2016高考物理一轮复习-第2课时-机械波ppt课件.ppt

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1、 第第2课时机械波课时机械波知识点一、机械波横波和纵波知识点一、机械波横波和纵波1机械波的形成条件机械波的形成条件(1)有有发生机械振动的波源。发生机械振动的波源。(2)有传播介质，如空气、水等。有传播介质，如空气、水等。2传播特点传播特点(1)机机械械波波传传播播的的只只是是振振动动的的 和和 ，质质点点只只在在各各自自的的平衡位置附近做简谐运动，并不随波平衡位置附近做简谐运动，并不随波 。(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 振动周期和频率相同。振动周期和频率相同。(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为一个周期内，质点完成一

2、次全振动，通过的路程为 ，位移为，位移为 。形式形式能量能量迁移迁移波源的波源的4A零零3机械波的分类机械波的分类(1)横横波波：质质点点的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向相相互互 的的波波，有有 (凸部凸部)和和 (凹部凹部)。(2)纵纵波波：质质点点的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向在在 上上的的波，有波，有 和和 。波峰波峰波谷波谷垂直垂直同一直同一直线线密部密部疏部疏部知识点二、横波的图象波速、波长和频率的关系知识点二、横波的图象波速、波长和频率的关系1横波的图象横波的图象(1)坐坐标标轴轴：横横轴轴表表示示各各质质点点的的 ，纵纵轴轴表表示示该该时时刻刻各

3、质点的各质点的 。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移。的位移。(3)图象：图象：平衡位置平衡位置位移位移平衡位置平衡位置相同相同 介介质质 振振动频动频率率 f 知识点三、波的干涉和衍射多普勒效应知识点三、波的干涉和衍射多普勒效应1波的干涉和衍射波的干涉和衍射波的干涉波的衍射波的衍射条件条件两列波的两列波的频频率必率必须须相同相同明明显显条件：障碍物或孔的条件：障碍物或孔的尺寸尺寸比波比波长长小或相差不多小或相差不多现现象象形成加形成加强强区和减区和减弱区相互隔开的弱区相互隔开的稳稳定的定的干涉干涉图样图样波能波能够够绕过绕过

4、障碍物障碍物或孔或孔继继续续向前向前传传播播2.多普勒效应多普勒效应(1)条条件：声源和件：声源和观观察者之察者之间间有有 。(2)现现象：象：观观察者感到察者感到 发发生生变变化。化。(3)实质实质：声源：声源频频率率 ，观观察者接收到的察者接收到的频频率率 。相相对对运运动动频频率率不不变变变变化化思维深化思维深化判断正误，正确的画判断正误，正确的画“”，错误的画，错误的画“”。(1)在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移。在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移。()(2)周期或频率，只取决于波源，而与周期或频率，只取决于波源，而与v、无直接关系。无直接关系。()(3)

5、波波速速v取取决决于于介介质质的的性性质质，它它与与T、无无直直接接关关系系。只只要要介介质不变，质不变，v就不变；如果介质变了，就不变；如果介质变了，v也一定变。也一定变。()答案答案(1)(2)(3)题题 组组 自自 测测题组一波的传播特点题组一波的传播特点1(多选多选)关关于波的形成和于波的形成和传传播，下列播，下列说说法正确的是法正确的是()A质质点点的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向平平行行时时，形形成成的的波是波是纵纵波波B质质点点的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向垂垂直直时时，形形成成的的波是波是横波横波C波在波在传传播播过过程中，介程中，介质质中的中

6、的质质点随波一起迁移点随波一起迁移D波可以波可以传递传递振振动动形式和能量形式和能量答案答案ABD2(多多选选)一一振振动动周周期期为为T、振振幅幅为为A、位位于于x0点点的的波波源源从从平平衡衡位位置置沿沿y轴轴正正向向开开始始做做简简谐谐振振动动。该该波波源源产产生生的的一一维维简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正向向传传播播，波波速速为为v，传传播播过过程程中中无无能能量量损损失失。一一段段时时间间后，后，该该振振动传动传播至某播至某质质点点P，关于，关于质质点点P振振动动的的说说法正确的是法正确的是()A周期一定周期一定为为TB速度的最大速度的最大值值一定一定为为vC开始振开始振动动的方向沿

