高考物理大一輪復(fù)習(xí) 12.2機(jī)械波課件 新人教版.ppt

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考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 考點(diǎn) 第十二章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論 高三物理一輪復(fù)習(xí) 第2節(jié)機(jī)械波 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 1 振動(dòng)和波關(guān)系的理解 多選 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系 下列說(shuō)法中正確的是 A 振動(dòng)是波的成因 波是振動(dòng)的傳播B 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象C 波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度D 波源停止振動(dòng)時(shí) 波立即停止傳播 機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì) 由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)由近及遠(yuǎn)傳播而形成波 所以選項(xiàng)A和B正確 波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度 在均勻介質(zhì)中其速度大小不變 而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì) 振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播 當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí) 介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式 不會(huì)隨波源停止振動(dòng)而停止傳播 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 解析 答案 基礎(chǔ)自測(cè) AB 2 波動(dòng)圖象的理解 多選 一列簡(jiǎn)諧橫波在t 0時(shí)刻的波形圖如右圖所示 介質(zhì)中x 2m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y 10sin5 t cm 關(guān)于這列簡(jiǎn)諧波 下列說(shuō)法正確的是 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 答案 CD A 周期為4 0sB 振幅為20cmC 傳播方向沿x軸正向D 傳播速度為10m s t 0時(shí)刻P點(diǎn)開(kāi)始向上振動(dòng) 所以機(jī)械波沿x軸正向傳播 C正確 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 3 波的干涉和衍射現(xiàn)象的理解 2015 湖北黃岡七市聯(lián)考 多選 關(guān)于波的干涉 衍射等現(xiàn)象 下列說(shuō)法正確的是 A 有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象 有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象B 產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一 就是兩列波的頻率相等 干涉 衍射是波共有的特性 所以A錯(cuò)誤 干涉需要滿足兩波頻率相同 波源性質(zhì)相同的條件 B正確 當(dāng)滿足d 時(shí) 可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象 C正確 在干涉圖樣中 位移隨時(shí)間時(shí)刻發(fā)生變化 D錯(cuò)誤 在多普勒效應(yīng)中 觀測(cè)者與波源相互靠近時(shí) 接收到的波的頻率大于波源的振動(dòng)頻率 E正確 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 答案 BCE C 能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長(zhǎng)比較相差不多或比波長(zhǎng)更小D 在干涉圖樣中 振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn) 其位移始終保持最大 振動(dòng)減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn) 其位移始終保持最小E 當(dāng)觀測(cè)者靠近波源時(shí) 接收到的波的頻率會(huì)大于波源的振動(dòng)頻率 基礎(chǔ)自測(cè) 4 波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的應(yīng)用 2014 高考安徽卷 一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播 圖甲是t 0時(shí)刻的波形圖 圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 則該質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)值合理的是 A 0 5mB 1 5mC 2 5mD 3 5m 由圖乙可知 t 0時(shí) 質(zhì)點(diǎn)位于y軸負(fù)半軸部分 A D錯(cuò)誤 t 0時(shí) 質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) 而該簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向運(yùn)動(dòng) 由 上下坡法 可知 B錯(cuò)誤 C正確 基礎(chǔ)自測(cè) 解析 答案 圖片顯 隱 C 一 機(jī)械波1 機(jī)械波的形成條件 1 有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的 2 有傳播 如空氣 水等 2 傳播特點(diǎn) 1 傳播振動(dòng)形式 傳遞 傳遞信息 2 質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移 3 機(jī)械波的分類(lèi) 教材梳理 垂直 波源 介質(zhì) 能量 二 描述機(jī)械波的物理量1 波長(zhǎng) 在波動(dòng)中振動(dòng)相位總是 的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離 用 表示 2 頻率f 在波動(dòng)中 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都是相同的 都等于 的振動(dòng)頻率 3 波速v 波長(zhǎng) 和頻率f 周期T的關(guān)系機(jī)械波的速度大小由 決定 與機(jī)械波的頻率無(wú)關(guān) 教材梳理 相同 波源 介質(zhì) 三 機(jī)械波的圖象1 圖象 在平面直角坐標(biāo)系中 用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的 用縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的 連接各位移矢量的末端 得出的曲線即為波的圖象 簡(jiǎn)諧波的圖象是正弦 或余弦 曲線 2 物理意義 某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì) 的位移 四 波的衍射1 定義 波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 2 發(fā)生明顯衍射的條件 只有縫 孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng) 或者 時(shí) 才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 教材梳理 平衡位置 位移 平衡位置 相差不多 小于波長(zhǎng) 五 波的干涉1 波的疊加原理 幾列波相遇時(shí)能保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 繼續(xù)傳播 在它們重疊的區(qū)域里 介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和 2 波的干涉 1 定義 頻率相同的兩列波疊加時(shí) 某些區(qū)域的振動(dòng) 某些區(qū)域的振動(dòng) 這種現(xiàn)象叫波的干涉 2 條件 兩列波的頻率相同 教材梳理 加強(qiáng) 減弱 3 干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象 