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1、物 理选修选修3-4 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第十二章机械波机械波章章 末末 小小 结结1 1知知识识结结构构2 2规规律律方方法法3 3触触及及高高考考返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版知知 识识 结结 构构返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版机机械械波波 返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版机机械械波波 返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版规规 律律 方方 法法返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4
2、 人人教教版版一、对波的图象的理解一、对波的图象的理解1图象的物理意义图象的物理意义波波的的图图象象是是表表示示波波的的传传播播方方向向上上的的各各质质点点在在某某一一时时刻刻对对平平衡衡位位置置的的位位移移情情况的图象。况的图象。2由图象获取的信息由图象获取的信息应应用用波波动动图图象象解解题题时时，关关键键要要理理解解波波的的形形成成和和传传播播过过程程、波波的的传传播播方方向向的的双向性、波动图象的重复性。要明确由波的图象可获取的以下信息：双向性、波动图象的重复性。要明确由波的图象可获取的以下信息：(1)该时刻各质点的位移。该时刻各质点的位移。(2)质点振动的振幅质点振动的振幅A。(3)
3、波长波长。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版(福福建建省省晋晋江江市市养养正正中中学学20172018学学年年高高二二下下学学期期期期中中)一一列列简简谐谐横横波波沿沿x方方向向传传播播，t0时时刻刻的的波波形形如如图图甲甲所所示示，A、B、P和和Q是是介介质质中中的的四四个个质质点点，t0时时刻刻波波刚刚好好传传播播到到B点点，质质点点A的的振振动动图图象象如如图乙所示，则：图乙所示，则：
4、(1)该波的传播速度是多大？该波的传播速度是多大？(2)从从t0到到t1.6s，质质点点P通通过过的的路路程为多少？程为多少？(3)经经过过多多长长时时间间质质点点Q第第二二次次到到达达波谷？波谷？返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版解解题题指指导导：由由甲甲图图读读出出波波长长，由由乙乙图图读读出出周周期期，即即可可求求出出波波速速；根根据据简简谐谐运运动动的的特特点点：一一个个周周期期内内质质点点运运动动路路程程为为4A，分分析析t是是几几倍倍的的周周期期，可可以以确确定定1.6s内的路程。根据内的路程。根据PQ之间的距离可以求出第二次到达波谷的时间。之间的距离可以
5、求出第二次到达波谷的时间。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版二、波动问题的周期性及多解性二、波动问题的周期性及多解性机机械械波波在在传传播播过过程程中中在在时时间间和和空空间间上上的的周周期期性性、传传播播方方向向上上的的双双向向性性、质质点振动方向的不确定性等都是形成波动习题多解的原因。点振动方向的不确定性等都是形成波动习题多解的原因。1波动图象的周期性形成多解波动图象的周期性形成多解机机械械波波在在一一个个周周期期内内不不同同时时刻刻图图象象的的形形状状是是不不同同的的，但但在在相相隔隔时时间间为为周周期期整整数数倍倍的的不不同同时时刻刻图图象象的的形形状状则则是
6、是相相同同的的，机机械械波波的的这这种种周周期期性性必必然然导导致致波波的的传传播播距距离离、时时间间和和速速度度等等物物理理量量有有多多值值与与之之对对应应，即即这这三三个个物物理理量量可可分分别别表表示示为：为：snstnTtv vs/ /t t( (nns s)/ )/(nTt)，其中，其中n0,1,2，返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版2波的传播方向的双向性形成多解波的传播方向的双向性形成多解在在一一维维条条件件下下，机机械械波波既既可可以以向向x轴轴正正方方向向传传播播，又又可可以以向向x轴轴负负方方向向传传播播，这就是波传播的双向性。这就是波传播的双向性。