7、的方向沿y轴轴向上或向下取决于它离波源的距离向上或向下取决于它离波源的距离D若若P点与波源距离点与波源距离svT，则质则质点点P的位移与波源的相同的位移与波源的相同解解析析波波在在传传播播过过程程中中周周期期不不变变，故故A正正确确；质质点点的的振振动动速速度度与与波波传传播播的的速速度度是是两两个个概概念念，故故B错错误误：介介质质中中所所有有质质点点开开始始振振动动的的方方向向都都与与波波源源的的起起振振方方向向相相同同，故故C错错误误；若若P点点与与波波源源距距离离svT，则则质质点点P与与波波源源之之间间的的距距离离为为一一个个波波长长，故质点故质点P与波源的位移总是相同的，与波源的位

8、移总是相同的，D正确。正确。答案答案AD题组二波的图象题组二波的图象3(多选多选)沿沿x轴轴正向正向传传播的一列播的一列简谐简谐横波在横波在t0时时刻的波形如刻的波形如图图1所示，所示，P为为介介质质中的一个中的一个质质点，点，该该波的波的传传播速度播速度为为2.5 m/s，则则t0.8 s时时 ()A质质点点P相相对对平衡位置的位移平衡位置的位移为为正正值值B质质点点P的速度方向与相的速度方向与相对对平衡位置的位移方向相同平衡位置的位移方向相同C质质点点P的速度方向与加速度的方向相同的速度方向与加速度的方向相同D质质点点P的加速度方向与相的加速度方向与相对对平衡位置的位移方向相反平衡位置的位

9、移方向相反图图14如如图图2所示所示为为某一介某一介质质中的甲、乙两个中的甲、乙两个质质点振点振动动的位移随的位移随时间变时间变化的化的图图象，在象，在t5 s时时，两，两质质点的振点的振动动方向方向_(选选填填“相同相同”或或“相反相反”)。由于两。由于两质质点的振点的振动动，在，在介介质质中形成了两列机械波，两列波的波中形成了两列机械波，两列波的波长长之比之比甲甲 乙乙_。图图2解解析析在在t5 s时时，两两质质点点的的振振动动方方向向相相同同。由由某某一一介介质质中中的的甲甲、乙乙两两个个质质点点振振动动的的位位移移随随时时间间变变化化的的图图象象可可知知，两两列列波波的的周周期期之之比

10、比为为12832，两两列列波波的的波波长长之之比比甲甲乙乙32。答案答案相同相同3 2题组三波的干涉、衍射、多普勒效应题组三波的干涉、衍射、多普勒效应5.在在同同一一地地点点有有两两个个静静止止的的声声源源，发发出出的的声声波波1和和声声波波2在在同同一一空空间间的的空空气气中中沿沿同同一一方方向向传传播播，如如图图3所所示示为为某某时时刻刻这这两列波的两列波的图图象，象，则则下列下列说说法中正确的是法中正确的是()图图3A声波声波1的速度比声波的速度比声波2的速度大的速度大B相相对对于同一障碍物，声波于同一障碍物，声波2比声波比声波1更容易更容易发发生衍射生衍射现现象象C这这两列波在两列波在

11、传传播播过过程中，不会程中，不会产产生生稳稳定的干涉定的干涉图样图样D在在这这两两列列波波传传播播的的方方向向上上运运动动的的观观察察者者，听听到到的的这这两两列列波的波的频频率均与从声源率均与从声源发发出出时时的的频频率相同率相同解解析析这这两两列列波波在在同同一一介介质质中中传传播播具具有有相相同同的的传传播播速速度度，故故A错错误误；由由题题图图可可知知，声声波波1的的波波长长比比声声波波2的的波波长长长长，相相对对于于同同一一障障碍碍物物，声声波波1比比声声波波2更更易易发发生生衍衍射射现现象象，故故B错错误误；由由于于这这两两列列波波的的频频率率不不同同，所所以以相相遇遇时时不不会会

