(新高考)高考物理一轮复习课件第12章第2讲《机械波》(含解析)

机械振动机械波第十二章第2讲机械波主干梳理 对点激活波源波源 介质介质 振动形式振动形式 随波迁移随波迁移 相同相同 垂直垂直 波峰波峰 波谷波谷 在同一条直线上在同一条直线上 密部密部 疏部疏部 平衡位置平衡位置 位移位移“各个质点各个质点”振幅振幅A 位移位移 方向方向 振动方向振动方向 传播方向传播方向 相同相同 介质介质“各个质点各个质点”反射反射 折射折射 入射线入射线 反射线反射线 折射线折射线 同一平面内同一平面内 两侧两侧 等于等于 彼此穿过彼此穿过 继续传播继续传播 重叠重叠 同时参与同时参与 矢量和矢量和 障碍物障碍物 频率相同、相位差恒定、振动方向频率相同、相位差恒定、振动方向相同相同总是加强总是加强 直线直线 相差相差不多不多比波长更小比波长更小 频率频率 相互靠近或者相互远离相互靠近或者相互远离 频率频率 不变不变 变大变大 变小变小 一一 堵点疏通堵点疏通1在水平方向传播的波为横波。在水平方向传播的波为横波。()2在机械波中各质点不随波的传播而迁移。在机械波中各质点不随波的传播而迁移。()3通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。()4机机械械波波在在传传播播过过程程中中，各各质质点点振振动动的的周周期期、起起振振方方向向都都相相同同。()5机械波在一个周期内传播的距离是振幅的机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍。倍。()6波速表示介质中质点振动的快慢。波速表示介质中质点振动的快慢。()7两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。()8一切波都能发生衍射现象。一切波都能发生衍射现象。()9多普勒效应说明波源的频率发生变化。多普勒效应说明波源的频率发生变化。()10机械波在介质中传播的速度由介质本身决定。机械波在介质中传播的速度由介质本身决定。()二二 对点激活对点激活1.(人人教教版版选选择择性性必必修修第第一一册册P65T2改改编编)(多多选选)简简谐谐横横波波某某时时刻刻的的波波形形如如图图所所示示。P为为介介质质中中的的一一个个质质点点，波波沿沿x轴轴的的正正方方向向传传播播。以以下下说说法法正正确的是确的是()A质点质点P此时刻的速度沿此时刻的速度沿x轴的正方向轴的正方向B质点质点P此时刻的加速度沿此时刻的加速度沿y轴的正方向轴的正方向C再过半个周期时，质点再过半个周期时，质点P的位移为负值的位移为负值D经过一个周期，质点经过一个周期，质点P通过的路程为通过的路程为4a答案答案 解解析析波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，由由同同侧侧法法知知，P此此刻刻的的速速度度沿沿y轴轴正正方方向向，故故A错错误误；P此此刻刻的的加加速速度度沿沿y轴轴负负方方向向，故故B错错误误；再再经经过过半半个个周周期期，质质点点P的的位位移移为为负负值值，故故C正正确确；经经过过一一个个周周期期，质质点点P通通过过的的路路程程为为4a，故故D正确。正确。解析解析 2(人人教教版版选选择择性性必必修修第第一一册册P65T4改改编编)一一列列横横波波在在t0时时刻刻的的波波形形如如图图甲甲所所示示，图图乙乙表表示示介介质质中中某某质质点点的的振振动动图图像像，若若波波沿沿x轴轴的的正正方方向向传传播播，则图乙为哪点的振动图像则图乙为哪点的振动图像()AK点点 BL点点 CM点点 DN点点答案答案 解析解析 3(2020辽辽宁宁省省部部分分重重点点中中学学协协作作体体模模拟拟改改编编)(多多选选)如如图图所所示示为为一一列列简谐横波在简谐横波在t0时刻的波形图，已知波速为时刻的波形图，已知波速为0.2 m/s，以下说法正确的是，以下说法正确的是()A波源的振动周期为波源的振动周期为0.6 sB经过经过0.1 s，质点，质点a通过的路程为通过的路程为10 cmC经过经过0.1 s，波沿传播方向前进，波沿传播方向前进2 