創(chuàng)新設(shè)計浙江鴨2018版高考物理總復(fù)習(xí)第11章機(jī)械振動機(jī)械波光電磁波第2課時機(jī)械波課件

1、第2課時　機(jī)械波,[基礎(chǔ)過關(guān)]1.機(jī)械波的形成條件(1)有發(fā)生機(jī)械振動的波源。(2)有傳播介質(zhì)，如空氣、水等。,考點一　波的形成和傳播、波的圖象(－/b),2.傳播特點(1)機(jī)械波傳播的只是振動的_____和_____，質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波_____。(2)介質(zhì)中各質(zhì)點的振幅相同，振動周期和頻率都與_____的振動周期和頻率相同。(3)一個周期內(nèi)，質(zhì)點完成一次全振動，通過的路程為___，位

2、移為___。,形式,能量,遷移,波源,4A,零,3.機(jī)械波的分類(1)橫波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互_____的波，有_____(凸部)和_____(凹部)。(2)縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在_________上的波，有_____和_____。,垂直,波峰,波谷,同一直線,密部,疏部,4.橫波的圖象(1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點的_________，縱軸表示該時刻各質(zhì)點的_____。(2)意義：表示

3、在波的傳播方向上，某時刻各質(zhì)點離開_________的位移。(3)圖象：,平衡位置,位移,平衡位置,【過關(guān)演練】1.根據(jù)圖甲、乙所列的兩圖象，分別判斷它們屬于何種圖象(　　)A.甲是振動圖象，乙是波動圖象B.甲是波動圖象，乙是振動圖象C.都是波動圖象D.都是振動圖象,解析　波動圖象橫軸為x軸，表示傳播方向及介質(zhì)中各質(zhì)點的平衡位置到坐標(biāo)原點的距離，振動圖象橫軸為t軸，表示時間，故B正確。答案　B,答案　

4、ACD,[要點突破]要點一　波的圖象1.波動圖象的信息(如圖所示)(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點的位移。(2)確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向，并能比較其大小。(3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向。,2.波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法,【例1】 周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖象如圖所示，此時質(zhì)點P沿y軸負(fù)方向運動，則該波(　　)

5、A.沿x軸正方向傳播，波速v＝20 m/sB.沿x軸正方向傳播，波速v＝10 m/sC.沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝20 m/sD.沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝10 m/s,答案　B,要點二　振動圖象與波的圖象的比較,【例2】 一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝4 m/s。已知坐標(biāo)原點(x＝0)處質(zhì)點的振動圖象如圖所示。在選項圖中能夠正確表示t＝0.15 s時波形圖的是(　　),解析　由x＝0處質(zhì)點的振動圖象可知

6、波的周期T＝0.4 s，由v＝4 m/s，得λ＝vT＝1.6 m，x＝0處質(zhì)點在t＝0.15 s時刻的運動情況是在0～0.1 m之間的某一位置向平衡位置振動。所以滿足以上條件的波的圖象為A項。答案　A,[精練題組]1.(多選)如圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x＝4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象，則(　　)A.t＝0.15 s時，質(zhì)點Q的加速度達(dá)到正

7、向最大B.t＝0.15 s時，質(zhì)點P的運動方向沿y軸負(fù)方向C.從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 mD.從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm,如圖所示，因波向x軸負(fù)方向傳播，則此時P點的運動方向沿y軸負(fù)方向，B項正確；由圖甲可以看出，由于t＝0.10 s時質(zhì)點P不處于平衡位置或最大位移處，故從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點P通過的路程不為30 cm，D項錯誤

8、。答案　AB,2.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x＝5 m的M點時開始計時，已知P點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4 s，下面說法中錯誤的是(　　)A.這列波的波長是4 mB.這列波的傳播速度是10 m/sC.質(zhì)點Q(x＝9 m)經(jīng)過0.5 s才第一次到達(dá)波峰D.M點以后的各質(zhì)點開始振動時的方向都是向下,答案　C,3.(多選)如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，此時刻質(zhì)點F的振動