12、产产生生稳稳定定的的干干涉涉图样，故图样，故C正确；根据多普勒效应可知，正确；根据多普勒效应可知，D错误。错误。答案答案C6下下列物理列物理现现象：象：在在春春天天里里一一次次闪闪电电过过后后，有有时时雷雷声声轰轰鸣鸣不不绝绝；“闻闻其其声声而而不不见见其其人人”；学学生生围围绕绕振振动动的的音音叉叉转转一一圈圈会会听听到到忽忽强强忽忽弱弱的的声声音音；当当正正在在鸣鸣笛笛的的火火车车向向着着我我们们疾疾驶驶而来而来时时，我，我们们听到汽笛声的音听到汽笛声的音调变调变高。高。分分别别属于波的属于波的()A反射、衍射、干涉、多普勒效反射、衍射、干涉、多普勒效应应B折射、衍射、多普勒效折射、衍射、

13、多普勒效应应、干涉、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效反射、折射、干涉、多普勒效应应D衍射、折射、干涉、多普勒效衍射、折射、干涉、多普勒效应应解解析析在在春春天天里里一一次次闪闪电电过过后后，有有时时雷雷声声轰轰鸣鸣不不绝绝，属属于于声声波波的的反反射射；“闻闻其其声声而而不不见见其其人人”属属于于声声波波的的衍衍射射；学学生生围围绕绕振振动动的的音音叉叉转转一一圈圈会会听听到到忽忽强强忽忽弱弱的的声声音音属属于于声声波波的的干干涉涉；当当正正在在鸣鸣笛笛的的火火车车向向着着我我们们疾疾驶驶而而来来时时，我我们们听听到到汽汽笛笛声声的的音调变高属于多普勒效应。正确选项是音调变高属于多普勒效应。正

14、确选项是A。答案答案A考点一波动图象与波速公式的应用考点一波动图象与波速公式的应用1波动图象的信息波动图象的信息(如图如图4所示所示)(1)直接读取振幅直接读取振幅A和波长和波长，以及该时刻各质点的位移。，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。确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。(3)结结合合波波的的传传播播方方向向可可确确定定各各质质点点的的振振动动方方向向或或由由各各质质点的振动方向确定波的传播方向。点的振动方向确定波的传播方向。图图4【例【例1】一一列沿列沿x轴轴正方向正方向传传播的播的简谐简谐机械横波，波速机械横波，波速为为4 m/s。某

15、。某时时刻波形如刻波形如图图5所示，下列所示，下列说说法正确的是法正确的是()A这这列波的振幅列波的振幅为为4 cmB这这列波的周期列波的周期为为1 sC此此时时x4 m处质处质点沿点沿y轴负轴负方向运方向运动动D此此时时x4 m处质处质点的加速度点的加速度为为0图图5波的传播方向与质点振动方向的互判方法波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容内容图象图象“上下坡下坡”法法沿波的传播方向，沿波的传播方向，“上坡上坡”时质点向下振动，时质点向下振动，“下下坡坡”时质点向上振动时质点向上振动“同侧同侧”法法波形图上某点表示传播方波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图向和振动方向的箭头在图线同

16、侧线同侧“微平移微平移”法法将波形沿传播方向进行微将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向来判断振动方向【变式训练】【变式训练】1(2014天天津津卷卷，5)平平衡衡位位置置处处于于坐坐标标原原点点的的波波源源S在在y轴轴上上振振动动，产产生生频频率率为为50 Hz的的简简谐谐横横波波向向x轴轴正正、负负两两个个方方向向传传播播，波波速速均均为为100 m/s。平平衡衡位位置置在在x轴轴上上的的P、Q两两个个质质点点随随波波源源振振动动着着，P、Q的的x轴轴坐坐标标分分别别为为xP3.5 m、xQ3 m。当当

