步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第十二章 机械振动 机械波 光》第2课时

步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第十二章 机械振动 机械波 光》第2课时内容摘要：

1、第 2 课时机械波考纲解读 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考点一波动图象与波速公式的应用1. 波的图象反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 1 所示图 1图象的应用：(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 2、是()图 2A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 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；x4 m 处v 84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 正确答案由波动图象分析质点的运动特点一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图 3 所示，P 为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P 的速度 v 和加速度 a 的大小变化情况是( )图 3Av 变小，a 变大 Bv 变小，a 3、变小Cv 变大，a 变大 Dv 变大，a 变小答案由题图知波传播方向沿 x 轴正方向，根据 质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点 P 的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿 y 轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此 P 质点速度增大；质点 P 做简谐运动，向平衡位置运动，距离平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度 a 减小，即 v 变大，a 减小，故只有 D 正确2波动问题的多解如图 4 所示，实线是某时刻的波形图，虚线是 0.2 s 后的波形图图 4(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期(2)若波向右传播，求它可能的传播速度答案(1) (n0,1,2， )3(2)5( 4、4n 1)m/s(n0,1,2，)解析 (1)波向左传播，传播的时间为 t Tn0,1,2，)，所以 T 4 34 43 3s s(n0,1,2，)，最大周期为 s3 )波向右传播，t n0,1,2，)，T s(n0,1,2，)，而 4 m，所以1v 5(4 n1) m/s(n0,1,2， )波动图象分析质点运动的方法(1)特殊点法在波形图上取数个特殊点(波峰、波谷或平衡位置)，先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断 t 后各点运动到什么位置，最后 连成曲线，即为另一时刻的波形图，适用于t n 的情形)平移法先求出在 t 时间内波传播的距离 xv 为波速) ，再将原波形沿波传播方向平移 5、x(若要画 tt 时刻的波形图，则 需逆着波传播方向平移 x)，然后将新波形“修补” ，使原有波形的区间充满波形2造成波动问题多解的主要因素(1)周期性时间周期性：时间间隔 t 与周期 T 的关系不明确空间周期性：波传播的距离 x 与波长 的关系不明确(2)双向性传播方向双向性：波的传播方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定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 (1)波长、振幅(2)质点 6、振幅(3)某一质点在各 时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(2)任意一质点在 该时刻的位移(3)任意一质点在 该时刻的加速度方向(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 一列简谐横波沿 x 轴传播，t 0 时刻的波形图如图 5 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 5A沿 x 轴负方向，60 m/ x 轴正方向， 60 m/ x 轴负方向， 30 m/ x 轴正方向，30 m/由题图甲知，波长 2 7、4 m，由 题图乙知 T0.4 s根据 v 可求得 v60 m/s，故 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 项错误答案已知波动图象确定振动图象 一列横波沿 x 轴正向传播，a、b、c、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置，某时刻的波形如图 6 甲所示，此后，若经过 周期开始计时，34则图乙描述的是()图 6Aa 处质点的振动图象 Bb 处质点的振动图象Cc 处质点的振动图象 Dd 处质点的振动图象答案由题图甲可以判断此时质 点 a 向上振动， 质点 b 处于波谷位置，质点 c 向下振动，质点 d 处于波峰位置，经过 周期后，质点 a 处于波 8、谷，质点 b 处于平衡位置且正向下振动，质34点 c 处于波峰位置， 质点 d 处于平衡位置且正向上振动，可以判断题图乙表示质点 b 的振动图象，B 正确4利用图象求解波动和振动问题 如图 7 甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在 t2 s 时的波形图，图乙是这列波中质点 P 的振动图线，那么：图 7(1)该波的传播速度为_m/s；(2)该波的传播方向为_( 填“向左”或“向右”)；(3)图甲中质点 Q(坐标为 xm 处的点) 的振动方程为 y1)2) 向左(3)(1)波的周期 T2 s，波 长 1.0 m ，波速 v 0.5 m/)由 yt 图象可知，t2 s 时 ，质点 P 向上运动，不 9、难判断波是向左传播(3)质点 Q 此时 从最大位移开始向平衡位置运 动，振 动图象是一条余弦曲线，A0.2 s，质点 Q 的振动方程为 yt 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若 r 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 10、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 v 通过观察者时，时间 t 内通过的完全波的个数为 N ，因而单位时间内通过观察者2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大；当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小例 3 如图 8 表示两个相干波源 2 产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c 和 f 分别为 中点，则：图 8(1)在 a、b、c、d、e、f 六点中，振动加强的点是 _振动减弱的点是_(2)若两振源 幅相同，此时刻位移为零的点 11、是_ (3)画出此时刻 a、c、e 连线上，以 a 为起点的一列完整波形，标出 e 点解析(1)a、e 两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点；c 点处在 a、e 连线上，且从运动的角度分析 a 点的振动形式恰沿 该线传播，故 c 点是振动加强点，同理 b、d 是振动减弱点，f 也是振动减弱点(2)因为 2 振幅相同，振 动最强区的振幅为 2A，最弱区的振幅为零，位移 为零的点是b、c、d、f.(3)题图中对应时刻 a 处在两波谷的交点上，即此时刻 a 在波谷，同理 e 在波峰，所以所对应的波形如图所示答案(1)a、c、eb、d、f (2)b、c 、d、f(3)图见解析 12、拓展题组5波的衍射条件的应用 图 9 中 S 为在水面上振动的波源，M、N 是水面上的两块挡块，其中 N 板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得 A 处水没有振动，为使 A 处水也能发生振动，可采用的方法是()图 9A使波源的频率增大B使波源的频率减小C移动 N 使狭缝的间距增大D移动 N 使狭缝的间距减小答案使孔满足明显衍射的条件即可，或将孔变小，或将波长变大，B、 D 正确6波的干涉原理的应用 如图 10 所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M 是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( )图 10A该时刻质点 O 正处在平衡位置BP、N 两点始终处于平衡 13、位置C点 M 到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D从该时刻起，经过 周期，质点 M 到达平衡位置14答案由题图可知，O、M 为振动加强的点，此 时点 O 处于波谷，点 M 处于波峰，点 M 是峰、峰相遇，只有当两波源振动相位相同 时，点 M 到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相位相反，则点 M 到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故 A、C 均错；P 、N 两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此 P、N 两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，B 正确；从该时刻经 周期，两列波分别引起的振动都使点 M 位于平衡位置，故点 M 位于平14衡位置，D 正确7波的多普勒效应的应用如图 14、 11 甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲乙图 11A女同学从 A 向 B 运动过程中，她感觉哨声音调变高B女同学从 E 向 D 运动过程中，她感觉哨声音调变高C女同学在点 C 向右运动时，她感觉哨声音调不变D女同学在点 C 向左运动时，她感觉哨声音调变低答案女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变 高；反之，女同学向左运 动时 ，她感到音调变低，选项 A、D 正确，B、C 错误高考模拟明确考向1(2014浙江14) 下列说法正确的是( )A机械波的振幅与波源无关B机械波的传播速度由介质本身的性质决定C物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关答案机械波的振幅与波源有关，选项 A 错误；机械波传播速度由介 质本身的性质决定， 选项 B 正确；静摩擦力的方向可以与运。