2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 機(jī)械波教案.doc

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2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 機(jī)械波教案 xx年命題特點 對本部分的內(nèi)容的考查呈現(xiàn)以下特點： 1.高考必考內(nèi)容命題頻率最高的知識點是波的圖象，波長、波速和頻率的關(guān)系 2.一道題往往考查多個概念和規(guī)律，特別是通過波的圖象綜合考查對波的理解能力、推理能力和空間的想象能力 應(yīng)試高分子瓶頸 在這部分試題中，考生容易出現(xiàn)的問題是不去理解波的產(chǎn)生原因和波動圖象的物理意義，只想通過死記硬背來解決波動問題，結(jié)果必然出現(xiàn)問題，導(dǎo)致丟分 要理解波動產(chǎn)生和傳播過程的原因，然后在理解的基礎(chǔ)上熟記相關(guān)知識內(nèi)容是正確決問題保證得分的有效辦法 命題點1 波的圖象 命題點2 波的干涉和衍射、聲波和多普勒效應(yīng) 命題點1 波的圖象 本類考題解答錦囊 解答“波的圖象”一類試題，應(yīng)了解以下幾點： 1．注意區(qū)分波速和質(zhì)點的振速：波速是振動形式由近及遠(yuǎn)傳播的快慢，在均勻介質(zhì)中是勻速的，經(jīng)過一個周期向外傳播的距離等于一個波長：振速是一種變加速運動，振速的大小和方向隨時間在做周期性變化，經(jīng)過一個周期質(zhì)點振動經(jīng)過的路程為4個振幅． 2．注意區(qū)分波動圖象與振動圖象． 3．質(zhì)點振動方向與波傳播方向的判斷：應(yīng)用口訣“逆向找、上坡上、下坡下”即波若向右傳則向左找，是波峰的話該質(zhì)點向上振動，是波谷的話就向下振動． 4．會用公式v=λf或λ／T進(jìn)行相關(guān)計算，計算中注意波傳播的方向性和周期性所帶來的多解的問題． I 高考最新熱門題 1 (典型例題)一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，如圖14-1-1(甲)所示是t=ls時的波形圖，圖(乙)是波中某振動質(zhì)元位移隨時間變化的振動圖線(兩圖用同一時間起點)，則圖(乙)可能是圖(甲)中哪個質(zhì)元的振動圖線 A.x=0處的質(zhì)元 B．x=1 m處的質(zhì)元 D．x=2m處的質(zhì)元 C．x=3 m處的質(zhì)元 命題目的與解題技巧：考查振動圖象和波動圖象的意義以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，從波動圖象入手畫出t=0時的波形圖是解題關(guān)鍵． [解析] 由圖已看出周期T=4s．由題意圖甲是t=1s時的波形，則在t=0時的波形圖中x=0處的質(zhì)元位移達(dá)正最大， x=1處的質(zhì)元位移零，x=2處的質(zhì)元位移達(dá)負(fù)最大，x=3處的質(zhì)元位移為零，可見圖乙是x=0處的質(zhì)元的振動圖線． [答案] A 2 (典型例題)已知：一簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖14-1-2所示，圖中位于a、b兩處的質(zhì)元經(jīng)過四分之一周期后分別運動ab處．某人據(jù)此 做出如下判斷：①可知波的周期；② 可知波的傳播速度；③可知波的傳播方向；④可知波的波長．其中正確的是 A.①④ B．②④ C.③④ D．