17、S位移为负且向位移为负且向y方向运动时，方向运动时，P、Q两质点的两质点的()A位移方向相同、速度方向相反位移方向相同、速度方向相反B位移方向相同、速度方向相同位移方向相同、速度方向相同 C位移方向相反、速度方向相反位移方向相反、速度方向相反D位移方向相反、速度方向相同位移方向相反、速度方向相同考点二振动图象和波的图象的关联分析考点二振动图象和波的图象的关联分析求求解解波波动动图图象象与与振振动动图图象象综综合合类类问问题题可可采采用用“一一分分、一一看看、二找二找”的方法的方法(1)分分清清振振动动图图象象与与波波动动图图象象。此此问问题题最最简简单单，只只要要看看清清横横坐坐标标即即可可，

18、横横坐坐标标为为x则则为为波波动动图图象象，横横坐坐标标为为t则则为为振振动图动图象。象。(2)看清横、看清横、纵纵坐坐标标的的单单位。尤其要注意位。尤其要注意单单位前的数量位前的数量级级。(3)找准波找准波动图动图象象对应对应的的时时刻。刻。(4)找准振找准振动图动图象象对应对应的的质质点。点。【例【例2】(多选多选)如如图图6(a)为为一列一列简谐简谐横波在横波在t2 s时时的波形的波形图图，图图(b)为为媒媒质质中平衡位置在中平衡位置在 x1.5 m处处的的质质点的振点的振动图动图象，象，P是平衡位置是平衡位置为为x2 m的的质质点。下列点。下列说说法正确的是法正确的是_。(填正确答案填

19、正确答案标标号号)图图6A波速波速为为0.5 m/s B波的波的传传播方向向右播方向向右C02 s时间时间内，内，P运运动动的路程的路程为为8 cmD02 s时间时间内，内，P向向y轴轴正方向运正方向运动动答案答案AC图象问题的易错点：图象问题的易错点：(1)不理解振动图象与波的图象的区别。不理解振动图象与波的图象的区别。(2)误将振动图象看做波的图象或将波的图象看做振动图象。误将振动图象看做波的图象或将波的图象看做振动图象。(3)不不知知道道波波传传播播过过程程中中任任意意质质点点的的起起振振方方向向与与波波源源的的起起振振方向相同。方向相同。(4)不会区分波的传播位移和质点的振动位移。不会

20、区分波的传播位移和质点的振动位移。(5)误认为质点随波迁移。误认为质点随波迁移。【变式训练】【变式训练】2(多多选选)图图7(a)为为一一列列简简谐谐横横波波在在t0.10 s时时刻刻的的波波形形图图，P是是平平衡衡位位置置在在x1.0 m处处的的质质点点，Q是是平平衡衡位位置置在在x4.0 m处处的的质质点点；图图(b)为为质质点点Q的的振振动动图图象象。下下列列说说法法正正确确的的是是_。(填正确答案填正确答案标标号号)图图7A在在t0.10 s时时，质质点点Q向向y轴轴正方向运正方向运动动B在在t0.25 s时时，质质点点P的加速度方向与的加速度方向与y轴轴正方向相同正方向相同C从从t0

21、.10 s到到t0.25 s，该该波沿波沿x轴负轴负方向方向传传播了播了6 mD从从t0.10 s到到t0.25 s，质质点点P通通过过的路程的路程为为30 cm答案答案BC考点三波的多解问题考点三波的多解问题造成波动问题多解的主要因素有造成波动问题多解的主要因素有1周周期性期性(1)时时间间周期性：周期性：时间间时间间隔隔t与周期与周期T的关系不明确。的关系不明确。(2)空空间间周期性：波周期性：波传传播距离播距离x与波与波长长的关系不明确。的关系不明确。2双向性双向性(1)传传播方向双向性：波的播方向双向性：波的传传播方向不确定。播方向不确定。(2)振振动动方向双向性：方向双向性：质质点振