cmD若质点若质点a比质点比质点b先回到平衡位置，则波沿先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播轴负方向传播答案答案 解析解析 4(多选多选)以下关于波的衍射的说法，正确的是以下关于波的衍射的说法，正确的是()A波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象C当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象D通通常常讲讲话话产产生生的的声声波波，经经过过尺尺寸寸为为1 m左左右右的的障障碍碍物物时时会会发发生生明明显显的衍射现象的衍射现象解解析析波波发发生生明明显显衍衍射射的的条条件件是是：孔孔、缝缝的的宽宽度度或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸与与波波长长相相比比差差不不多多或或者者比比波波长长更更小小，A、B错错误误，C正正确确；通通常常讲讲话话产产生生的的声声波波的波长与的波长与1 m相差不多，故相差不多，故D正确。正确。答案答案 解析解析 5根据多普勒效应，下列说法中正确的是根据多普勒效应，下列说法中正确的是()A多普勒效应只适用于声波多普勒效应只适用于声波B当当波波源源和和观观察察者者同同向向运运动动时时，观观察察者者接接收收到到的的频频率率一一定定比比波波源源发发出的频率低出的频率低C当当波波源源和和观观察察者者相相向向运运动动时时，观观察察者者接接收收到到的的频频率率一一定定比比波波源源发发出的频率高出的频率高D当当波波源源和和观观察察者者反反向向运运动动时时，观观察察者者接接收收到到的的频频率率一一定定比比波波源源发发出的频率高出的频率高答案答案 解解析析多多普普勒勒效效应应适适用用于于各各种种波波，A错错误误；由由于于波波源源和和观观察察者者同同向向运运动动的的快快慢慢不不确确定定，接接收收频频率率可可能能变变高高、不不变变、变变低低，B错错误误；两两者者相相向向运运动时，接收频率变高，动时，接收频率变高，C正确；两者反向运动时，接收频率变低，正确；两者反向运动时，接收频率变低，D错误。错误。解析解析 考点细研 悟法培优考点考点 1机械波的形成与传播机械波的形成与传播(2)振振速速：质质点点的的振振动动速速度度，即即为为振振速速。波波动动中中各各质质点点都都在在平平衡衡位位置置附附近近做做周周期期性性振振动动，即即做做变变速速运运动动，振振速速周周期期性性变变化化。振振速速与与质质点点偏偏离离平平衡衡位置的位移有关。位置的位移有关。2机械振动与机械波的区别和联系机械振动与机械波的区别和联系名称名称项目项目机械振动机械振动机械波机械波区别区别运动运动特点特点机械振动是单个质点机械振动是单个质点以平衡位置为中心所以平衡位置为中心所做的往复运动做的往复运动机械波是介质中大量质点依次发机械波是介质中大量质点依次发生受迫振动而形成的生受迫振动而形成的“集体运动集体运动”产生产生原因原因机械振动是质点受到机械振动是质点受到回复力作用的结果回复力作用的结果机械波是从波源处开始，由近及机械波是从波源处开始，由近及远，介质中质点依次施力带动相远，介质中质点依次施力带动相邻质点发生受迫振动形成的邻质点发生受迫振动形成的名称名称项目项目机械振动机械振动机械波机械波区区别别能量能量变化变化情况情况机械振动过程中，动机械振动过程中，动能和势能不断地相互能和势能不断地相互转化，总机械能守恒转化，总机械能守恒波源将能量传递给相邻质点，相邻质波源将能量传递给相邻质点，相邻质点再将能量传递给它的相邻质点，由点再将能量传递给它的相邻质点，由近及远，每个质点在不断地吸收和放近及远，每个质点在不断地吸收和放出能量，从而把波源的能量传播出去，出能量，从而把波源的能量传播出去，是一个能量的传播过程是一个能量的传播过程联系联系(1)机械波是机械振动在介质中传播形成的机械波是机械振动在介质中传播形成的(2)机械波的周期等于介质中质点机械振动的周期机械波的周期等于介质中质点机械振动的周期(3)有机械振动不一定有机械波，但有机械波一定有机械振动有机械振动不一定有机械波，但有机械波一定有机械振动(4)波源停止振动后，介质中的机械振动并不立即停止传播，波源停止振动后，介质中的机械