2019-2020年高中物理二轮总复习 机械波教案.doc

2019-2020年高中物理二轮总复习 机械波教案xx年命题特点对本部分的内容的考查呈现以下特点：1.高考必考内容命题频率最高的知识点是波的图象，波长、波速和频率的关系2.一道题往往考查多个概念和规律，特别是通过波的图象综合考查对波的理解能力、推理能力和空间的想象能力应试高分子瓶颈在这部分试题中，考生容易出现的问题是不去理解波的产生原因和波动图象的物理意义，只想通过死记硬背来解决波动问题，结果必然出现问题，导致丢分要理解波动产生和传播过程的原因，然后在理解的基础上熟记相关知识内容是正确决问题保证得分的有效办法命题点1 波的图象命题点2 波的干涉和衍射、声波和多普勒效应命题点1 波的图象本类考题解答锦囊 解答“波的图象”一类试题，应了解以下几点： 1注意区分波速和质点的振速：波速是振动形式由近及远传播的快慢，在均匀介质中是匀速的，经过一个周期向外传播的距离等于一个波长：振速是一种变加速运动，振速的大小和方向随时间在做周期性变化，经过一个周期质点振动经过的路程为4个振幅 2注意区分波动图象与振动图象 3质点振动方向与波传播方向的判断：应用口诀“逆向找、上坡上、下坡下”即波若向右传则向左找，是波峰的话该质点向上振动，是波谷的话就向下振动 4会用公式v=f或T进行相关计算，计算中注意波传播的方向性和周期性所带来的多解的问题 I 高考最新热门题 1 (典型例题)一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图14-1-1(甲)所示是t=ls时的波形图，图(乙)是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则图(乙)可能是图(甲)中哪个质元的振动图线 A.x=0处的质元 Bx=1 m处的质元Dx=2m处的质元 Cx=3 m处的质元命题目的与解题技巧：考查振动图象和波动图象的意义以及它们之间的内在联系，从波动图象入手画出t=0时的波形图是解题关键 解析 由图已看出周期T=4s由题意图甲是t=1s时的波形，则在t=0时的波形图中x=0处的质元位移达正最大， x=1处的质元位移零，x=2处的质元位移达负最大，x=3处的质元位移为零，可见图乙是x=0处的质元的振动图线 答案 A 2 (典型例题)已知：一简谐横波在某一时刻的波形图如图14-1-2所示，图中位于a、b两处的质元经过四分之一周期后分别运动ab处某人据此 做出如下判断：可知波的周期； 可知波的传播速度；可知波的传播方向；可知波的波长其中正确的是 A. BC. D 答案： C 指导：考查波的图象的应用，注意波的形成原因由于b处的质元经过1/4周期到达b，处重复坐标5的质元的振动形式，5处的质元为b处质元的前一质元，所以波向右传播，正确；由所给波动图象可直热接读出波长为4m，正确3 (典型例题)如图14-1-3所示，一列简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12mt=0时a点为波峰，b点为波谷;t=0.5s时，a点为波谷，b点为波峰，则下列判断中正确的是 A.波一定沿x轴正方向传播 B波长可能是8 m C.周期可能是0.5 sD波速一定是24ms 答案： B 指导：考查考生从已知简谐横波的波峰与波谷间的距离求可能的波长、波速、周期以及传播方向等由a点在波峰，b点在波谷，可知。a、b的运动方向或运动趋势方向总相反，则，当n=1时，=8 m，所以B项正确；经过t秒，a在波谷，b在波峰，可知，则T不可能为05 s，所以C选项错误：由于不知道某质点的振动方向，无法判断波的传播方向，A项错误；由于波长和周期都不是唯一解，则速度值也不唯一，所以D项错误4 (典型例题)如图14-1-4所示波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v=80ms，经过一段时间后P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m,SQ=2.6m若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在14-1-5的振动图象中，能正确描述P、Q两点振动情况的 A.