（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第12章 第2讲 机械波

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第12章 第2讲 机械波内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 机械波知识一机械波的形成和传播特点1机械波的形成和传播(1)产生条件有波源有介质，如空气、水、绳子等(2)传播特点传播振动形式、能量和信息质点不随波迁移介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同2波长、波速、频率及其关系(1)波长在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用 表示(2)波速波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定(3)频率由波源决定，等于波源的振动频率(4)波长、波速和频率的关系：vf 的图象1坐标轴x 轴：各质点平衡位置 的连线y 轴：沿质点振动方向，表示质点的位移2物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置 2、的位移3图象形状：简谐波的图象是正弦( 或余弦)曲线，如图 1221 所示图 1221(1)波动图象和振动图象非常相似但物理意义截然不同解答问题时首先加以区别(2)振动图象和波动图象可以通过振幅、周期和波长的关系联系起来光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 波的特性1波的干涉和衍射波的干涉 波的衍射条件 两列波的频率必须相同 明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小 或相差不多现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的 干涉图样 械波的形成与传播一、波的传播方向和质点振动方向判断图 12221若已知某时刻 A 点振动方向向上，则波向 x 轴负方向传播2若已知波向 x 轴正方向传播，则该时刻 B 点向 3、上振动二、由 t 时刻的波形确定 tt 时刻的波形图 12231波向右传播 t T 的时间和向左传播 t T 的时间波形相同14 342若 t T，可以采取“舍整取零头”的办法(2013 福建高考) 如图， t0 时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿 y 轴正向开始振动，振动周期为 0.4 s，在同一均匀介质中形成沿 x 轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示 ts 时波形的图是( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】根据波动与振动的关系分析波的图象根据波的传播的周期性，t0.6 s 时的波形是波源振动 1 个周期形成的，此时波源在12坐标原点从平衡位置向 y 轴负方向振动， 4、由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C 正确【答案】动图象和波动图象的对比应用振动图象 波动图象图象物理意义 表示一个质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点此刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判1 个示范例 图 1224(多选)(2013天津高考 )一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距 9 m 的a、b 两质点的振动图象如图 1224 所示，下列描述该波的图象可能正确的是()【解析】根据振动图象、波动规律解决问题光世昌老师 5、高中物理精品资源免费下载地址 t 图象可知，a、b 两质点的距离为 或 ，即 9 4 14或 9 m(n0,1,2,3 ，) 解得波长 m 或 m即该波的波长34 364n 1 364n 3 36 m、7.2 m、4 m或 12 m、 m、 m，选项 A、B、C、D 的波长分别为 4 367 3611m、 8 m、12 m、16 m，故选项 A、C 正确，选项 B、D 错误【答案】1 个预测例 一简谐横波沿 x 轴正向传播，t0 时刻的波形如图 122 5(a)所示，xm 处的质点的振动图线如图 1225(b)所示，该质点在 t0 时刻的运动方向沿 y 轴_(填 “正向 ”或“负向” )已知该 6、波的波长大于 m，225【解析】依据振动图象描述的是同一质点不同时刻的运动特征可知 t0 时刻质点运动方向沿 y 轴正向因为横波沿 x 轴正向传播且波长大于 m，则 0.3 m ，解得38 m( 对应 P 点)【答案】正向的多解问题的处理方法一、造成波动问题多解的主要因素1周期性(1)时间周期性：时间间隔 t 与周期 T 的关系不明确(2)空间周期性：波传播距离 x 与波长 的关系不明确2双向性(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定二、解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系 t 或 x，若此关系为时间，则 7、tt( n0,1,2) ；若此关系为距离，则xn x(n0,1,2 )1 个示范例 如图 1226 甲所示，一列机械横波沿 线向右传播，已知 a、b 两点间的距离为 1 m，a、b 