高中：机械振动、机械波、光.docx

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1、第2课时机械波考点一波的形成和传播、波的图象（一/b）基础过关1 .机械波的形成条件（1）有发生机械振动的波源。（2）有传播介质，如空气、水等。2 .传播特点机械波皤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。介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波遮的振动周期和频率相同。一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为辿，位移为雯。3 .机械波的分类（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰（凸部）和波谷（凹部）。（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波,有密部和疏部。4 .横波的图象坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置,纵轴表

2、示该时刻各质点的位移。（2）意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。（3）图象:【过关演练】1.A.B.C.2.根据图甲、乙所列的两图象，分别判断它们属于何种图象（ 甲是振动图象，乙是波动图象 甲是波动图象，乙是振动图象都是波动图象D.都是振动图象（多项选择）如下图，沿水平方向的介质中的局部质)点，相邻质点间的距离相等，其中。为波源，设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经过质点1开始振动，那么以下关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的选项是（）0123456789A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下，图中质点9起振最晚B.图中所画出的质点起振

3、时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8起振时，通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同位置时落后于D.只要图中所有的质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，那么质点9发生的是第98次振动俨cm要点突破A八要点一波的图象J /1.波动图象的信息（如下图）/E直接读取振幅A和波长2,以及该时刻各质点的位移。州（2）确定某时刻各质点加速度的方向，并能比拟其大小。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波的传播方向与质点振动方向的互判方法方法内容图

4、象“上下 坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动， “下坡”时质点向上振动y01V下坡亡M V*上坡下“同侧” 法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭 头在图线同侧r00厂“微平 移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对 应同一 X坐标的两波形曲线上的点来判断振 动方向y,N一0Me w x【例1】周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如下图，此时质点动图象如下图。在选项图中能够正确表示f=0.15s时波形图的是（）|j/cmP沿y轴负方向运动，那么该波（） A.沿x轴正方向传播，波速。=20m/s B.沿x轴正方向传播，波速。=10m/s C.沿x轴负方向传播，

5、波速o = 20m/sD.沿x轴负方向传播，波速o=10m/s振动图象波的图象研究对象一个质点沿波传播方向上的所有质点图象0正（余）弦曲线正（余）弦曲线物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移振动方向（看下一时刻的位移）（将波沿传播方向平移）加波形随时间推移, 变图象延续，但已有形状不随时间推移，图象沿波的传播方向平移横坐标表示时间表示各质点的平衡位置联系（1）纵坐标均表小质尺、的位移；（2）纵坐标的最大值都表示振幅；（3）波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自 己的振动图象要点二振动图象与波的图象的比拟【例2】一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速。=4m/s。

6、坐标原点（x=0）处质点的振2 6 / xm2 6 / xm)7cm100乙精练题组1.（多项选择）如图甲为一列简谐横波在E=0.10s 时刻的波形图，P是平衡位置为x= 1 m处的 质点，。是平衡位置为x=4 m处的质点， 图乙为质点。的振动图象，那么（）A.，=0.15s时，质点。的加速度到达正向最大B.，=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C.从，=0.10 s到，=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了 6 mD.从，=（MOs到，=0.25s,质点P通过的路程为30 cm2.如下图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5 m的M点时开始计时，已 知P点相继出现两个波峰的时

7、间间隔为0.4 s,下面说法中错误的选项是（）A.这列波的波长是4 mB.这列波的传播速度是10 m/s如C.质点。（x=9 m）经过0.5 s才第一次到达波峰）一/? y，Q.D. 加点以后的各质点开始振动时的方向都是向下2A i 8 o-t/m3.（多项选择）如下图为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时-11刻质点方的振动方向如下图。那么（）CA.该波沿x轴负方向传播B.质点B和。的运动方向相同启飞.C.质点C比质点B先回到平衡位置一14 5d.此时质点尸和h的加速度相同ly4.（2016浙江台州选考模拟）一根粗细均匀的较长绳子，右侧固定。现使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某