9、方向如圖所示。則(　　)A.該波沿x軸負(fù)方向傳播B.質(zhì)點B和D的運動方向相同C.質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D.此時質(zhì)點F和H的加速度相同,答案　ACD,4.(2016·浙江臺州選考模擬)一根粗細(xì)均勻的較長繩子，右側(cè)固定?，F(xiàn)使左側(cè)的S點上下振動，產(chǎn)生一列向右傳播的機(jī)械波，某時刻第一次形成了如圖所示的波形。下列說法中正確的是(　　)A.該波的頻率逐漸增大B.該波的頻率逐漸減小C.此時S

10、點向下運動D.S點的起始振動方向是向下的,解析　波速是由介質(zhì)的性質(zhì)決定的，與波長無關(guān)，故該波的波速保持不變，由圖看出，該波的波長逐漸減小，而波速一定，由波速v＝λf知頻率逐漸增大，故A正確，B錯誤；由波的傳播方向與S點的振動方向的關(guān)系知此時S點向上運動，故C錯誤；右端剛起振的點的振動方向與波源S的起振方向相同，方向向上，D錯。答案　A,【方法總結(jié)】求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法：(1)分清

11、振動圖象與波動圖象。此問題最簡單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動圖象。(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。(3)找準(zhǔn)波動圖象對應(yīng)的時刻。(4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點。,[基礎(chǔ)過關(guān)]1.波長λ：在波動中，振動相位總是_____的兩個相鄰質(zhì)點間的距離。2.波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度，由_____本身的性質(zhì)決定。3.頻率f：由波源決定，等于波源的________

12、__ 。4.波長、波速和頻率的關(guān)系：,考點二　波長、頻率和波速(－/c),相同,介質(zhì),振動頻率,λf,【過關(guān)演練】1.一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s。某時刻波形如圖所示，下列說法中，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x＝4 m處質(zhì)點沿y軸負(fù)方向運動D.此時x＝4 m處質(zhì)點的加速度為0,答案　D,2.平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上

13、有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運動。測得兩小木塊每分鐘都上下30次。甲在波谷時，乙在波峰，且兩小木塊之間有一個波峰，這列水面波(　　)A.頻率是30 Hz B.波長是3 mC.波速是1 m/s D.周期是0.1 s,答案　C,【例1】 (多選)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在t＝0時刻的波形如圖所示。質(zhì)點P位于x＝2 cm處，質(zhì)點Q位于x＝6 cm處。已知x＝4 cm 處依次出現(xiàn)兩次波谷的時間間隔為0.4 s

14、，則以下判斷正確的是(　　)A.這列波的波長是8 cmB.質(zhì)點P和Q的位移在任何時候都相同C.這列波的傳播速度是20 cm/sD.x＝4 cm處質(zhì)點做簡諧運動的表達(dá)式為y＝6 sin 5πt (cm),答案　ACD,要點二　波的多解問題1.造成波動問題多解的主要因素(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。②空間周期性：波傳播的距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙

15、向性：波的傳播方向不確定。②振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。,【例2】 (多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點的振動圖象如圖所示，下列描述該波的圖象可能正確的是(　　),答案　AC

16、,[精練題組]1.男女生二重唱中，女高音和男中音的頻率、波長和波速分別為f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它們之間的關(guān)系是(　　)A.f1＞f2，λ1＞λ2，v1＞v2B.f1＜f2，λ1＜λ2，v1＜v2C.f1＞f2，λ1＜λ2，v1＝v2D.以上說法都不正確解析　由于兩聲音是同一種機(jī)械波，因而波速相同，A、B均排除；而音調(diào)高即是頻率高，即f1＞f2，再由v＝λf，v相同，f1＞f2，所以λ1＜λ2，因而C正

17、確，D錯誤。答案　C,2.一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示，已知圖中質(zhì)點b的起振時刻比質(zhì)點a延遲了0.5 s，b和c之間的距離是5 m，以下說法正確的是(　　)A.此列波的波長為2.5 mB.此列波的頻率為2 HzC.此列波的波速為2.5 m/sD.此列波的傳播方向為沿x軸正方向傳播,答案　D,3.(多選)如圖所示，一列簡諧波沿一直線向左傳播，當(dāng)直線上某質(zhì)點a向上運動到達(dá)最大位移時，a點右方相距0.15 m的b點

