高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 （高頻考點(diǎn)+熱點(diǎn)導(dǎo)練+歷年高考題）第12章 第2節(jié) 機(jī)械波課件 新人教版

第第2節(jié)節(jié)機(jī)械波機(jī)械波A1sB001C0s041D0s4xtyxtxt波的周期為處的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)向 軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)處的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)速度為處的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)速度值最大考點(diǎn)考點(diǎn)1：波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系：波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系【例1】(2010全國(guó))一簡(jiǎn)諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播已知t=0時(shí)的波形如圖1121所示，則()圖11212m4m.4s1sA400B1s04CDTxvxtytx由圖可得半波長(zhǎng)為，波長(zhǎng)為周期，選項(xiàng) 正確波沿 軸正方向傳播，則的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)沿 軸的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) 正確時(shí)，的質(zhì)點(diǎn)不在平衡位置也不在最大位移處，【】故解析錯(cuò)誤答案： AB點(diǎn)評(píng)：每一質(zhì)點(diǎn)都以它的平衡位置為中心做簡(jiǎn)諧振動(dòng)；后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的個(gè)體行為，波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)的群體行為考點(diǎn)考點(diǎn)2：波的衍射：波的衍射【例2】如圖1122是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況，下列說(shuō)法中正確的是()圖1122A此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B擋板前后波紋間距離相等C如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D如果孔的大小不變，將波源的頻率增大，將能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象【解析】此時(shí)孔的尺寸與波長(zhǎng)相近，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，所以A選項(xiàng)正確；衍射不改變波速和頻率，所以B選項(xiàng)正確；孔擴(kuò)大后，將逐漸偏離發(fā)生明顯衍射的條件，所以C選項(xiàng)正確；而波源頻率增大，會(huì)使波長(zhǎng)變小，偏離明顯衍射條件，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤所以選ABC.答案： ABC點(diǎn)評(píng)：發(fā)生明顯衍射的條件是，孔或障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小或差不多此題首先要求我們能通過(guò)給出的圖形，比較出波長(zhǎng)與縫寬的關(guān)系其次抓住、f二者的關(guān)系，再根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，確定出正確的選項(xiàng)考點(diǎn)考點(diǎn)3：波的干涉：波的干涉【例3】如圖1123為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖，AB是講臺(tái)，S1、S2是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖所示報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲音因干涉而相消已知空氣中聲速為340m/s，若報(bào)告人聲音的頻率為136Hz，問(wèn)講臺(tái)上這樣的位置有多少個(gè)？圖1123136Hz2.5m 340m/sfvfvOABPOB相應(yīng)于頻率的聲波的波長(zhǎng)是式中【是空氣中的聲速在下圖中， 是的中解點(diǎn)， 是上析】任一點(diǎn)12121220,2,41,3,520m 15m424S PS PS PS PkkkkOBS BS BBOBAB 將表示為 式中 為實(shí)數(shù)，當(dāng)時(shí)，從兩個(gè)喇叭來(lái)的聲波因干涉而加強(qiáng)； 當(dāng)時(shí)，從兩個(gè)喇叭來(lái)的聲波因干涉而相消由此可知， 是干涉加強(qiáng)點(diǎn)； 對(duì)于 點(diǎn)， 所以， 點(diǎn)也是干涉加強(qiáng)點(diǎn)因而 、 之間有兩個(gè)干涉相消點(diǎn)，由對(duì)稱性可知，上有 個(gè)干涉相消點(diǎn)點(diǎn)評(píng)：干涉和衍射現(xiàn)象是波的特有的現(xiàn)象，一切波(包括電磁波)都能發(fā)生干涉和衍射，反之，能發(fā)生干涉和衍射的一定是波考點(diǎn)考點(diǎn)4：多普勒效應(yīng)：多普勒效應(yīng)【例4】圖1124所示，三張圖片分別反映了飛機(jī)以三種不同速度在空中(不考慮空氣的流動(dòng))水平飛行時(shí)，產(chǎn)生聲波的情況圖中一系列圓表示聲波的傳播情況，A點(diǎn)表示飛機(jī)的位置已知聲波在空氣中的速度為340m/s.