②③ 答案： C 指導(dǎo)：考查波的圖象的應(yīng)用，注意波的形成原因由于b處的質(zhì)元經(jīng)過1/4周期到達(dá)b′，處重復(fù)坐標(biāo)5的質(zhì)元的振動形式，5處的質(zhì)元為b處質(zhì)元的前一質(zhì)元，所以波向右傳播，③正確；由所給波動圖象可直熱接讀出波長為4m，④正確． 3 (典型例題)如圖14-1-3所示，一列簡諧橫波在x軸上傳播，軸上a、b兩點相距12m．t=0時a點為波峰，b點為波谷;t=0.5s時，a點為波谷，b點為波峰，則下列判斷中正確的是 A.波一定沿x軸正方向傳播 B．波長可能是8 m C.周期可能是0.5 s D．波速一定是24m／s 答案： B 指導(dǎo)：考查考生從已知簡諧橫波的波峰與波谷間的距離求可能的波長、波速、周期以及傳播方向等．由a點在波峰，b點在波谷，可知。a、b的運動方向或運動趨勢方向總相反，則，當(dāng)n=1時，=8 m，所以B項正確；經(jīng)過t秒，a在波谷，b在波峰，可知，則T不可能為0．5 s，所以C選項錯誤：由于不知道某質(zhì)點的振動方向，無法判斷波的傳播方向，A項錯誤；由于波長和周期都不是唯一解，則速度值也不唯一，所以D項錯誤． 4 (典型例題)如圖14-1-4所示．波源S從平衡位置y=0開始振動，運動方向豎直向上(y軸的正方向)，振動周期T=0.01s，產(chǎn)生的簡諧波向左、右兩個方向傳播，波速均為v=80m／s，經(jīng)過一段時間后．P、Q兩點開始振動，已知距離SP=1.2m,SQ=2.6m若以Q點開始振動的時刻作為計時的零點，則在14-1-5的振動圖象中，能正確描述P、Q兩點振動情況的 A.(甲)為Q點的振動圖象 B．(乙)為 Q點的振動圖象 C(丙)為P點的振動圖象 D．(丁)為P點的振動圖象 答案： AD指導(dǎo)：波長即P點比Q點振動提前.若以Q點開始振動的時刻作為計時零時刻，則甲圖應(yīng)為Q點的振動圖象，丁圖為P點的振動圖象,故A、D正確. 5 (典型例題)一簡諧橫波在圖14-1-6中x軸上傳播，實線和虛線分別是t1和t2時刻的波形圖，已知t1-t2=1.0s．由圖判斷下列哪一個波速是不可能的 A．1m／s B．3m／s C．5m／s D．10 m／s 答案： D分析：波的圖象“平移法”與波的公式“v=f”綜合的考查．指導(dǎo)：由題圖知簡諧橫波的波長為4m，設(shè)簡諧橫波向右傳播vv可能為1，5，9，…m/s設(shè)簡諧橫波向左傳播， (n=0．1，2，3…)，v′可能為3，7，11，…m/s．所以A、B、C都可能，D不可能． 6 (典型例題)一列簡諧橫波沿一直線向左傳播，當(dāng)直線上某質(zhì)點a向上運動到達(dá)最大位移時，a點右方相距0.15m的b點剛好向下運動到最大位移處，則這列波的波長可能是 A.0.6 m B．0.3 m C．0.2 m D．0.1m 答案： BD指導(dǎo)：由題可知，sab(n=0，1，2，3…)，得(n=0，1，2，3，…)．n取0，1時B、D正確，A、C不可能． 7 (典型例題)一簡諧橫波在x軸上傳播，波源振動周期T=0.1 s，在某一時刻的波形如圖14-1-7所示，且此時a點向下運動，則 A.波速為20m／s，波向x軸正方向傳播 B．波速為10m／s，波向x軸負(fù)方向傳播 C波速為20m／s，波向x軸負(fù)方向傳播 D．波速為10m／s，波向x軸正方向傳播 答案： A 指導(dǎo)：d點向下運動，由“上坡法”可判斷波向c軸正向傳播．據(jù)v=，得v=20m/s． Ⅱ 題點經(jīng)典類型題 1 (典型例題)如圖14-1-8所示為波源O振動1.5s時沿波的傳播方向上部分質(zhì)點振動的波形圖，已知波源O在t=0時開始沿x負(fù)方向振動，t=1.5s時它正好第二次到達(dá)波谷．