振动并不立即停止传播，而是继续向远处传播，直到振动能量全部损耗完而是继续向远处传播，直到振动能量全部损耗完4波的传播方向与质点振动方向的互判方法波的传播方向与质点振动方向的互判方法方法解读方法解读图像演示图像演示“上下坡上下坡”法法沿波的传播方向，沿波的传播方向，“上坡上坡”时质时质点向下振动，点向下振动，“下坡下坡”时质点向时质点向上振动上振动“同侧同侧”法法波形图上某点表示传播方向和振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动方向的箭头在图线同侧“微平移微平移”法法将波形沿传播方向进行微小的平将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一移，再由对应同一x坐标的两波坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向形曲线上的点来判断振动方向例例1(2020四四川川省省内内江江市市第第三三次次模模拟拟改改编编)(多多选选)一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，O为为波波源源。如如图图所所示示是是波波源源开开始始振振动动后后0.1 s时时的的波波形形图图，则则下下列判断正确的是列判断正确的是()A这列波的周期为这列波的周期为0.4 s，振幅为，振幅为20 cmB这列波的波速为这列波的波速为40 m/s，波长为，波长为8 mC再经过再经过0.15 s时，时，x6 m处质点的位置坐标为处质点的位置坐标为(x6 m，y0 cm)D再经过再经过0.55 s时，时，x24 m处的质点第一次到达波峰处的质点第一次到达波峰答案答案(2)如何确定一段时间后某质点的位置？如何确定一段时间后某质点的位置？提提示示：先先计计算算经经多多长长时时间间振振动动传传到到这这个个点点，再再结结合合周周期期和和起起振振方方向向确确定质点位置。定质点位置。尝试解答尝试解答 机械波的特点及各物理量之间的关系机械波的特点及各物理量之间的关系(1)介质依存性：机械波离不开介质。介质依存性：机械波离不开介质。(2)能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息。能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息。(3)传传播播不不移移性性：在在传传播播方方向向上上，各各质质点点只只在在各各自自平平衡衡位位置置附附近近振振动动，并不随波迁移。并不随波迁移。(4)时时空空重重复复性性：机机械械波波传传播播时时，介介质质中中的的质质点点不不断断地地重重复复着着波波源源的的振振动形式。动形式。(5)周周期期、频频率率同同源源性性：介介质质中中各各质质点点的的振振动动周周期期、频频率率均均等等于于波波源源的的振动周期、频率，且在传播中保持不变。振动周期、频率，且在传播中保持不变。(6)起起振振同同向向性性：介介质质中中各各质质点点开开始始振振动动的的方方向向与与波波源源开开始始振振动动的的方方向向相同。相同。(7)波长、波速和频率的关系：波长、波速和频率的关系：vf，f由波源决定，由波源决定，v由介质决定。由介质决定。变变式式11(多多选选)位位于于坐坐标标原原点点的的波波源源在在t0时时刻刻开开始始沿沿y轴轴做做简简谐谐运运动动，它它激激起起的的横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，经经一一小小段段时时间间停停止止振振动动。当当t0.15 s时，波的图像如图所示，此时波恰好传到时，波的图像如图所示，此时波恰好传到P点，则下列说法正确的是点，则下列说法正确的是()AP点的振动频率是点的振动频率是5 HzB波长是波长是0.4 mC此时此时P点沿点沿y轴正方向运动轴正方向运动DP点振动的总时间为点振动的总时间为0.015 s答案答案 解析解析 变变式式12(2020陕陕西西省省渭渭南南市市教教学学质质量量检检测测改改编编)(多多选选)如如图图所所示示，O点点为为简简谐谐横横波波的的波波源源。振振幅幅为为5 cm的的波波从从O点点分分别别沿沿x轴轴