則由圖可知()圖1124A(a)圖中的飛機(jī)速度最大，(b)圖中的飛機(jī)速度大于340m/sB(b)圖中的飛機(jī)速度最大，(b)圖中的飛機(jī)速度小于340m/sC(c)圖中的飛機(jī)速度最大，(b)圖中的飛機(jī)速度等于340m/sD不能判斷哪個(gè)圖中的飛機(jī)速度最大，也不能判斷哪個(gè)圖中的飛機(jī)速度的大小【解析】從三個(gè)圖可以看出，(c)圖中的飛機(jī)速度最大，(a)圖中的飛機(jī)速度最小，(b)圖中的飛機(jī)速度與聲波傳播的速度相等，即340m/s，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確答案：C點(diǎn)評(píng)：飛機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)出聲波，飛機(jī)的速度不同產(chǎn)生的聲波的波形的密集程度不同聲波發(fā)出后，是以發(fā)出點(diǎn)為球心的球面波，由于飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)發(fā)出的聲波是以不同的位置為球心的球面波題型一：簡(jiǎn)諧橫波的多解問(wèn)題題型一：簡(jiǎn)諧橫波的多解問(wèn)題【例5】如圖1125所示，實(shí)線表示一橫波某一時(shí)刻的波形圖，虛線是經(jīng)過(guò)0.2s之后的波形(1)若波向右傳播，求其最大周期(2)若波向左傳播，求其在這段時(shí)間內(nèi)傳播的距離(3)若波傳播的速度為35m/s，試判定波的傳播方向圖1125切入點(diǎn)：波動(dòng)過(guò)程的多解性是由波的傳播方向以及波在空間與時(shí)間上的周期性導(dǎo)致的 max11/ 40.80 21/ 4s(0,1,2,3)4100.8snTTnnnT右右如果波向右傳播，從圖中可以看出至少經(jīng)歷了周期，所以有 故當(dāng)時(shí)，周期最大【，解析】 23/ 43/ 44m3/ 443 m(0,1,2,3)33/ 40.80 23/ 4s(0,1,2,3)43xnnnnTTnn左左左如果波向左傳播，從圖中可以看出至少經(jīng)歷了周期，所以波至少傳播了個(gè)波長(zhǎng)，因?yàn)椋此赡艿膫鞑ゾ嚯x為 若波向左傳播，則從圖中可以看出至少經(jīng)歷了周期，所以有 /2015 m/s(0,1,2 3)/205m/s(0,1,2,3)35m/s/20151/2051.5vTnnvTnnvvTnnvTnn左右左右 于是得到波速為， 同理，當(dāng)波向右傳播時(shí)，有顯然，當(dāng)把代入上面兩個(gè)波速的表達(dá)式時(shí)，只有有自然數(shù)解，而的解為非自然數(shù)，故波向左傳播思維拓展：1.由于簡(jiǎn)諧橫波在空間與時(shí)間上的周期性，所以在解答有關(guān)波的問(wèn)題的時(shí)候，常常會(huì)出現(xiàn)多解情況 2有些時(shí)候會(huì)碰到由于波的傳播方向不確定而導(dǎo)致的多解問(wèn)題題型二：波的特性題型二：波的特性【例6】如圖1126所示S1和S2是兩個(gè)相同的波源，它們發(fā)出的波相疊加，實(shí)線為波峰，虛線為波谷，關(guān)于a、b、c三點(diǎn)的振動(dòng)，以下正確的是()Aa點(diǎn)振幅比b點(diǎn)振幅小Ba點(diǎn)振幅比c點(diǎn)振幅大Ca、b兩點(diǎn)位移始終最大Da、b兩點(diǎn)位移可以為零圖1126【解析】從圖象可知，a此時(shí)是兩列波的波峰相遇的點(diǎn)，b是兩列波的波谷相遇的點(diǎn)，c是一列波的波峰與另一列波的波谷相遇的點(diǎn)，按照波的干涉可以知道，a、b是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)而c是振動(dòng)減弱的點(diǎn)這樣至少說(shuō)明a、b兩點(diǎn)的振幅比c點(diǎn)振幅大，B對(duì)；但a、b振動(dòng)時(shí)總會(huì)到達(dá)平衡位置，位移可以是零所以D對(duì)答案：BD思維拓展：當(dāng)兩個(gè)波源的振動(dòng)頻率相等且位相差保持恒定時(shí)，它們被稱為相干波源，在相遇區(qū)域可以形成穩(wěn)定的干涉圖樣，即加強(qiáng)的區(qū)域與減弱的區(qū)域相互間隔(這對(duì)光的干涉也適用)這里要注意的是：加強(qiáng)的區(qū)域永遠(yuǎn)加強(qiáng)，減弱的區(qū)域永遠(yuǎn)減弱在此，可能有同學(xué)認(rèn)為振動(dòng)到達(dá)平衡位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)難道還是處于振動(dòng)加強(qiáng)的情形？回答是肯定的！