問： (1)何時y=5.4m的質(zhì)點第一次到達(dá)波峰 (2)從t=0開始至y=5.4m的質(zhì)點第一次到達(dá)波峰這段時間內(nèi)，波源通過的路程是多少？ 命題目的與解題技巧：考查波的形成原因.解題關(guān)鍵是t=0時波源o沿x負(fù)方向振動，那么根據(jù)波產(chǎn)生原因可知每一質(zhì)點的起振方向都是x負(fù)方向 [解析] (1)因為λ=60 cm=0.6 m，t=1，所以T=4t／5=1.2 s．因為s／t=λ／T，所以s=λt/T=0.61.5／1.2= 0.75 m.所以t=1.5s時波剛好傳到距波源0.75m的質(zhì)點，最前面的波峰位于y=0.3 m的質(zhì)點．又因為△s／△t=λ／T，所以△t =△sT／λ=(5.4-0.3)1.2／0.6=10.2s．所以t=t+△t=1.5 +10.2=11.7 s．(2)S路=4At／T=40.0511.71.2=1.95 m． [答案1 (1)11.7s (2)1.95m 2 (典型例題)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖14-1-9中的實線所示，經(jīng)過0.5秒后的波形又如圖中的虛線所示．已知波的周期為了，且0.25秒＜T＜0.5秒，則 A.當(dāng)波向+x方向傳播時，波速等于10米／秒 B．不論波向x軸哪一方向傳播，在0.5秒內(nèi)，x=1米處的質(zhì)點M通過的路程都相等 C.當(dāng)波沿+x方向傳播時，x=1米處的質(zhì)點M和x=2.5米處的質(zhì)點N在這0.5秒內(nèi)通過的路程不相等 D.當(dāng)波向-x方向傳播時，經(jīng)過0.1秒時質(zhì)點M的位移一定為零 答案： AC 指導(dǎo)：由圖象讀出=4米，由于0．25秒5A，選項C正確；如果波向—x方向傳播(將實線波形向左平移1而得到虛線波形)，應(yīng)有0．5=T，所以T=秒，在這0．5秒內(nèi)，質(zhì)點M通過的路程sM′=7A=14厘米，顯然sM≠sM′，選項B錯誤；波向-x方向傳播時，選項D中的時間t=0．1秒并非的整數(shù)倍，質(zhì)點M的位移不可能為零，故A、C正確． 3 (典型例題)如圖14-1-10中實線為一列簡諧橫波在t1時刻的圖象，虛線是它在t2=(t1+0.05)s時的圖象，求： (1)波速； (2)若波速為600m／s，求波的傳播方向． 答案：(1)若波向左傳v=40(4n+3)m/s(n=0，l，2…)；若波向右傳v=40(4n+1)m/s(n=0，1，2…)． (2)波向左傳播 指導(dǎo)：(1)由圖可知，這列波波長＝8m當(dāng)波向右傳時，在Δt=0．005s內(nèi)，設(shè)波傳播距離為s1，則s2波傳播的速v1＝ 當(dāng)波向左傳播時，在Δt＝O.005內(nèi)，設(shè)波傳播距離為s2，則s2＝，波傳播的速度v2 40(4n+3)m/s(式中n＝0，1，2…)．(2)若波向右傳有600＝40(4n+1)，得n＝3．5；與n為整數(shù)相矛盾．若波向左傳有 600=40(4n+3)，得n＝3，所以波向左傳播． 4 (205泰安模擬)圖14-1-11(甲)是一列簡諧橫波在t=0.2s時的波形圖，其中O是波源；圖14-1-11(乙)是波上某一點尸的振動圖象．求：(1)波速，并說明P質(zhì)點的位置；(2)畫出t=0.4 s和t=0.55 s的波形圖． 答案：(1)v=20m/s，P是波源O點 (2)如圖D14—1所示． 指導(dǎo)：(1)從(甲)圖可知=4 m，由(乙)圖可得了T=0．2 s．所以波速v=λ／T=2vm/s．因為在t=0．2s內(nèi)，波向前傳播一個波長，而P質(zhì)點剛好振動一個周期，故p應(yīng)是波源O點． (2)由于波在t=0．