8、时刻第一次形成了如下图的波 形。以下说法中正确的选项是（）A.该波的频率逐渐增大S八 八 二、KB.该波的频率逐渐减小父六,7弋一/.C.此时S点向下运动JD. S点的起始振动方向是向下的考点二波长、频率和波速（一/c）基础过关1 .波长九在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。2 .波速0：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：（1%=（2%=彳。【过关演练】. 一列沿轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s。某时刻波形如下图，以下说法中，正确的选项是（）产mA.这列波的振幅为4 cm2八二B.这

9、列波的周期为IsJ, , rC.此时x=4 m处质点沿y轴负方向运动“安兴）一无九D.此时x=4 m处质点的加速度为0.平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随 波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次。甲在波谷时，乙在波峰，且两小木块之间 有一个波峰，这列水面波（）A.频率是30 HzB.波长是3 mC.波速是1 m/sD.周期是0.1s要点突破要点一 周期（频率）、波速、波长关系.周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的周期和频率，与。、2无任何 关系。1 .速度0：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度

10、恒定。2 .波长九对于一列波，其波长、波速、周期的关系不会变化，始终是。=彳= 既然办r都由相关因素决定，所以这些因素同时又共同决定了波长九 即波长见由波源和介质共同 决定。【例1】（多项选择）沿x轴正方向传播的简谐横波，在，=0时刻的波形如下图。质点P位于x=2 cm处，质点Q位于x=6 cm处。x=4 cm处依次出现两次波谷的时间间隔为0.4 s,那么以下判断正确的选项是（）A.这列波的波长是8 cmB.质点P和。的位移在任何时候都相同C.这列波的传播速度是20cm/sD. x=4 cm处质点做简谐运动的表达式为y=6 sin 57it （cm） 要点二波的多解问题.造成波动问题多解的主要

11、因素周期性时间周期性：时间间隔加与周期T的关系不明确。空间周期性：波传播的距离根与波长2的关系不明确。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。1 .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加或Ax,假设此关系 为时间,那么，=7+A/（=0, 1, 2,）；假设此关系为距离,那么x=/d+Ax（=0, 1, 2,）。【例2】（多项选择）一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的“人两质点的振 动图象如下图，以下描述该波的图象可能正确的选项是（）精练题组1.男女生二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速

12、分别为力、2|、O和其、彩、。2, 它们之间的关系是（）A.力力，为 %2，VlV2B.C.于于2,力 力，为 %2，VlV2B.C.于于2,力 22，V =V2D.2. 一列简谐横波在某时刻的波形图如下图,ffiy 21V方,01V02以上说法都不正确图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s, b和。之间的距离是5 m,以下说法正确的选项是（）A.此列波的波长为2.5 mc.此列波的频率为2 HzAA rC.此列波的波速为2.5m/sWD.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播“8 .（多项选择）如下图，一列简谐波沿一直线向左传播，当直线上某质点。向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15

13、 m的点刚好向下运动到，4最大位移处，那么这列波的波长可能是（）左右A. 0.6 m B. 0.3 m C. 0.2 m D. 0.1 m9 （多项选择）一列横波在，=。时刻的波形如图中实线所示，在1=1 s时的波形如图中虚线所示。y/c m由此可以判定此波的（）A.波长一定是4 cmB.周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD,传播速度一定是1 cm/s10 一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，=0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示。假设该波的周期T大于0.。2 s,那么该波 的传播速度可能是（）A. 2 m/s B. 3 m/s C. 4 m/s D. 5 m/s考点三波的干

14、涉和衍射现象多普勒效应惠更斯原理（一/b）基础过关1 .波的叠加几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而 不互相干扰，只是重叠的区域里，任一个质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和。2.波的干涉和衍射3.多普勒效应波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同明显条件：障碍物或孔的尺立比波长小或相 差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定 的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播（1）条件：声源和观察者之间有相对运动。现象：观察者感到频率发生变化。实质：声源频率不变,观察者接收到的频率变化。4.惠更斯原理内容：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波遮，其后任意时刻，这些子