两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是 ()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 26A波速可能是 m/s B波速可能大于 1 m/长可能是 m D波长可能大于 4 析】由振动图象可知，T4 s，由题意结合 a、b 两点的振动情况可得，( n)34 1 m，解得， m(n0,1,2)，选项 C 正确，D 错误；波速可能值是 v 44n 3 Tm/s(n 0,1,2)，选项 A、B 错误14n 3【答案】C1 8、 个预测例 一列简谐横波在 t 0 时刻的波形如图 1227 中的实线所示，ts 时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期 T 大于 s，则该波的传播速度可能是( )图 1227A2 m/s B3 m/s C4 m/s D5 m/s【解析】由图知波长 8 波向右传播，则 Ts，波速14v 1 m/ Ts，波速 v 3 m/s，选项 B 正T 8 s 34 T 8 答案】源 A 带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图 122 8 所示，则在波传播到细绳上一点 P 时，开始计时，如图所示四个图形中能表示 P 点振动图象的是( )图 1228光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】由图象可知，振 9、源开始起振的方向向下所以，质点 P 从平衡位置开始向下振动，故 P 点的振动图象如选项 C 所示【答案】2292简谐波某时刻的波形图象如图 122 9 所示，由此图可知( )A若质点 a 向下运动，则波是从左向右传播的B若质点 b 向上运动，则波是从左向右传播的C若波从右向左传播，则质点 c 向下运动D若波从右向左传播，则质点 d 向下运动【解析】若质点 a 向下运动，由“带动法”或“微平移法”可知，波应从右向左传播，A 错误，同理可知 B 正确；若波从右向左传播， c、d 均应向上运动，C、D 错误【答案】列简谐横波沿 x 轴传播，t0 时刻的波形如图 12210 甲所示，此时质点 y 轴负 10、方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 ()图 122 10A沿 x 轴负方向，60 m/s B沿 x 轴正方向， 60 m/ x 轴负方向，30 m/s D沿 x 轴正方向， 30 m/s【解析】由题图甲知，波长 24 m，由题图乙知 T0.4 s根据 v 可求得0 m/s，故 C、D 项错误根据 “同侧法”可判断出波的传播方向沿 x 轴负方向，故 项错误【答案】图 12211 所示，S 1、S 2 为水槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷已知两列波的波长分别为 1 和 2 且 1 2，该时刻在P 点两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确 11、的是 ()图 122 11AP 点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强BP 点始终在波峰C P 点的振动不遵循波的叠加原理，也不始终加强DP 点的振动遵循波的叠加原理，但并不始终加强【解析】任何波的叠加都遵循波的叠加原理，但只有两列波发生干涉时，才能形成稳定的干涉图样，即 2 两列波只有频率相同、相位差恒定时，才可在 P 点始终加强故选项 D 正确【答案】(2011北京高考)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振 12、动频率【解析】由振动和波的关系可知：质点的振动速度是质点运动的速度，而波的传播速度是指“振动”这种运动形式的传播速度，故 A 错；波可分为横波和纵波，在纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，故 B 错；在一个周期内波传播的距离等于波长，而质点运动的路程等于 4 个振幅，故 C 错；介质中所有质点的振动都是由波源的振动引起的，它们的振动频率与波源的振动频率都相同，故 D 正确【答案】22 12沿 x 轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图如图 122 12 所示，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是 ()A图示时刻质点 b 的速度方向沿 y 轴正方向B图示时刻质点 a 的加 13、速度为零 C若此波遇到另一简谐波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为 50 该波发生明显的衍射现象，该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比 4 m 大得多【解析】因波沿 x 轴正方向传播，故图示时刻质点 b 向 y 轴负方向振动，A 错；图示时刻质点 a 的加速度最大，B 错；因该波的频率 f 0 C 对；因该波004的波长为 4 m，故 D 错【答案】图 12213 所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在 x6 m 处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b 是介质中两个质点，下列说法正确的是()甲乙图 122 13A这列波沿 x 轴的正方向传播B这列波的波速是 1.5 m/b 比 a 先回到平衡位置Da、b 两质点的振幅都是 10 析】由振动图象得 x。