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1、第 2课时 机械波 第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 题组答案 点梳理答案 1（ 1）波源 （ 2）介质 2（ 1）形式 能量 迁移 （ 2）波源 （ 3）相同 （ 4） 4A 零 3（ 1）相同 （ 2）介质 （ 3）波源 波源 5（ 1）频率 （ 2）加强 减弱 （ 3）整数倍 奇数倍 6相差不多 更小 题组扣点 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 考点一 波动图象与波速公式的应用 1. 波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图 3
2、所示 图象的应用： ( 1 ) 直接读取振幅 A 和波长 ，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 ( 3 ) 结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向 课堂探究 图 3 2 波速与波长、周期、频率的关系为： v T f . 题组扣点 课堂探究 高考模拟 第 2课时 机械波 课堂探究 【 例 1 】 ( 2013 北京 15 ) 一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为 4 m/ 所示，下列说法正确的是 ( ) A 这列波的振幅为 4 B 这列波的周期为 1 s C 此时 x 4 m 处的质点沿 y 轴负方向运
3、动 D 此时 x 4 m 处的质点的加速度为 0 图 4 解析 由波形图可知：振幅 A 2 8 m ， T v84s 2 s ，选项 A 、 B 均错误； x 4 m 处的质点此时正处于平衡位置处，加速度为零，由“ 上下坡法 ” 可知，此时质点沿 y 轴正方向运动，所以选项C 错误， D 正确 D 题组扣点 课堂探究 高考模拟 第 2课时 机械波 课堂探究 【 突破训练 1 】 如图 5 所示为一列在均匀介质中沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为 4 m/ s ，则 ( ) A 质点 P 此时的振动方向沿 y 轴正方向 B P 点振幅比 Q 点振幅小 C 经过 t 3 s ，
4、质点 Q 通过的路程是0.6 m D 经过 t 3 s ，质点 P 将向右移动 12 m 图 5 解析 由机械波沿 x 轴正方向传播，利用 “ 带动 ” 原理可知，质点 P 此时的振动方向沿 y 轴负方向，选项 沿波传播方向上各质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，并且各质点振动的幅度相同，即振幅相同，选项 B 、 D 均错误； 根据波形图可知，波长 4 m ，振幅 A 5 已知 v 4 m /s ，所以 Tv 1 s ， t 3 s 3 T ，质点 Q 通过的路程是 12 A 60 0 m ，所以选项 C 正确 C 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 振动图
5、象 波动图象 研究对象 一振动质点 沿波传播方向的所有质点 研究内容 一质点的位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图象 考点二 振动图象与波动图象 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 物理意义 表示同一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图象信息 (1) 质点振动周期 (2) 质点振幅 (3) 某一质点在各时刻的位移 (4) 各时刻速度、加速度的方向 (1) 波长、振幅 (2) 任意一质点在该时刻的位移 (3) 任意一质点在该时刻的加速度方向 (4) 传播方向、振动方向的互判 图象变化 随时间推移，图象延续，但已有形状不变 随时间推移，波形沿传播
6、 方向平移 一完整曲 线占横坐 标的距离 表示一个周期 表示一个波长 题组扣点 课堂探究 高考模拟 第 2课时 机械波 课堂探究 【 例 2 】 ( 2012 福建理综 13) 一列简谐横波沿 x 轴传播， t 0 时刻的波形如图 6 甲所示，此时质点 P 正沿 y 轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 ( ) A 沿 x 轴负方向 ， 60 m /s B 沿 x 轴正方向 ， 60 m/ s C 沿 x 轴负方向 ， 30 m /s D 沿 x 轴正方向 ， 30 m/ s 图 6 解析 由题图甲知，波长 24 m ，由题图乙知 T 0.4 s 根据 v v 60
7、 m /s ，故C 、 D 项错误； 根据 “ 同侧法 ” 可判断出波的传播方向沿 x 轴负方向，故A 项正确， B 项错误 A 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 规律总结 “ 一分、一看、二找 ” 巧解波动图象与振动图象综合类问题 (1) 分清振动图象与波动图象只要看清横坐标即可，横坐标为 坐标为 t 则为振动图象 (2) 看清横、纵坐标的单位尤其要注意单位前的数量级 (3) 找准波动图象对应的时刻 (4) 找准振动图象对应的质点 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 【 突破训练 2 】 如图 7 甲为一列简谐横波在 t s 时刻的波形图，