7、3波形的隐含性形成多解波形的隐含性形成多解许许多多波波动动习习题题往往往往只只给给出出完完整整波波形形的的一一部部分分，或或给给出出了了几几个个特特殊殊点点，而而其其余部分处于隐含状态。这样，一道习题就有多个图形与之对应，从而形成多解。余部分处于隐含状态。这样，一道习题就有多个图形与之对应，从而形成多解。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版(多多选选)(吉吉林林大大学学附附中中2016年年高高二二下下学学期期检检测测)一一列列简简谐谐横横波波沿沿直直线线传传播播，该该直直线线上上平平衡衡位位置置相相距距9m的的a、b两两质质点点的的振振动动图图象象如如图图所所示示，下下
8、列列描描述述该该波波的的图图象象可可能能正正确的是确的是()解解题题指指导导：本本题题要要考考虑虑波波传传播播方方向向的的双双向向性性，以以及及时时间间的的周周期性和空间的周期性。期性和空间的周期性。AC 返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版三、波的特有现象三、波的特有现象1波的衍射波的衍射当波传播过程中遇到障碍物时，它将绕过障碍物，传播到障碍物的后面去。当波传播过程中遇到障碍物时，它将绕过障碍物，传播到障碍物的后面去。发发生生明明显显衍衍射射的的条条
9、件件是是：障障碍碍物物或或孔孔的的尺尺寸寸跟跟波波长长差差不不多多，或或者者比比波波长长更更小。小。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版2波的叠加波的叠加几几列列由由不不同同波波源源产产生生的的波波，当当它它们们在在同同一一介介质质里里传传播播时时，无无论论它它们们是是否否相相遇遇，都都将将保保持持其其原原有有的的特特性性，不不受受其其他他波波的的影影响响，并并按按照照自自己己原原来来的的方方向向向向前前传传播播，因因此此，在在相相遇遇处处各各质质点点的的位位移移等等于于各各个个波波单单独独存存在在时时在在该该点点所所引引起起的的位位移移的的矢矢量量和和。这这一一被被实
10、实验验和和理理论论所所证证实实的的规规律律叫叫波波的的叠叠加加原原理理，它它是是研研究究波波的的干涉的基础。叠加原理适用于一切波。干涉的基础。叠加原理适用于一切波。3波的干涉波的干涉当当两两列列波波频频率率相相等等，波波源源振振动动的的相相位位差差保保持持恒恒定定，那那么么就就会会出出现现干干涉涉现现象象振振动动加加强强与与减减弱弱的的区区域域相相互互间间隔隔，且且加加强强区区域域永永远远加加强强，减减弱弱区区域域永永远远减减弱。弱。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版4多普勒效应多普勒效应当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感觉到波当波源与观察者之间有相对运动时，
11、观察者会感觉到波的频率与两者相对静止时不同。的频率与两者相对静止时不同。5惠更斯原理惠更斯原理介介质质中中任任一一波波面面上上的的各各点点，都都可可以以看看做做发发射射子子波波的的波波源源，其其后后任任意意时时刻刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版(多多选选)如如下下图图所所示示，沿沿x轴轴正正方方向向传传播播的的一一列列简简谐谐横横波波在在某某时时刻刻的的波波形形图图为为一一正正弦弦曲曲线线，其其波波速速为为200 m/s，下下列列说说法法中正确的是中正确的是( )ABCD A从图
12、示时刻开始质点从图示时刻开始质点a的加速度将减小的加速度将减小B从从图图示示时时刻刻开开始始，经经过过0.01 s，质质点点a通通过过的路程为的路程为0.4 mC若若此此波波遇遇到到另另一一列列波波并并发发生生稳稳定定的的干干涉涉现象，则另一列波的频率为现象，则另一列波的频率为50 HzD若该波传播过程中遇到宽约若该波传播过程中遇到宽约4 m的障碍物，则会发生明显的衍射现象的障碍物，则会发生明显的衍射现象解解题题指指导导：由由波波动动图图象象可可读读出出波波长长，振振幅幅、质质点点a的的振振动动方方向向，继继而而可可求求出出周期、频率，然后根据各选项的含义分析判断即可。周期、频率，然后根据各选
13、项的含义分析判断即可。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版触触 及及 高高 考考返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版本本章章内内容容是是高高考考的的热热点点，命命题题频频率率最最高高的的知知识识点点是是波波的的图图象象、频频率率、波波长长、波波速速的的关关系系。试试题题信信息息容容量量大大，一一道道题题往往往往考考查查多多个个概概念念和和规规律律，特特别别是是通通过过波的图象综合考查理解能力、推理能力和空间想象能力。波的图象综合考查理解能力、推理能力和空间想象能力。返回导航第十二章 机械
14、波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版二、临场练兵二、临场练兵1(2018北北京京卷卷，16)如如图图所所示示，一一列列简简谐谐横横波波向向右右传传播播，P、Q两两质质点点平平衡衡位位置置相相距距0.15m。当当P运运动动到到上上方方最最大大位位移移处处时时，Q刚刚好好运运动动到到下下方方最最大大位位移移处，则这列波的波长可能是处，则这列波的波长可能是()A0.60mB0.30mC0.20mD0.15mB 返回导航第