22、点振动动方向不确定。方向不确定。3波形的隐含性形成多解波形的隐含性形成多解在在波波动动问问题题中中，往往往往只只给给出出完完整整波波形形的的一一部部分分，或或给给出出几几个个特特殊殊点点，而而其其余余信信息息均均处处于于隐隐含含状状态态。这这样样，波波形形就有多种情况，形成波就有多种情况，形成波动问题动问题的多解性。的多解性。【例【例3】(2014四川卷，四川卷，5)如如图图8所示，甲为所示，甲为t1 s时某横时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点象，距该质点x0.5 m处质点的振动图象可能是处质点的振动图象可能是()

23、图图8解析解析 法一：若波沿法一：若波沿x方向传播，则方向传播，则t0时的波形图如图时的波形图如图(a)虚线所示，则质虚线所示，则质点点P的振动图象为题中乙图所示。距的振动图象为题中乙图所示。距P点点0.5 m的质点的位移的质点的位移y0，且向，且向下下运运动动，或或y0，且且向向上上运运动动；若若波波沿沿x方方向向传传播播，则则t0时时的的波波形形图图如如图图(a)虚虚线线所所示示，则则质质点点Q的的振振动动图图象象为为题题中中乙乙图图所所示示。距距Q点点0.5 m的的质质点点的的位位移移y0，且且向向上上运运动动，或或y0，且且向下运动。所以选项向下运动。所以选项A正确。正确。图图(a)图

24、图(b)图图(c)答案答案A【变式训练】【变式训练】3(多多选选)(2014长长春春三三模模)一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，t时时刻刻波波形形图图如如图图9中中的的实实线线所所示示，此此时时波波刚刚好好传传到到P点点，t0.6 s时时刻刻的的波波形形如如图图中中的的虚虚线线所所示示，a、b、c、P、Q是是介介质质中的中的质质点，点，则则下列下列说说法正确的是法正确的是()图图9A这这列波的波速可能列波的波速可能为为50 m/sB质质点点a在在这这段段时间时间内通内通过过的路程一定小于的路程一定小于30 cmC质质点点c在在这这段段时间时间内通内通过过的路程可能的路程可

25、能为为60 cmD若若周周期期T0.8 s，则则在在t0.5 s时时刻刻，质质点点b、P的的位位移移相相同同答案答案ACD2.多普勒效应的成因分析多普勒效应的成因分析(1)接接收收频频率率：观观察察者者接接收收到到的的频频率率等等于于观观察察者者在在单单位位时时间间内接收到的完全波的个数。内接收到的完全波的个数。(2)当当波波源源与与观观察察者者相相互互靠靠近近时时，观观察察者者接接收收到到的的频频率率变变大大，当当波波源源与与观观察察者者相相互互远远离离时时，观观察察者者接接收收到到的的频频率率变变小。小。【例例4】(多多选选)(2014全全国国大大纲纲卷卷，18)两两列列振振动动方方向向相

26、相同同、振振幅分幅分别为别为A1和和A2的相干的相干简谐简谐横波相遇。下列横波相遇。下列说说法正确的是法正确的是()A波峰与波谷相遇波峰与波谷相遇处质处质点的振幅点的振幅为为|A1A2|B波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇处处质质点点离离开开平平衡衡位位置置的的位位移移始始终终为为A1A2C波波峰峰与与波波谷谷相相遇遇处处质质点点的的位位移移总总是是小小于于波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇处质处质点的位移点的位移D波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇处处质质点点的的振振幅幅一一定定大大于于波波峰峰与与波波谷谷相相遇遇处质处质点的振幅点的振幅解解析析波波峰峰与与波波谷谷相相遇遇时时，振振幅幅相相消消，故故实实际际

