步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 12.2机械波

步步高2015高三物理（新课标）一轮讲义 12.2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 机械波考纲解读 长和频率的关系，射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件1振动和波的关系关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波的传播速度就是质点振动的速度D波源停止振动时，波立即停止传播答案波的形成与波的分类关于波的形成和传播，下列说法正确的是()A质点的振动方向与波的传播方向平行时，形成的波是纵波B质点的振动方向与波的传播方向垂直时，形成的波是横波C波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D波可以传递振动形式和能量答案波的图象的理解如图 1 所 2、示是一列简谐波在 t0 时刻的波形图，介质中的质点 P 沿 y105t 列说法中正确的是()图 1A这列简谐波的振幅为 20 列简谐波的周期为 5.0 列简谐波在该介质中的传播速度为 25 cm/列简谐波沿 x 轴正向传播答案题图可知，质点偏离平衡位置的最大距离即振幅为 10 错；由质点 s0.4 s，B 错；由题图可知，该2 25波的波长为 4 m，波速 v m/s10 m/s，C 错；由质点 P 做简谐运动的表T t0 时刻质点 P 正在向上运动，由此可判断波沿 x 轴正向传播，D 正确4波的干涉和衍射如图 2 所示为观察水面波衍射的实验装置， 两块挡板，一个小孔，O 是波源，图中已画出波 3、源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述不正确的是()图 2A此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距相等C如果将孔 大，有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源的振动频率增大，能更明显地观察到衍射现象答案题图可以看出，孔 寸与波长相差不大，因只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故选项A、C 正确；由 知，v 不变，f 增大，只能使 减小，故选项 D 错；既然衍射是指绕过障碍物而传播的现象” ，那么经过孔后的波长自然不变，故选项 B 正确1机械波的形成条 4、件：(1)波源；(2)介质2机械波的特点(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同(3)各质点开始振动(即起振)的方向均相同光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 4A，位移为零3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：v率不变，波速、波长都改变2机械波 5、的波速仅由介质决定，波速在固体、液体中比在空气中大波速的计算方法：v 或 v 的图象的物理意义反映了某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移5波的干涉(1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇(2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是 减弱，且加强区和减弱区互相间隔(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长的整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱6产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝) 的尺寸跟波长 相差不多，或者比波长更小7多普勒效应(1)波源不动2)观察者不动点一波动图象与波速公式的应用1波的图象反 6、映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图 3 所示光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：(1)直接读取振幅 A 和波长 ，以及该时刻各质点的位移(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向2波速与波长、周期、频率的关系为：v (2013北京15) 一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为 4 m/ 所示，下列说法正确的是()图 4A这列波的振幅为 4 列波的周期为 1 时 x4 m 处的质点沿 y 轴负方向运动D此时 x4 m 7、 处的质点的加速度为 0解析由波形图可知：振幅 A2 8 m，T s2 s，选项 A、B 均错误；v 84x4 m 处的质点此时正处于平衡位置处，加速度为零，由“上下坡法”可知，此时质点沿 y 轴正方向运动，所以选项 C 错误，D 正确答案如图 5 所示为一列在均匀介质中沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 4 m/s，则( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 质点 P 此时的振动方向沿 y 轴正方向BP 点振幅比 Q 点振幅小C经过 t3 s ，质点 Q 通过的路程是 0.6 过 t3 s，质点 P 将向右移动 12 解析由机械波沿 x 轴正方向传播，利用“带动”原理 8、可知，质点 P 此时的振动方向沿 y 轴负方向，选项 A 错误；沿波传播方向上各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，并且各质点振动的幅度相同，即振幅相同，选项 B、D 均错误；根据波形图可知，波长 4 m，振幅 A5 知 v4 m/s，所以 T 1 s， t3 T，质点 Q 通过的路程是 12A60 .6 m，所以选项 C 正确考点二振动图象与波动图象振动图象 波动图象研究对象 一振动质点 沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一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)某 9、一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (4)传播方向、振动方向的互判图象变化随时间推移，图象延续，但已有形状不变随时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期 表示一个波长例 2(2012福建理综13) 一列简谐横波沿 x 轴传播，t0 时刻的波形如图 6 甲所示，此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动，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 6A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 10、/s D沿 x 轴正方向，30 m/题图甲知，波长 24 m，由题图乙知 T0.4 s根据 v 可求得 v60 Tm/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 A 项正确，B 项错误答案A“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象综合类问题(1)分清振动图象与波动图象只要看清横坐标即可，横坐标为 x 则为波动图象，横坐标为 t 则为振动图象(2)看清横、纵坐标的单位尤其要注意单位前的数量级(3)找准波动图象对应的时刻(4)找准振动图象对应的质点光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 如图 7 甲为一列简谐横波在 ts 时刻的波形图， P 是平衡位置为 x1 11、 是平衡位置为 x4 m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图象，则 ()图 7Ats 时，质点 Q 的加速度达到正向最大Bts 时，质点 P 的运动方向沿 y 轴负方向C从 ts 到 ts ，该波沿 x 轴正方向传播了 6 ts 到 ts，质点 P 通过的路程为 30 选项，由题图乙看出，当 ts 时，质点 Q 位于负方向的最大位移处，而简谐运动的加速度大小与位移成正比，方向与位移方向相反，所以加速度为正向最大值；B 选项中，由题图乙看出，简谐运动的周期为 Ts，ts 时，质点 Q 的速度方向沿 y 轴负方向，由题图甲可以看出，波的传播方向应该沿 x 轴负方向，因题图甲是 t以 ts 时，经历 12、了 s 的时间，题图甲的波形沿 x 轴负方向平移2 m 的距离，如图所示，因波沿 x 轴负方向传播，则此时 P 点的运动方向沿 y 轴4负方向；C 选项中，由题意知 8 m，T 0.2 s，则 v 40 m/s.从 ts 到s，该波沿 x 轴负方向传播的距离为 s40 m/s6 m；D 选项中，由题图甲可以看出，由于 ts 时刻质点 P 不处于平衡位置，故从 ts 到 t 通过的路程不为 30 题正确选项为 A、的干涉、衍射、多普勒效应1波的干涉中振动加强点和减弱点的判断某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差 r.(1)当两波源振动步调一致时光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 n(n0,1,2 ，) ，则振动加强；若 r (2n1) (n0,1,2， )，则振动减弱2(2)当两波源振动步调相反时若 r (2n1) (n0,1,2， )，则振动加强；2若 r n(n0,1,2 ，) ，则振动减弱2波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长3多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数当波以速度 间 t 内通过的完全波的个数为 N ，因而单位时。