15、十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版2(2018全全国国，34)(1)声声波波在在空空气气中中的的传传播播速速度度为为340m/s /s，在在钢钢铁铁中中的的传传播播速速度度为为4900m/4900m/s。一一平平直直桥桥由由钢钢铁铁制制成成，某某同同学学用用锤锤子子敲敲击击一一下下桥桥的的一一端端发发出出声声音音，分分别别经经空空气气和和桥桥传传到到另另一一端端的的时时间间之之差差为为1.00s。桥桥的的长长度度为为_m。若该声波在空气中的波长为若该声波在空气中的波长为，则它在钢铁中的波长为，则它在钢铁中的波长为的的_倍。倍。365 返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-
16、4 人人教教版版3(2018全全国国卷卷34)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，在在t0和和t0.20s时时的的波波形形分分别别如如图图中中实实线线和和虚虚线线所所示示。已已知知该该波波的的周周期期T0.20s。下下列列说说法法正正确确的是的是( )A波速为波速为0.40 m/sB波长为波长为0.08mCx0.08m的质点在的质点在t0.70s时位于波谷时位于波谷Dx0.08m的质点在的质点在t0.12s时位于波谷时位于波谷E若若此此波波传传入入另另一一介介质质中中其其波波速速变变为为0.80m/s，则则它它在在该该介介质质中中的的波波长长为为0.32mACE 返回导航第
17、十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版4(2017全全国国卷卷，34)如如图图，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，实实线线为为t0时时的的波波形形图图，虚虚线线为为t0.5 s时时的的波波形形图图。已已知知该该简简谐谐波波的的周周期期大大于于0.5 s。关关于该简谐波，下列说法正确的是于该简谐波，下列说法正确的是_。A波长为波长为2 mB波速为波速为6 m/sC频率为频率为1.5 HzDt1 s时，时，x1 m处的质点处于波峰处的质点处于波峰Et2 s时，时，x2 m处的质点经过平衡位置处的质点经过平
18、衡位置BCE 返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版5(2017全全国国卷卷，34)如如图图(a)，在在xy平平面面内内有有两两个个沿沿z方方向向做做简简谐谐振振动动的的点点波波源源S1(0,4)和和S2(0，2)。两两波波源源的的振振动动图图线线分分别别如如图图(b)和和图图(c)所所示示。两两列列波波的的波波速速均均为为1.00 m/s。两两列列波波从从波波源源传传播播到到点点A(8，2)的的路路程程差差为为_m，两两列列波波引引起起的的点点B(4,1)处处质质点点的的振振动动相相互互_(填填“ “加加强强”
19、 ”或或“ “减弱减弱” ”)，点，点C(0,0.5)处质点的振动相互处质点的振动相互_(填填“ “加强加强” ”或或“ “减弱减弱” ”)。2 减弱减弱 加强加强 返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版解解析析：点点波波源源S1(0,4)的的振振动动形形式式传传播播到到点点A(8，2)的的路路程程为为L110m，点点波波源源S2(0，2)的的振振动动形形式式传传播播到到点点A(8，2)的的路路程程为为L28m，两两列列波波从从波波源源传传播播到到点点A(8，2)的的路路程程差差为为LL1L22m。由由于于两两列列波波的的波波源源到到点点B(4,1)的的路路程程相相等等，
20、路路程程差差为为零零，且且t0的的两两列列波波的的波波源源的的振振动动方方向向相相反反，所所以以两两列列波波到到达达点点B时时振振动动方方向向相相反反，引引起起的的点点B处处质质点点的的振振动动相相互互减减弱弱；由由振振动动图图线线可可知知，波波动动周周期期为为T2s，波波长长v vT2m。由由于于两两列列波波的的波波源源到到点点C(0,0.5)的的路路程程分分别别为为3.5m和和2.5m，路路程程差差为为1 m，而而t0时时两两列列波波的的波波源源的的振振动动方方向向相相反反，所所以以两两列波到达点列波到达点C时振动方向相同，引起点时振动方向相同，引起点c处质点的振动相互加强。处质点的振动相互加强。返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版返回导航第十二章 机械波物物理理选选修修3-4 人人教教版版
