《第十二章 学案56 机械波（2020年整理）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二章 学案56 机械波（2020年整理）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯学案56 机械波一、概念规律题组1关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A物体做机械振动，一定产生机械波B后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C参与振动的质点群有相同的频率D机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递图12一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图1所示，a、b、c为三个质元，a正向上运动由此可知()A该波沿x轴正方向传播Bc正向上运动C该时刻以后，b比c先到达平衡位置D该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处图23一列简谐横波沿x轴传播，t0时的波形如图2所示，质点A与质点B相距1 m，A点速度沿y轴正方向；t0.02 s时，质点A第一次
2、到达正向最大位移处由此可知()A此波的传播速度为25 m/sB此波沿x轴负方向传播C从t0时起，经0.04 s，质点A沿波传播方向迁移1 mD在t0.04 s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向4下面哪些应用是利用了多普勒效应()A利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去二、思想方法题组图35一列横波某时刻的波形如图3
3、所示，经过0.25 s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s，P点的位移和速度可能是()A位移是2 cm，速度为零B位移是零，速度方向沿y的方向C位移是2 cm，速度为零D位移是零，速度方向沿y的方向6如图4所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()图4Af12f2v1v2 Bf1f2v10.5v2Cf1f2v12v2 Df10.5f2v1v2一、波的形成及传播规律的应用1波的形成及特点波源把自己的振动方式通过介质的质点由近及远的传播，就形成了波(1)质点只在自己的平衡位置振动，
4、并不随波的传播向前迁移；(2)介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同；(3)每个质点的振动周期都等于波的传播周期，质点振动一个周期波传播一个波长；(4)波传播的是波源的振动形式和能量，也能传递信息2波的传播方向与质点的振动方向的判断方法内容图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微平移法将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定3.波长、波速和频率的关系(1)关系式：vf(2)机械波的波速取决于介质，与波的频率无关在同一均匀介质中，机械波的传播是匀速的(3)机械波的频率取决
5、于波源振动的频率，当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变(4)在波的传播方向上，介质中各质点都做受迫振动，其频率都等于振源的振动频率【例1】 (2011北京16)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率规范思维二、波动图象的应用振动图象和波的图象的比较 两种图象比较内容振动图象波的图象图象意义某质点位移随时间变化的规律某时刻所有质点相对平衡位置的位移图象特点图象信息(1)振动周期、振幅(2)各时刻质点的位移和加速度方向(1)波长、振幅(2)任
6、意一质点此时刻的位移和加速度方向图象变化随时间推移图象延续，但原有图象形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一完整曲线对应横坐标一个周期一个波长【例2】图5 (2011重庆17)介质中坐标原点O处的波源在t0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图5所示下列能描述x0处质点振动的图象是()规范思维三、波的多解性问题分析波的多解性原因分析：1波的周期性：机械波在时间和空间上具有周期性一方面，每经过一个周期T或nT，介质中的质点完成一次(或n次)全振动回到原来的状态，波形图线与原来的图线完全相同，这在传播时间与周期关系上形成多解，tnTt；另一方面，波形沿波的传播方向向
7、前推进或n，在波形图上，相距、2、3、n的质点振动步调完全一致，后面的质点好象是前面质点振动情况的“复制”，这在传播距离与波长关系上形成多解xnx.2波的传播方向的不确定性当只知波沿x轴传播时，往往有沿x轴正方向和负方向传播两种情况3介质中质点间距离与波长的关系的不确定性已知两质点平衡位置间的距离及某一时刻它们所在的位置，由于波的空间周期性，则两质点存在着多种可能波形做这类题时，可先根据题意，在两质点间先画出最简波形，然后再作一般分析，从而写出两质点间的距离与波长关系的通式图6【例3】 (2010镇江模拟)如图6所示的实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2 s时的波形图象求：(1)波传播的可
8、能距离；(2)可能的周期(频率)；(3)可能的波速；(4)若波速是35 m/s，求波的传播方向；(5)若0.2 s小于一个周期时，求波传播的距离、周期(频率)、波速规范思维四、波的叠加和干涉1产生稳定干涉现象的条件：频率相同；有固定的相位差2干涉区域内某点是振动加强点还是振动减弱点的充要条件：(1)最强：该点到两个波源的路程差是波长的整数倍，即sn.(2)最弱：该点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍，即s(2n1)3加强点的位移变化范围：|A1A2|A1A2|.减弱点的位移变化范围：|A1A2|A1A2|.【例4】 (2010新课标卷33(2)图7波源S1和S2振动方向相同，频率均为4 Hz，
9、分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处，OA2 m，如图7所示两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播，波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同求：(1)简谐横波的波长；(2)OA间合振动振幅最小的点的位置【基础演练】图81如图8所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是()A此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距相等C如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍
10、射现象图92如图9所示，一个波源在绳的左端发生波甲，另一个波源在同一根绳的右端发生波乙，波速都等于1 m/s.在t0时刻，绳上的波形如图中的(a)所示，则根据波的叠加原理，下述正确的是()A当t2 s时，波形如图(b)，t4 s时，波形如图(c)B当t2 s时，波形如图(b)，t4 s时，波形如图(d)C当t2 s时，波形如图(d)，t4 s时，波形如图(c)D当t2 s时，波形如图(c)，t4 s时，波形如图(d)3(2010天津理综4)一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图10所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()图10AA1 m，f5 HzBA0.5 m
11、，f5 HzCA1 m，f2.5 HzDA0.5 m，f2.5 Hz图114(2011天津7)位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图11所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则()A波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向B此后的周期内回复力对波源A一直做负功C经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零图125(2009四川高考)如图12所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s 时的波形图，波的周期T0.6 s，则()A波的周期为2.4 sB在t0.9 s时，P点沿
12、y轴正方向运动C经过0.4 s，P点经过的路程为4 mD在t0.5 s时，Q点到达波峰位置6(2011大纲全国21)一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2 m，振幅为A.当坐标为x0处质元的位移为A且向y轴负方向运动时，坐标为x0.4 m处质元的位移为A.当坐标为x0.2 m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x0.4 m处质元的位移和运动方向分别为()AA、沿y轴正方向BA、沿y轴负方向CA、沿y轴正方向 DA、沿y轴负方向7(2009全国20)一列简谐横波在某一时刻的波形图如图13甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x1.5 m和x4.5 mP点的振动图象如图乙所示图13在下列四幅图
13、中，Q点的振动图象可能是()题号1234567答案8.(2009广东14)如图14图14为声波干涉演示仪的原理图两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率_的波当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅_；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅_【能力提升】图159(2010山东理综37(1)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波的频率为1.0105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图15所示(1)从该时刻开始计时，画出x7.5103 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)10一列简谐横波沿直线传播，在波的传播方向上有P、Q两个质点，它们相距0.8 m当t0时，P、Q两点的位移恰好是正最大值，且P、Q间只有一个波谷当t0.6 s时，P、Q两点正好处于平衡位置，且P、Q两点只有一个波峰和一个波谷，且波峰距Q点的距离第一次为0.2 m求：(1)波由P传至Q，波的周期；(2)波由Q传至P，波的速度；(3)波
