高一物理復(fù)習(xí)訓(xùn)練：第2講 機(jī)械波課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第2講機(jī)械波 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 傳播特點(diǎn) 1 機(jī)械波傳播的只是振動的 和 質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動 并不隨波 機(jī)械波 橫波和縱波 考綱要求 形式 能量 遷移 1 2 2 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同 振動周期和頻率都與 振動周期和頻率相同 3 一個周期內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動 通過的路程為 位移為 機(jī)械波的分類 1 橫波 質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在 的波 有 和 波源的 4A 零 垂直 波峰 波谷 同一直線 密部 疏部 3 橫波的圖象 橫波的圖像 考綱要求 波速 波長和頻率 周期 的關(guān)系 考綱要求 1 振動圖象與波的圖象的對比和應(yīng)用 2 波長 波速 頻率及其關(guān)系 1 波長在波動中 振動相位總是 的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離 用 表示 2 波速波在介質(zhì)中的傳播速度 由 本身的性質(zhì)決定 3 頻率由 決定 等于 的振動頻率 4 波長 波速和頻率的關(guān)系 3 相同 介質(zhì) 波源 波源 波的干涉與波的衍射的比較 波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng) 考綱要求 1 多普勒效應(yīng) 波源不動 波源向觀察者運(yùn)動 接收頻率增大波源背離觀察者運(yùn)動 接收頻率減小 觀察者不動 觀察者向波源運(yùn)動 接收頻率增大觀察者背離波源運(yùn)動 接收頻率減小 2 1 質(zhì)點(diǎn)的起振方向各質(zhì)點(diǎn)開始振動 即起振 的方向均與波源的起振方向相同2 質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向的互判方法 1 上下坡法沿波的傳播方向看 上坡 的點(diǎn)向下運(yùn)動 下坡 的點(diǎn)向上運(yùn)動 簡稱 上坡下 下坡上 如圖所示 2 帶動法如圖所示 在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖象上另找一點(diǎn)P 若P 在P上方 則P向上運(yùn)動 若P 在P下方 則P向下運(yùn)動 3 微平移法原理 波向前傳播 波形也向前平移 方法 作出經(jīng)微小時間 t后的波形 如圖虛線所示 就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過 t時間到達(dá)的位置 此刻質(zhì)點(diǎn)振動方向也就知道了 圖中P點(diǎn)振動方向向下 特別提醒 1 在波的干涉中加強(qiáng)區(qū)振動加強(qiáng)只是振幅變大 并不是質(zhì)點(diǎn)一直處于位移最大值 2 任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象 而發(fā)生明顯的衍射需要一定的條件 3 干涉中加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷 某質(zhì)點(diǎn)的振動是加強(qiáng)還是減弱 取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差 r 當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時若 r n n 0 1 2 則振動加強(qiáng) 如圖1 2 1所示 S1 S2為水波槽中的兩個波源 它們分別激起兩列水波 圖中實(shí)線表示波峰 虛線表示波谷 已知兩列波的波長 1 2 該時刻在P點(diǎn)為兩列波的波峰與波峰相遇 則以下敘述正確的是 圖1 2 1 1 A P點(diǎn)有時在波峰 有時在波谷 振動始終加強(qiáng)B P點(diǎn)始終在波峰C P點(diǎn)的振動不遵守波的疊加原理 P點(diǎn)的運(yùn)動也不始終加強(qiáng)D P點(diǎn)的振動遵守波的疊加原理 但并不始終加強(qiáng)答案D 如圖1 2 2所示 男同學(xué)站立不動吹口哨 一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動 下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是 圖1 2 2 2 A 女同學(xué)從A向B運(yùn)動過程中 她感覺哨聲音調(diào)變高B 女同學(xué)從E向D運(yùn)動過程中 她感覺哨聲音調(diào)變高C 女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動時 她感覺哨聲音調(diào)不變D 女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動時 她感覺哨聲音調(diào)變低答案AD 2010 上海單科 2 利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖1 2 3a b所示 則 A 圖a b均顯示了波的干涉現(xiàn)象B 圖a b均顯示了波的衍射現(xiàn)象C 圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象 圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象D 圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象 圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象解析圖a中可以看出只有一條狹縫 穿過水波發(fā)生明顯的衍射 圖b中有兩個振源 有些區(qū)域振動加強(qiáng) 有些區(qū)域振動減弱 是干涉現(xiàn)象 答案D 3 圖1 2 3 2010 安徽卷 15 一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波 某時刻的波形如圖1 2 4所示 P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點(diǎn) 從該時刻開始的一段極短時間內(nèi) P的速度v和加速度a的大小變化情況是 圖1 2 4 A v變小 a變大B v變小 a變小C v變大 a變大D v變大 a變小解析由波的傳播方向及P點(diǎn)位置 可知P點(diǎn)此時正向平衡位置運(yùn)動 速度增大 加速度減小 答案D 4 一列簡諧波在兩時刻的波形如圖1 2 5中實(shí)線和虛線所示 由圖可確定這列波的 圖1 2 5 A 周期B 波速C 波長D 頻率解析因題中未給出實(shí)線波形和虛線波形的時刻 不知道時間差或波的傳播方向 因此無法確定波速 