27、振振幅幅为为|A1A2|，故故选选项项A正正确确；波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇处处，质质点点的的振振幅幅最最大大，合合振振幅幅为为A1A2，但但此此处处质质点点仍仍处处于于振振动动状状态态中中，其其位位移移随随时时间间按按正正弦弦规规律律变变化化，故故选选项项B错错误误；振振动动减减弱弱点点和和加加强强点点的的位位移移随随时时间间按按正正弦弦规规律律变变化化，选选项项C错错误误；波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇时时振振动动加加强强，波波峰峰与与波波谷谷相相遇遇时时振振动动减减弱弱，加加强强点点的的振振幅幅大于减弱点的振幅，故选项大于减弱点的振幅，故选项D正确。正确。答案答案AD【变式训练】【变式训

28、练】4(多多选选)(2014盐盐城城二二模模)如如图图10所所示示，一一小小型型渔渔港港的的防防波波堤堤两两端端MN相相距距约约60 m，在在防防波波堤堤后后A、B两两处处有有两两只只小小船船进进港港躲躲避避风风浪浪。某某次次海海啸啸引引起起的的波波浪浪沿沿垂垂直直于于防防波波堤堤的的方向向防波堤方向向防波堤传传播，播，则则下列下列说说法中正确的是法中正确的是()图图10A假假设设波波浪浪的的波波长长约约为为10 m，则则A、B两两处处小小船船基基本本上上不不受受波浪影响波浪影响B假假设设波波浪浪的的波波长长约约为为10 m，则则A、B两两处处小小船船明明显显受受到到波波浪影响浪影响C假假设设

29、波波浪浪的的波波长长约约为为50 m，则则A、B两两处处小小船船基基本本上上不不受受波浪影响波浪影响D假假设设波波浪浪的的波波长长约约为为50 m，则则A、B两两处处小小船船明明显显受受到到波波浪影响浪影响解解析析根根据据题题意意，A、B两两处处小小船船明明显显受受到到波波浪浪影影响响的的原原因因是是水水波波发发生生了了明明显显的的衍衍射射现现象象，波波浪浪能能传传播播到到A、B两两处处。由由于于只只有有当当障障碍碍物物或或缝缝隙隙的的尺尺寸寸比比波波长长小小或或跟跟波波长长差差不不多多的的时时候候，才会发生明显的衍射现象，故才会发生明显的衍射现象，故A、D正确，正确，B、C错误。错误。答案答

30、案AD5如如图图11所示，在公路的十字路口所示，在公路的十字路口东侧东侧路路边边，甲以速度，甲以速度v1向向东东行走，在路口北行走，在路口北侧侧，乙站在路，乙站在路边边，一，一辆辆汽汽车车以速度以速度v2通通过过路口向路口向东东行行驶驶并并鸣鸣笛，已知汽笛，已知汽车车笛声的笛声的频频率率为为f0，车车速速v2v1。设设甲听到的笛声甲听到的笛声频频率率为为f1，乙听到的笛声，乙听到的笛声频频率率为为f2，司机自己听到的笛声，司机自己听到的笛声频频率率为为f3，则则此三人听到笛声的此三人听到笛声的频频率由高至低依次率由高至低依次为为_。图图11解解析析由由于于v2v1，所所以以汽汽车车和和甲甲的的相相对对距距离离减减小小，甲甲听听到到的的频频率率变变大大，即即f1f0。由由于于乙乙静静止止不不动动，则则汽汽车车和和乙乙的的相相对对距距离离增增大大，乙乙听听到到的的频频率率变变小小，即即f2f0。由由于于司司机机和和声声源源相相对对静静止止，所所以以司司机机听听到到频频率率不不变变，即即f3f0。综综上上所所述述，三三人人听到笛声的频率由高至低依次为：听到笛声的频率由高至低依次为：f1、f3、f2。答案答案f1、f3、f2