4 s時又向前傳播了一個波長，而在x=0至，=4m之間各質(zhì)點均重復(fù)回到原來位置，故t=0．4s時的波形圖為圖D14—1中實線所示．同理可得出，t=0．55s時的波形圖，相對t=0．4s時又多向前傳播了，P質(zhì)點又多振動了T位移y=-2cm，如圖014—1中的虛線所示． Ⅲ新高考命題方向預(yù)測 1 投石于靜水中，圓形波沿水面向外傳播，當(dāng)?shù)谝粋€波峰經(jīng)12s從投石處傳到距離為3m處時，第7個波峰剛好在投石處形成，求：(1)這列水波的波長；(2)波速；(3)水波 答案：(1)0．5：m (2)0．25m/s (3)0．5Hz 指導(dǎo)：(1)第一個波峰到第七個波峰的距離為六個波長，所以 (2)由s=vt知波速v(3)由 v=f知f=0．5Hz 2 一列簡諧橫波沿x軸傳播，某時刻的波形如圖14-1-12所示．關(guān)于波的傳播方向與質(zhì)點a、b、c、d、e的運動情況，下列說法正確的是 A.若波形沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點d 運動的速度將減小 B．若質(zhì)點e比質(zhì)點d先回到平衡位置，則波沿x軸正方向 C．若波形沿x軸負(fù)方向傳播，則質(zhì)點c向下運動 D．若波形沿x軸正方向傳播，再經(jīng)過半個周期質(zhì)點b將運動到質(zhì)點d現(xiàn)在的位置 答案： C指導(dǎo)：若波形沿x正方向傳播，在波的傳播方向上，由“上坡下，下坡上”知，a下振，c上振，e下振，則。運動的速度將增大，d比e先回到平衡位置，經(jīng)過半個周期，b質(zhì)點將在波谷位置但不會遷移到d位置． 3 如圖14-1-13所示一列簡諧橫波的振源沿豎直方向振動圖14-1-13為振源起振后一個周期時間內(nèi)，波在介質(zhì)中傳播的情況．設(shè)振源振動的周期為了，則下列說法正確的是 A.若M點為振源，則M點起振時的運動方向向下 B．若N點為振源，則N點起振時的運動方向向上 C.若M點為振源，則質(zhì)點P已振動了的時間 D.若N點為振源，則質(zhì)點P已振動了的時間 答案： D 指導(dǎo)：若M點為振源，波由M傳播到N，則N點開始振動的方向向上(也是M點起振時的運動方向)；由于M、P0兩點相距 ，在波由M傳播到P的T的時間內(nèi)，P點不振動，到圖示狀態(tài)，P點只振動了的時間．若N點為振源，波由N傳播到M，則M點開始振動的方向向下(也是NH噗起振時的運動方向)；由于N、P兩點相距，則在波由N傳播到P的 T的時間內(nèi)，P點不振動，到圖示狀態(tài)，P點已振動了T的時間． 4 在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點的平衡位置在同一直線上，相鄰兩個質(zhì)點問的距離為a，t=0時振動從質(zhì)點1開始并向右傳播，其振動初速度方向豎直向上．經(jīng)過時間t，前13個質(zhì)點第一次形成如圖14-1-14所示的波形，則該波的周期T、波速v分別為 答案： AD 指導(dǎo)：現(xiàn)在的1質(zhì)點振動方向向上，又是在l一13個質(zhì)點中第一次形成這樣的波形，可見t=2T，即T= 5 某質(zhì)點在坐標(biāo)原點O處做簡諧運動，其振幅為5cm，振動周期為0.4 s，振動在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波速為1 m／s．若質(zhì)點由平衡位置O開始向+y方向振動，經(jīng)0.2s時立即停止振動；則振源停止振動后經(jīng)0.2s時的波形是圖14-1-15中 答案： A指導(dǎo)：t=0．2s=;起振時為離開平衡位置上振，波形傳播到任何位置，都會引起質(zhì)點首先上振．