8、P 是平衡位置为 x 1 m 处的质点， Q 是平衡位置为 x 4 m 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图象，则 ( ) A t s 时 ， 质点 Q 的加速度达到正向最大 B t s 时 ， 质点 P 的运动方向沿 y 轴负方向 C 从 t s 到 t 0 s ， 该波沿 x 轴正方向传播了 6 m D 从 t s 到 t 0 s ， 质点 P 通过的路程为 30 图 7 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 解析 A 选项，由题图乙看出，当 t s 时，质点 Q 位于负方向的最大位移处，而简谐运动的加速度大小与位移成正比，方向与位移方向相反，所以加速度为正向最大值 ；
9、 B 选项中，由题图乙看出，简谐运动的周期为 T s ， t s 时，质点 Q 的速度方向沿 y 轴负方向，由题图甲可以看出，波的传播方向应该沿 x 轴负方向，因题图甲是 t s 的波形，所以 t s 时，经历了 s 图甲 的波形沿 x 轴负方向平移了4 2 m 的距离，如图所示，因波沿 此时 P 点的运动方向沿 y 轴负方向； 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 C 选项中，由题意知 8 m ， T 0.2 s ，则 v T 40 m / s .从 t 0 . 1 0 s 到 t 0 . 2 5 s ，该波沿 x 轴负方向传播的距离为 0 . 1 5 s 4 0 m
10、/ s 6 m ； D 选项中，由题图甲可以看出，由于 t s 时刻质点P 不处于平衡位置，故从 t s 到 t s 质点 P 通过的路程不为 30 c m ，本题正确选项为 A 、 B. 答案 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 1 波的干涉中振动加强点和减弱点的判断 某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差 r . (1) 当两波源振动步调一致时 若 r n 0,1,2 ， ) ，则振动加强； 若 r (2 n 1)2( n 0,1,2 ， ) ，则振动减弱 (2) 当两波源振动步调相反时 若 r (2 n 1)2( n 0,1,2 ， ) ，则
11、振动加强； 若 r n 0,1,2 ， ) ，则振动减弱 考点三 波的干涉、衍射、多普勒效应 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 2 波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小 于波长 3 多普勒效应的成因分析 (1) 接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数当波以速度 v 通过观察者时，时间 v 而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率 (2) 当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大；当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小 第 2课时 机
12、械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 【 例 3 】 如图 8 表示两个相干波源 中实线表示波峰，虚线表示波谷， c 和 f 分别为 中点，则： 图 8 (1) 在 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 六点中，振动加强的点是 _ 振动减弱的点是 _ (2) 若两振源 S 1 和 S 2 振幅相同，此时刻位移为零的点是 _ _ (3) 画出此时刻 a 、 c 、 e 连线上，以 a 为起点的一列完整波形，标出 e 点 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 解析 ( 1) a 、 e 两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点； c 点处在
13、 a 、 e 连线上，且从运动的角度分析 a 点的振动形式恰沿该线传播，故 c 点是振动加强点，同理b 、 d 是振动减弱点， f 也是振动减弱点 ( 2) 因为 S 1 、 S 2 振幅相同，振动最强区的振幅为 2 A ，最弱区的振幅为零，位移为零的点是 b 、 d . ( 3) 题图中对应时刻 a 处在两波谷的交点上， 即此刻 a 在波谷，同理 e 在波峰，所以所对 应的波形如图所示 答案 (1) a 、 c 、 e b 、 d 、 f (2) b 、 d (3) 见解析图 第 2课时 机械波 题组扣点 课堂探究 高考模拟 课堂探究 【 突破训练 3 】 如图 9 甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是 ( ) 甲 乙 图 9 A