18、剛好向下運動到最大位移處，則這列波的波長可能是(　　)A.0.6 m B.0.3 m C.0.2 m D.0.1 m,答案　BD,4.(多選)一列橫波在t＝0時刻的波形如圖中實線所示，在t＝1 s時的波形如圖中虛線所示。由此可以判定此波的(　　)A.波長一定是4 cmB.周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD.傳播速度一定是1 cm/s,答案　AC,5.一列簡諧橫波在t＝0

19、時刻的波形如圖中的實線所示，t＝0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是(　　)A.2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D.5 m/s,答案　B,[基礎(chǔ)過關(guān)]1.波的疊加幾列波相遇時，每列波都能夠_______________繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是重疊的區(qū)域里，任一個質(zhì)點的總位移等于各列波分別引起的位移的_______。,考點三　波的干涉和衍

20、射現(xiàn)象　多普勒效應(yīng)　惠更斯原理(－/b),保持各自的狀態(tài),矢量和,2.波的干涉和衍射,相同,尺寸,繞過障礙物,干涉圖樣,3.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)生變化。(3)實質(zhì)：聲源頻率_____，觀察者接收到的頻率_____。,相對運動,頻率,不變,變化,4.惠更斯原理(1)內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看作發(fā)射子波的_____，其后任意時刻，這些子波

21、在波前進(jìn)方向的_______就是新的波面。(2)應(yīng)用：如果知道某時刻一列波的某個_____的位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個_____的位置，從而確定波的傳播方向。,波源,包絡(luò)面,波面,波面,【過關(guān)演練】1.如圖所示，P為橋墩，A為靠近橋墩浮出水面的葉片，波源S連續(xù)振動，形成水波，此時葉片A靜止不動。為使水波能帶動葉片振動，可用的方法是(　　)A.提高波源頻率B.降低波源頻率C.增加波源距橋墩的距離

22、D.減小波源距橋墩的距離,解析　葉片A之所以不動，是因為水波不能繞過橋墩傳過來，也就是說水波衍射不太明顯，而發(fā)生明顯衍射的條件是，障礙物的尺寸與波長差不多，所以要讓葉片A振動起來的方法只能是減小橋墩的尺寸或增大水波的波長，水波的速度一定，減小頻率會增大波長，增大頻率會減小波長，故A錯誤，B正確；改變波源與橋墩的距離不會讓衍射現(xiàn)象更明顯，所以C、D錯誤。答案　B,2.(多選)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回

23、來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比(　　)A.波速變大 B.波速不變 C.頻率變高 D.頻率不變解析　機(jī)械波的傳播速度是由介質(zhì)決定的，與波源的運動速度、觀察者的運動速度、波的頻率都無關(guān)，選項A錯誤，B正確；這里若以魚群為參考系，則船向魚群靠近，對于反射的超聲波而言，由于多普勒效應(yīng)，船上接收器測得反射波的頻率會比發(fā)射的超聲波頻率高，因此選項C正確，D錯誤。答案　BC,[要點突破]要點一　波的干涉理解1.干涉

24、圖樣及其特點(1)干涉圖樣：如圖所示,(2)特點①加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。②加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變化)③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔(3)振動加強(qiáng)點和減弱點①加強(qiáng)點：振動的振幅等于兩列波振幅之和，A＝A1＋A2。②減弱點：振動的振幅等于兩列波振幅之差，A＝|A1－A2|。,【例1】 (多選)如圖所示，為兩列波在空間相遇疊加，其中實線代表的甲波向右傳播，虛線代表的乙波向左傳播，則(　　)

25、A.A、B點是振動加強(qiáng)點B.A、D點是振動加強(qiáng)點C.B、E點是振動減弱點D.D、F點是振動減弱點,解析　在A、F點甲波向下振動，乙波也向下振動，故A、F點是振動加強(qiáng)點；同理可以判斷出在D點甲、乙兩波都向上振動，是振動加強(qiáng)點；在B、E兩點兩波的波峰和波谷相遇，故是振動減弱點，故選B、C。答案　BC,要點二　多普勒效應(yīng)理解與應(yīng)用1.多普勒效應(yīng)的特點(1)發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源發(fā)出的頻率不變，只是觀察者接收到的頻率