15、 波在波前进方向的包络面就是新的波面。（2）应用：如果知道某时刻一列波的某个速直的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得 到下一时刻这个波面的位置,从而确定波的传播方向。【过关演练】1 .如下图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（）A OA.提高波源频率B.降低波源频率C.增加波源距桥墩的距离 D.减小波源距桥墩的距离2 .（多项选择）一渔船向鱼群发出超声波，假设鱼群正向渔船靠近，那么被鱼群反 射回来的超声波与发出的超声波相比（）A.波速变大B.波速不变C.频率变高D.频率不变要点突破要点一波的干涉理解1

16、.干涉图样及其特点干涉图样：如下图特点加强区和减弱区的位置固定不变。加强区始终加强，减弱区始终减弱（加强区与减弱区不随时间变化）加强区与减弱区互相间隔振动加强点和减弱点加强点：振动的振幅等于两列波振幅之和，A=A1+A2o减弱点：振动的振幅等于两列波振幅之差，4 = 1441。2 .加强点和减弱点的理解假设两列波在某处引起的位移方向相同，合位移变大，那么此点为加强点，相反，假设两列波 在某处引起的位移方向相反，合位移变小，那么此点为减弱点。波峰与波峰（或波谷与波谷）的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点。当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差=为整数）处是加强区,s

17、=（2+惊为整数）处是减弱区。（4）假设振幅变大，那么振动加强，假设振幅变小，那么振动减弱。（多项选择）如下图，为两列波在空间相遇叠加，其中实线代表的甲波向右传播，虚线代表的乙波向左传播，那么（A. A、8点是振动加强点C. B、E点是振动减弱点代表的乙波向左传播，那么（B. A、8点是振动加强点C. B、E点是振动减弱点）C. A、。点是振动加强点D. D、尸点是振动减弱点要点二 多普勒效应理解与应用1.多普勒效应的特点发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。当波源和观察者之间的距离减小时，观察者接收到的频率升高，当波源和观察者之间的 距离增大时，观察者接收到

18、的频率降低。2.多普勒效应的应用根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度；根据光波的多普勒效应可以测定遥远天体 相对地球的运行速度。例2以下关于多普勒效应的说法正确的选项是（）A.只有声波才能发生多普勒效应B.当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率会变大C.只要声源在运动，观察者听到的声音的音调就会变高D.当声源相对观察者运动时，观察者听到的声音音调可能变高，也可能变低精练题组1 .以下物理现象：在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝； “闻其声而不见其人”； 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;们听到汽笛声的音调变高。分别属于波的（）A.反射、衍射、干涉、多普勒效应C.反射、折

19、射、干涉、多普勒效应振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音;们听到汽笛声的音调变高。分别属于波的（）A.反射、衍射、干涉、多普勒效应C.反射、折射、干涉、多普勒效应当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我B.折射、衍射、多普勒效应、干涉D.衍射、折射、干涉、多普勒效应2 .如下图是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，那么以下说法正确的选项是（）A.B.C.D.A点为振动加强点, B点为振动减弱点, 。点为振动加强点, 。点为振动减弱点,经过半个周期, 经过半个周期, 经过半个周期, 经过半个周期,这一点振动减弱这一点振动加强 这一点振动仍加强

20、这一点振动加强3.（2016宁波效实中学期中）如下图，在空旷的广场上有一堵较高 大的墙在墙的一侧有一个正在播放男女合唱歌曲的声源O,某人从A点走到墙后的3点，在此过程中，如从衍射的角度来考虑，那么会听到（）A.声音变响，男声比女声更响 B.声音变响，女声比男声更响C.声音变弱，男声比女声更弱D.声音变弱，女声比男声更弱b4.（多项选择）两列振动方向相同、振幅分别为4和4的相干简谐横波 相遇。以下说法正确的选项是（）A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为I4A2IB.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为4+4C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质