波同時(shí)還可以發(fā)生反射 折射 六 多普勒效應(yīng)由于波源與觀察者互相 或者互相 時(shí) 接收到的波的 與波源頻率不相等的現(xiàn)象 教材梳理 靠近 遠(yuǎn)離 頻率 1 波的圖象反映了在某時(shí)刻介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移情況 圖象的橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置 縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移 如右圖所示 圖象的應(yīng)用 1 直接讀取振幅A和波長(zhǎng) 以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移 2 確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向 并能比較其大小 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 考點(diǎn)闡釋 3 結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 1 2014 高考山東卷 多選 一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播 以波源O由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)為計(jì)時(shí)零點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖所示 已知O A的平衡位置相距0 9m 以下判斷正確的是 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 AB A 波長(zhǎng)為1 2mB 波源起振方向沿y軸正方向C 波速大小為0 4m sD 質(zhì)點(diǎn)A的動(dòng)能在t 4s時(shí)最大 長(zhǎng) vt 1 2m A正確 振源的起振方向與t 3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向相同 沿y軸正方向 B正確 質(zhì)點(diǎn)A在t 4s時(shí)位移最大 動(dòng)能為零 D錯(cuò)誤 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 2 2015 河南六市一聯(lián) 某波源S發(fā)出一列簡(jiǎn)諧橫波 波源S的振動(dòng)圖象如圖所示 在波的傳播方向上有A B兩點(diǎn) 它們到S的距離分別為45m和55m 測(cè)得A B兩點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)間間隔為1 0s 由此可知 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 1 波長(zhǎng) m 2 當(dāng)B點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移為 6cm時(shí) A點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移是 cm 2 由圖知A點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移是 6cm 1 20 2 6 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 判斷波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的三種常見(jiàn)方法 1 上下坡法 沿波的傳播方向 上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng) 下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng) 如圖甲所示 2 同側(cè)法 波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè) 如圖乙所示 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 1 2014 高考四川卷 如圖所示 甲為t 1s時(shí)某橫波的波形圖象 乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 距該質(zhì)點(diǎn) x 0 5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 A 2 2014 高考新課標(biāo) 卷 多選 圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t 0 10s時(shí)刻的波形圖 P是平衡位置在x 1 0m處的質(zhì)點(diǎn) Q是平衡位置在x 4 0m處的質(zhì)點(diǎn) 圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象 下列說(shuō)法正確的是 由題圖乙可知 在t 0 10s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)Q向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) A錯(cuò)誤 結(jié)合題圖甲 乙可知 波沿x軸負(fù)方向傳播 t 0 25s時(shí)P處于y軸的負(fù)方向 則其加速度沿y軸的正方向 B正確 由圖甲知波長(zhǎng) 8m 由圖乙知周期T 0 2s 則波傳播的速度 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 BCE 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 A 在t 0 10s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng)B 在t 0 25s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同C 從t 0 10s到t 0 25s 該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mD 從t 0 10s到t 0 25s 質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30cmE 質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y 0 10sin10 t 國(guó)際單位制 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 一分 一看 二找 巧解波的圖象與振動(dòng)圖象綜合類(lèi)問(wèn)題 1 分清振動(dòng)圖象與波的圖象 只要看清橫坐標(biāo)即可 橫坐標(biāo)為x則為波的圖象 橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象 2 看清橫 縱坐標(biāo)的單位 尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí) 3 找準(zhǔn)波的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 4 找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn) 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)二波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合 1 造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素有 1 周期性 時(shí)間周期性 時(shí)間間隔 t與周期T的關(guān)系不明確 空間周期性 波傳播距離 x與波長(zhǎng) 的關(guān)系不明確 2 雙向性 傳播方向雙向性 波的傳播方向不確定 振動(dòng)方向雙向性 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 考點(diǎn)闡釋 2 解決波的多解問(wèn)題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法 即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系 t或 x 若此關(guān)系為時(shí)間 則t nT t n 0 1 2 若此關(guān)系為距離 則x n x n 0 1 2 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 1 2013 高考重慶卷 一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播 