周期和頻率 只能確定波長 正確答案為C 答案C 5 2011 武漢調(diào)研 一簡諧橫波沿x軸正方向傳播 若在x 1m處質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖1 2 6所示 則該波在t 0 3s時刻的波形曲線為 圖1 2 6 解析由題圖可知t 0 3s時刻處于x 1m處的質(zhì)點(diǎn)在波谷位置 顯然t 0 3s時刻的波形圖中只有A對應(yīng)了x 1m處的質(zhì)點(diǎn)處在波谷位置 A正確 答案A 6 如圖1 2 7所示為一列在均勻介質(zhì)中傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖 波速為2m s 此時P點(diǎn)振動方向沿y軸負(fù)方向 則 考點(diǎn)一對波的圖象的理解及應(yīng)用 典例1 圖1 2 7 A 該波傳播的方向沿x軸正方向B P點(diǎn)的振幅比Q點(diǎn)的小C 經(jīng)過 t 4s 質(zhì)點(diǎn)P將向右移動8mD 經(jīng)過 t 4s 質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程是0 4m解析由P點(diǎn)振動方向沿y軸負(fù)方向可判斷該波傳播的方向沿x軸正方向 選項(xiàng)A正確 均勻介質(zhì)中傳播的簡諧橫波各質(zhì)點(diǎn)振幅相同 因此選項(xiàng)B錯誤 各質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動 并沒有隨波移動 而且 t 4s 2T 路程s 8A 0 4m 選項(xiàng)C錯 D對 答案AD 如圖1 2 8所示 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 實(shí)線和虛線分別表示t1 0 t2 0 5s時的波形 t2 T 能正確反映t3 7 5s時波形的圖是 變式1 圖1 2 8 答案D 2010 福建 一列簡諧橫波在t 0時刻的波形如圖1 2 9中的實(shí)線所示 t 0 02s時刻的波形如圖中虛線所示 若該波的周期T大于0 02s 則該波的傳播速度可能是 考點(diǎn)二波的多解問題 典例2 圖1 2 9 A 2m sB 3m sC 4m sD 5m s 答案B 波在傳播過程中 因空間的周期性和時間的周期性 常常由時間間隔 t與周期T的關(guān)系不明確 波傳播方向不確定 波傳播的距離 x與波長 的關(guān)系不明確造成多解問題 波的多解問題來源 一列簡諧橫波沿直線由A向B傳播 A B相距0 45m 圖1 2 10是A處質(zhì)點(diǎn)的振動圖象 當(dāng)A處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到波峰位置時 B處質(zhì)點(diǎn)剛好到達(dá)平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動 這列波的波速可能是 變式2 圖1 2 10 A 4 5m sB 3 0m sC 1 5m sD 0 7m s 答案A 如圖1 2 11甲為一列簡諧橫波在t 0 10s時刻的波形圖 P是平衡位置為x 1m處的質(zhì)點(diǎn) Q是平衡位置為x 4m處的質(zhì)點(diǎn) 圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖象 則 考點(diǎn)三波的圖象與振動圖象的綜合應(yīng)用 典例3 圖1 2 11 A t 0 15s時 質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大B t 0 15s時 質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向C 從t 0 10s到t 0 25s 該波沿x軸正方向傳播了6mD 從t 0 10s到t 0 25s 質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm 解析A選項(xiàng) 由乙圖象看出 t 0 15s時 質(zhì)點(diǎn)Q位于負(fù)方向的最大位移處 而簡諧運(yùn)動的加速度大小與位移成正比 方向與位移方向相反 所以加速度為正向最大值 B選項(xiàng)中 由乙圖象看出 簡諧運(yùn)動的周期為T 0 20s t 0 10s時 質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向沿y軸負(fù)方向 由甲圖可以看出 波的傳播方向應(yīng)該沿x軸負(fù)方向 因甲圖是t 0 10s的 因波向x軸負(fù)方向傳播 則此時P質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向 D選項(xiàng)中 由圖甲可以看出 由于t 0 10s時刻質(zhì)點(diǎn)P不處于平衡位置 故從t 0 10s到t 0 25s質(zhì)點(diǎn)P通過的路程不為30cm 本題正確選項(xiàng)為A B 答案AB 一列簡諧橫波某時刻的波形如圖1 2 12甲所示 從該時刻開始計(jì)時 波上A質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖1 2 12乙所示 則 變式3 圖1 2 12 A 這列波沿x軸正向傳播B 這列波的波速是25m sC 從該時刻起經(jīng)0 4s A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是16mD 從該時刻起 質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q后回到平衡位置 答案B 如圖1 2 13為某一報告廳主席臺的平面圖 AB是講臺 S1 S2是與講臺上話筒等高的喇叭 它們之間的相互位置和尺寸如圖1 2 13所示 報告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時可能會產(chǎn)生嘯叫 為了避免嘯叫 話筒最好擺放在講臺上適當(dāng)?shù)奈恢?在這些位置上兩個喇叭傳來的聲音因干涉而相消 已知空氣中聲速為340m s 若報告人聲音的頻率為136Hz 問講臺上這樣的位置有多少個 考點(diǎn)四波特有的現(xiàn)象 典例4 圖1 2 13 答案4個 關(guān)于甲 乙 丙 丁四幅圖象 下面說法正確的是 A 甲圖條紋平行等距 是雙縫干涉的圖樣B 乙圖條紋間距不等 是單縫衍射的圖樣C 丙圖是肥皂膜在陽光下產(chǎn)生的彩色條紋 屬于薄膜干涉D 丁圖的正中央是亮的 一定是光透過小孔之后產(chǎn)生的單孔衍射圖樣解析丁圖是泊松亮斑 是光照到不透明小圓板上發(fā)生的衍射現(xiàn)象 答案ABC 變式4 頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動 以v表示聲源的速度 V表示聲波的速度 v V 表示接收器接收到的頻率 若v增大 則 A 增大 V增大B 增大 V不變C 不變 V增大D 減小 V不變解析由于聲波的速度由介質(zhì)決定 故V不變 據(jù)多普勒效應(yīng)可知 當(dāng)聲源靠近接收器時接收到的頻率變高 增加 故B項(xiàng)正確 答案B 變式5 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全