(甲)为Q点的振动图象 B(乙)为Q点的振动图象C(丙)为P点的振动图象 D(丁)为P点的振动图象答案： AD指导：波长即P点比Q点振动提前.若以Q点开始振动的时刻作为计时零时刻，则甲图应为Q点的振动图象，丁图为P点的振动图象,故A、D正确. 5 (典型例题)一简谐横波在图14-1-6中x轴上传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t1-t2=1.0s由图判断下列哪一个波速是不可能的A1ms B3ms C5ms D10 ms 答案： D分析：波的图象“平移法”与波的公式“v=f”综合的考查指导：由题图知简谐横波的波长为4m，设简谐横波向右传播vv可能为1，5，9，m/s设简谐横波向左传播， (n=01，2，3)，v可能为3，7，11，m/s所以A、B、C都可能，D不可能6 (典型例题)一列简谐横波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是A.0.6 m B0.3 m C0.2 m D0.1m 答案： BD指导：由题可知，sab(n=0，1，2，3)，得(n=0，1，2，3，)n取0，1时B、D正确，A、C不可能 7 (典型例题)一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1 s，在某一时刻的波形如图14-1-7所示，且此时a点向下运动，则 A.波速为20ms，波向x轴正方向传播 B波速为10ms，波向x轴负方向传播 C波速为20ms，波向x轴负方向传播D波速为10ms，波向x轴正方向传播答案： A 指导：d点向下运动，由“上坡法”可判断波向c轴正向传播据v=，得v=20m/s 题点经典类型题 1 (典型例题)如图14-1-8所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t=0时开始沿x负方向振动，t=1.5s时它正好第二次到达波谷问： (1)何时y=5.4m的质点第一次到达波峰 (2)从t=0开始至y=5.4m的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？ 命题目的与解题技巧：考查波的形成原因.解题关键是t=0时波源o沿x负方向振动，那么根据波产生原因可知每一质点的起振方向都是x负方向 解析 (1)因为=60 cm=0.6 m，t=1，所以T=4t5=1.2 s因为st=T，所以s=t/T=0.61.51.2= 0.75 m.所以t=1.5s时波刚好传到距波源0.75m的质点，最前面的波峰位于y=0.3 m的质点又因为st=T，所以t =sT=(5.4-0.3)1.20.6=10.2s所以t=t+t=1.5 +10.2=11.7 s(2)S路=4AtT=40.0511.71.2=1.95 m 答案1 (1)11.7s (2)1.95m 2 (典型例题)一列简谐横波某时刻的波形如图14-1-9中的实线所示，经过0.5秒后的波形又如图中的虚线所示已知波的周期为了，且0.25秒T0.5秒，则 A.当波向+x方向传播时，波速等于10米秒 B不论波向x轴哪一方向传播，在0.5秒内，x=1米处的质点M通过的路程都相等 C.当波沿+x方向传播时，x=1米处的质点M和x=2.5米处的质点N在这0.5秒内通过的路程不相等 D.当波向-x方向传播时，经过0.1秒时质点M的位移一定为零 答案： AC 指导：由图象读出=4米，由于025秒T05秒，所以T05秒5A，选项C正确；如果波向x方向传播(将实线波形向左平移1而得到虚线波形)，应有05=T，所以T=秒，在这05秒内，质点M通过的路程sM=7A=14厘米，显然sMsM，选项B错误；波向-x方向传播时，选项D中的时间t=01秒并非的整数倍，质点M的位移不可能为零，故A、C正确 3 (典型例题)如图14-1-10中实线为一列简谐横波在t1时刻的图象，虚线是它在t2=(t1+0.05)s时的图象，求： (1)波速； (2)若波速为600ms，求波的传播方向 答案：(1)若波向左传v=40(4n+3)m/s(n=0，l，2)；若波向右传v=40(4n+1)m/s(n=0，1，2) (2)波向左传播指导：(1)由图可知，这列波波长8m当波向右传时，在t=0005s内，设波传播距离为s1，则s2波传播的速v1 