某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過(guò)平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6m 且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個(gè) 則該簡(jiǎn)諧波可能的波長(zhǎng)為 A 4m 6m和8mB 6m 8m和12mC 4m 6m和12mD 4m 8m和12m 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 C 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 2 2013 高考天津卷 多選 一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播 該直線上平衡位置相距9m的a b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示 下圖中描述該波的圖象可能正確的是 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 AC 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 求解波的多解問(wèn)題的一般步驟 1 根據(jù)初 末兩時(shí)刻的波形圖確定傳播距離與波長(zhǎng)的關(guān)系通式 2 根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解 規(guī)律總結(jié) 考點(diǎn)三機(jī)械波的多解問(wèn)題 1 波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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 1 當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)若 r n n 0 1 2 則振動(dòng)加強(qiáng) 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 考點(diǎn)闡釋 2 波的衍射現(xiàn)象是指波能繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫 孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不大或者小于波長(zhǎng) 3 多普勒效應(yīng)的成因分析 2 當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí) 觀察者接收到的頻率變大 當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí) 觀察者接收到的頻率變小 考點(diǎn)闡釋 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 題組一波的干涉現(xiàn)象1 如右圖所示為兩列相干水波在t 0時(shí)刻的疊加情況 其中實(shí)線表示波峰 虛線表示波谷 若兩列波的振幅均保持5cm不變 波速和波長(zhǎng)分別為1m s和0 5m C點(diǎn)是BD連線的中點(diǎn) 則下列說(shuō)法正確的是 A B C D點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng) 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 t 0時(shí)刻 A B兩點(diǎn)的豎直高度差為20cm 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 波動(dòng)周期T v 0 5s 在t 0至t 0 25s的時(shí)間內(nèi) B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm 選項(xiàng)D正確 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 D 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) A A D點(diǎn)振動(dòng)始終加強(qiáng) B點(diǎn)振動(dòng)始終減弱B C點(diǎn)始終保持靜止不動(dòng)C t 0時(shí)刻 A B兩點(diǎn)的豎直高度差為10cmD 在t 0至t 0 25s的時(shí)間內(nèi) B點(diǎn)通過(guò)的路程為20cm 題組設(shè)計(jì) 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 題組二波的衍射現(xiàn)象2 如右圖所示為觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置 AC和BD是兩塊擋板 AB是一個(gè)小孔 O是波源 圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況 每?jī)蓷l相鄰波紋 圖中曲線 之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng) 則對(duì)波經(jīng)過(guò)孔后的傳播情況 下列描述不正確的是 由題圖可以看出 孔AB尺寸與波長(zhǎng)相差不大 因只有縫 孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多 或者比波長(zhǎng)更小時(shí) 才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 A C正確 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 D 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) A 此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B 擋板前后波紋間距相等C 如果將孔AB擴(kuò)大 有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D 如果孔的大小不變 使波源頻率增大 能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象 題組設(shè)計(jì) 解析 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 題組三多普勒效應(yīng)的理解3 a為聲源 發(fā)出聲波 b為接收者 接收a發(fā)出的聲波 若a b運(yùn)動(dòng) 且只限于沿兩者連線方向上 則下列說(shuō)法正確的是 A a靜止 b向a運(yùn)動(dòng) 則b接收到的聲頻比a發(fā)出的高B a b向同一方向運(yùn)動(dòng) 則b接收到的聲頻一定比a發(fā)出的高C a b向同一方向運(yùn)動(dòng) 則b接收到的聲頻一定比a發(fā)出的低D a b都向相互背離的方向運(yùn)動(dòng) 則b接收到的聲頻比a發(fā)出的高 根據(jù)多普勒效應(yīng)知 當(dāng)聲源與接收者相向運(yùn)動(dòng)時(shí) 接收者接收到的聲頻增大 A正確 a b向同一方向運(yùn)動(dòng) 但速度的大小未知 聲源與接收者之間的距離是增大還是減小不能確定 B C錯(cuò)誤 a b都向相互背離的方向運(yùn)動(dòng) 接收者接收到的聲頻減小 D錯(cuò)誤 題組設(shè)計(jì) 解析 答案 A 考點(diǎn)四波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 本節(jié)課的重點(diǎn) 難點(diǎn)是機(jī)械波的形成及波動(dòng)和振動(dòng)兩種圖象問(wèn)題綜合分析 復(fù)習(xí)中抓住以下幾點(diǎn) 1 一個(gè)公式兩點(diǎn)注意 2 機(jī)械波的頻率由波源決定與介質(zhì)無(wú)關(guān) 3 波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí) f不變 v 改變 名師 微點(diǎn)撥 2 圖象問(wèn)題的 五個(gè)易錯(cuò) 1 不理解振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別 2 誤將振動(dòng)圖象看做波的圖象或?qū)⒉ǖ膱D象看做振動(dòng)圖象 3 不知道波傳播過(guò)程中任意質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同 4 不會(huì)區(qū)分波的傳播位移和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移 5 誤認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)隨波遷移 3 干涉和衍射的 兩點(diǎn)提醒 1 加強(qiáng)點(diǎn)只是振幅增大 并非任一時(shí)刻位移都大 2 衍射不需要條件 只有明顯衍射才有條件