因?yàn)樵谄胶馕恢锰庂|(zhì)點(diǎn)具有最大的速度，也就是具有最大的能量，振動(dòng)就是加強(qiáng)的，振動(dòng)加強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn)不可能總是處于波峰或波谷位置，否則振動(dòng)就不成其為振動(dòng)，也就說(shuō)不上振動(dòng)加強(qiáng)了！1.(2011海南)一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖1127所示介質(zhì)中x=2m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=10sin(5t)cm.關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法正確的是( )A周期為4.0s B振幅為20cmC傳播方向沿x軸正向 D傳播速度為10m/s圖1127CD 2150.4s10cm4m10m/s0TAvPtyTx，周期為：，由波的圖象得：振幅、波長(zhǎng)，故波速為， 點(diǎn)在時(shí)振動(dòng)方向?yàn)檎?方向，波【解向正 方析】向傳播A1B4CDAyABA波源 開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿 軸負(fù)方向此后的周期內(nèi)回復(fù)力對(duì)波源 一直做負(fù)功經(jīng)半個(gè)周期時(shí)間質(zhì)點(diǎn)將向右遷移半個(gè)波長(zhǎng)在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)所受回復(fù)力的沖量為零2.(2011天津)位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源A沿y軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)A剛好完成一次全振動(dòng)時(shí)，在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)諧橫波的波形如圖1128所示，B是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則( )圖1128ABD【解析】由圖可知：質(zhì)點(diǎn)都在模仿波源的振動(dòng)形式，所以A開(kāi)始振動(dòng)應(yīng)向下；回復(fù)力始終指向平衡位置，所以當(dāng)質(zhì)點(diǎn)由平衡位置向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力做負(fù)功；參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近重復(fù)振動(dòng)，不隨波遷移，故C錯(cuò)；一個(gè)周期內(nèi)動(dòng)量不發(fā)生變化，故此題選擇ABD. 3.(2012新課標(biāo)卷)一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻的波形如圖1229(a)所示，x0.30m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖1229(b)所示，該質(zhì)點(diǎn)在t0時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸_正向_(填“正向”“負(fù)向”)已知該波的波長(zhǎng)大于0.30m，則該波的波長(zhǎng)為_(kāi)0.8_m.圖(a)圖(b)圖1229【解析】 4.(2011湖南衡陽(yáng)市八中模擬)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖11210所示則從圖中可以看出( )A這列波的波長(zhǎng)為5mB波中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為4sC若已知波沿x軸正向傳播，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)D若已知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向上振動(dòng)，則波是沿x軸負(fù)向傳播的圖11210C5.(2011長(zhǎng)沙一中模擬)如圖11211所示，在均勻介質(zhì)中的一條直線上的兩個(gè)振源A、B相距6m，振動(dòng)頻率相等t0=0時(shí)刻A、B開(kāi)始振動(dòng)，且都只振動(dòng)一個(gè)周期，振幅相等，A的振動(dòng)圖象為圖11212(甲)，B的為圖11212(乙)若由A向右傳播的機(jī)械波與由B向左傳播的機(jī)械波在t1=0.3s時(shí)恰好相遇，則下列判斷正確的是( )圖11211A兩列波在A、B間的傳播速度大小均為10m/sB兩列波的波長(zhǎng)都是4mC在兩列波相遇過(guò)程中，中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)Dt2=0.5s時(shí)刻B點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向下圖11212答案：A6.一列連續(xù)拉響警笛的120車高速?gòu)慕值郎贤ㄟ^(guò)，則在街道邊上的人聽(tīng)到的笛聲應(yīng)為( )A某一不變頻率的笛聲B車頭經(jīng)過(guò)前笛聲頻率變高，車頭經(jīng)過(guò)后笛聲頻率變低C車頭經(jīng)過(guò)前笛聲頻率變低，車頭經(jīng)過(guò)后笛聲頻率變高D頻率時(shí)高時(shí)低周期性變化的笛聲B