21、点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅【方法总结】波的衍射和波的干涉的比拟内容定义现象可观察到现 象的条件相同点波的 衍射波可以绕过障碍物继 续传播的现象波能偏离直线而传 到直线传播以外的 空间缝、孔或障碍物的尺寸 跟波长相差不多或者 小于波长衍射和干 涉是波特 有的现象波的 干涉频率相同的两列波叠 加，使某些区域的振动 加强，某些区域的振动 减弱，而且加强和减弱 的区域相间分布的现 象振动强弱相间的区 域，某些区域总是 加强，某些区域总 是减弱两列波的频率相同、相 位差恒定活页作业一、选择题1 .以下对机械波的认识正确的选项是（）A.形成机械波一定要有振源和介质B.振源做简谐运动形成的波

22、中，各质点的运动情况完全相同C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动2 .利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，那么（）甲乙A.图甲、乙均显示了波的干涉现象B.图甲、乙均显示了波的衍射现象C.图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射 现象D.图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉 现象3 .公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个频率的电磁波，如果该电磁波 被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发生时低，说明那辆轿车的车速（）A.高于 100 km/hB.低

23、于 100 km/hC.等于100 km/hD.无法确定4 .（多项选择）以下关于惠更斯原理的说法正确的选项是（）A.惠更斯原理能够解释波的反射和折射现象B.惠更斯原理能够解释波的衍射现象C.介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的波源D.惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系5 .（20169月台州质量评估）如下图，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s, P质点的横坐标x=L20m。从图中状态开始计时，那么以下说法正确的选项是（）A.简谐横波的频率为2.5 HzB.经过1.6s, P点第一次到达波谷C. P点刚开始振动的方向沿y轴负方向D.直到P点第一次到达波峰

24、时，x=0.06 m处的质点经过的 路程为95 cm6.（多项选择）一振动周期为人 振幅为A、位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为 传播过程中无能量损失。一段时间后，该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的选项是（）A.振幅一定为AA.振幅一定为AB.周期一定为TC.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离 D.假设P点与波源距离那么质点尸的位移与波源的 相同7 .（多项选择）以下图中正确的波形图是（）8 .如下图为一列简谐横波在某一时刻的波形图，质 点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示，那么以下说法中 正确的选

25、项是（）ABA.B.C.D.9 .波向左传播, 波向右传播, 波向左传播, 波向右传播,质点B向下振动, 质点B向上振动, 质点B向上振动, 质点B向下振动,5点。向上振动 质点C向下振动 质点C向上振动 质点C向下振动如下图是某绳波形成过程的示意图，1, 2, 3, 4为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下 沿竖直方向做简谐运动，带动2, 3, 4各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到0右端。1=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。以下判断正 确的是（）左3 7T7 A 5 I 7而五尔由百亩而右A.质点6开始振动时的运动方向向下B.时质

26、点6的速度方向向下C.1=芋时质点1。的速度方向向上C.1=芋时质点1。的速度方向向上D.时质点16开始运动(a)(b)bT 2乙A 2甲A.B.C.D.11.10y/cm10. （20169月嘉兴教学测试）为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛声 曲和s。/,然后在电脑上用软件播放，分别得到如以下图（a）和图（b）的两个振动图象，由此可以 判断（）do和sol的周期之此约为3 ： 2do和sol的频率之比约为3 ： 2面和so/在空气中传播的波速之比为3 ： 2曲和so/在空气中传播的波长之比为3 ： 2一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为九周期为兀/=0时刻的波形如图甲所示，h是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。以下说法正确的选项是（/=0时质点。的速度比质点的大A. 1=0时质点。的加速度比质点的小C.图乙可以表示质点。的振动D.图乙可以表示质点匕的振动二、非选择题12.一列沿X轴正方向传播的横波在某一时刻的波动图象如下图，己知波的传播速率是16 m/So（1）指出这列波中质点振动的振幅是多少;画出再经过0.125 s时的波动图象。2 4 心 8 10 x/m-1()