26、發(fā)生了變化。(2)當(dāng)波源和觀察者之間的距離減小時，觀察者接收到的頻率升高，當(dāng)波源和觀察者之間的距離增大時，觀察者接收到的頻率降低。2.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)可以測定車輛行駛的速度；根據(jù)光波的多普勒效應(yīng)可以測定遙遠(yuǎn)天體相對地球的運行速度。,【例2】 下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法正確的是(　　)A.只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)B.當(dāng)波源與觀察者相向運動時，波源自身的頻率會變大C.只要聲源在運動，觀察者聽到的聲音

27、的音調(diào)就會變高D.當(dāng)聲源相對觀察者運動時，觀察者聽到的聲音音調(diào)可能變高，也可能變低,解析　多普勒效應(yīng)是指當(dāng)波源和觀察者之間有相對運動時，觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，波源自身的頻率不會變化，B錯；聲波和觀察者之間相對遠(yuǎn)離時觀察者接收到的波的頻率變低，反之變高，音調(diào)由頻率決定，故C錯，D對；在電磁波的傳播中也有這一現(xiàn)象，故A錯。答案　D,[精練題組]1.下列物理現(xiàn)象：①在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；?、凇奥勂?/p>

28、聲而不見其人”；?、蹖W(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；?、墚?dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。分別屬于波的(　　)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、折射、干涉、多普勒效應(yīng),解析　在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕，屬于聲波的反射；“聞其聲而不見其人”屬于聲波的衍射；學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的

29、聲音屬于聲波的干涉；當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)。正確選項是A。答案　A,2.如圖所示是兩個完全相同的波源在介質(zhì)中形成的波相疊加而發(fā)生的干涉的示意圖，實線表示波峰，虛線表示波谷，則下列說法正確的是(　　)A.A點為振動加強(qiáng)點，經(jīng)過半個周期，這一點振動減弱B.B點為振動減弱點，經(jīng)過半個周期，這一點振動加強(qiáng)C.C點為振動加強(qiáng)點，經(jīng)過半個周期，這一點振動仍加強(qiáng)D.D點

30、為振動減弱點，經(jīng)過半個周期，這一點振動加強(qiáng),解析　A、C連線所在區(qū)域為振動加強(qiáng)區(qū)域，經(jīng)過任意時間，該區(qū)域仍然是振動加強(qiáng)區(qū)域，選項A錯誤，C正確；B、D連線所在區(qū)域為振動減弱區(qū)域，經(jīng)過任意時間，該區(qū)域仍然是振動減弱區(qū)域，選項B、D錯誤。答案　C,3.(2016·寧波效實中學(xué)期中)如圖所示，在空曠的廣場上有一堵較高大的墻MN，在墻的一側(cè)有一個正在播放男女合唱歌曲的聲源O，某人從A點走到墻后的B點，在此過程中，如從衍射的角度來考慮

31、，則會聽到(　　)A.聲音變響，男聲比女聲更響B(tài).聲音變響，女聲比男聲更響C.聲音變?nèi)酰新暠扰暩鮀.聲音變?nèi)?，女聲比男聲更?解析　由題意可知，某人從圖中A點走到墻后的B點，能聽到聲音，是由于波的衍射現(xiàn)象，但強(qiáng)度變?nèi)酰挥捎谀新暤念l率低于女聲，在同一介質(zhì)中，傳播速度相同，則其波長長于女聲的波長，更容易發(fā)生衍射，故D正確，ABC錯誤；故選D。答案　D,4.(多選)兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧

32、橫波相遇。下列說法正確的是(　　)A.波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為|A1－A2|B.波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1＋A2C.波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移D.波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅,解析　波峰與波谷相遇時，振幅相消，故實際振幅為|A1－A2|，故選項A正確；波峰與波峰相遇處，質(zhì)點的振幅最大，合振幅為A1＋A2，但此處質(zhì)點仍處于振動狀態(tài)中