当波向左传播时，在tO.005内，设波传播距离为s2，则s2，波传播的速度v2 40(4n+3)m/s(式中n0，1，2)(2)若波向右传有60040(4n+1)，得n35；与n为整数相矛盾若波向左传有 600=40(4n+3)，得n3，所以波向左传播 4 (205泰安模拟)图14-1-11(甲)是一列简谐横波在t=0.2s时的波形图，其中O是波源；图14-1-11(乙)是波上某一点尸的振动图象求：(1)波速，并说明P质点的位置；(2)画出t=0.4 s和t=0.55 s的波形图答案：(1)v=20m/s，P是波源O点 (2)如图D141所示指导：(1)从(甲)图可知=4 m，由(乙)图可得了T=02 s所以波速v=T=2vm/s因为在t=02s内，波向前传播一个波长，而P质点刚好振动一个周期，故p应是波源O点 (2)由于波在t=04 s时又向前传播了一个波长，而在x=0至，=4m之间各质点均重复回到原来位置，故t=04s时的波形图为图D141中实线所示同理可得出，t=055s时的波形图，相对t=04s时又多向前传播了，P质点又多振动了T位移y=-2cm，如图0141中的虚线所示新高考命题方向预测1 投石于静水中，圆形波沿水面向外传播，当第一个波峰经12s从投石处传到距离为3m处时，第7个波峰刚好在投石处形成，求：(1)这列水波的波长；(2)波速；(3)水波 答案：(1)05：m (2)025m/s (3)05Hz 指导：(1)第一个波峰到第七个波峰的距离为六个波长，所以 (2)由s=vt知波速v(3)由 v=f知f=05Hz2 一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图14-1-12所示关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况，下列说法正确的是A.若波形沿x轴正方向传播，则质点d 运动的速度将减小 B若质点e比质点d先回到平衡位置，则波沿x轴正方向 C若波形沿x轴负方向传播，则质点c向下运动D若波形沿x轴正方向传播，再经过半个周期质点b将运动到质点d现在的位置 答案： C指导：若波形沿x正方向传播，在波的传播方向上，由“上坡下，下坡上”知，a下振，c上振，e下振，则。运动的速度将增大，d比e先回到平衡位置，经过半个周期，b质点将在波谷位置但不会迁移到d位置3 如图14-1-13所示一列简谐横波的振源沿竖直方向振动图14-1-13为振源起振后一个周期时间内，波在介质中传播的情况设振源振动的周期为了，则下列说法正确的是 A.若M点为振源，则M点起振时的运动方向向下 B若N点为振源，则N点起振时的运动方向向上 C.若M点为振源，则质点P已振动了的时间D.若N点为振源，则质点P已振动了的时间 答案： D 指导：若M点为振源，波由M传播到N，则N点开始振动的方向向上(也是M点起振时的运动方向)；由于M、P0两点相距 ，在波由M传播到P的T的时间内，P点不振动，到图示状态，P点只振动了的时间若N点为振源，波由N传播到M，则M点开始振动的方向向下(也是NH噗起振时的运动方向)；由于N、P两点相距，则在波由N传播到P的 T的时间内，P点不振动，到图示状态，P点已振动了T的时间 4 在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点问的距离为a，t=0时振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上经过时间t，前13个质点第一次形成如图14-1-14所示的波形，则该波的周期T、波速v分别为 答案： AD 指导：现在的1质点振动方向向上，又是在l一13个质点中第一次形成这样的波形，可见t=2T，即T=5 某质点在坐标原点O处做简谐运动，其振幅为5cm，振动周期为0.4 s，振动在介质中沿x轴正向传播，波速为1 ms若质点由平衡位置O开始向+y方向振动，经0.2s时立即停止振动；则振源停止振动后经0.2s时的波形是图14-1-15中答案： A指导：t=02s=;起振时为离开平衡位置上振，波形传播到任何位置，都会引起质点首先上振