)選擇)一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻波形圖如圖13甲所表示，從該時(shí)刻計(jì)時(shí)，波上質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)圖象如圖乙所表示，則(

)圖1351/60A．若此波傳輸過程中碰到頻率為1.25Hz同類波，一定會(huì)發(fā)生干涉，產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣B．若此波傳輸過程中碰到波長(zhǎng)為20m同類波，一定會(huì)發(fā)生干涉，產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣C．若此波傳輸過程中碰到障礙物尺寸為2000m，可能發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象D．該波傳輸速度為2.5m/sE．該波傳輸速度為25m/s52/60答案

ABE53/601．(·全國(guó)卷Ⅰ，34)某同學(xué)漂浮在海面上，即使水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s速率向著海灘傳輸，但他并不向海灘靠近。該同學(xué)發(fā)覺從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰經(jīng)過身下時(shí)間間隔為15s。以下說法正確是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))A．水面波是一個(gè)機(jī)械波B．該水面波頻率為6HzC．該水面波波長(zhǎng)為3mD．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鬏敃r(shí)能量不會(huì)傳遞出去E．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鬏敃r(shí)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移54/60答案ACE55/602．(·全國(guó)卷Ⅲ，34