高考第一輪復(fù)習(xí)之十機(jī)械波

1、 高考第一輪復(fù)習(xí)之十機(jī)械波復(fù)習(xí)要點(diǎn)1、了解機(jī)械波的形成過(guò)程及條件2、了解機(jī)械波的分類(lèi)及兩類(lèi)機(jī)械波的特征3、掌握機(jī)械波的圖象、理解機(jī)械波圖象的物理含意，并能利用機(jī)械波圖象解決相關(guān)的問(wèn)題。4、掌握機(jī)械波的波長(zhǎng)、波速與頻率之間的關(guān)系，并知道這三個(gè)量分別是由什么因素所決定。5、了解波的干涉、衍射等現(xiàn)象，并掌握波的干涉現(xiàn)象的有關(guān)特征與規(guī)律以及波的明顯衍射的相應(yīng)條 件。6、了解聲波的相關(guān)知識(shí)及多普勒效應(yīng)。二、難點(diǎn)剖析1、關(guān)于機(jī)械波的基本知識(shí)。(1)基本概念：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。而簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播則將形成簡(jiǎn)諧波。(2)產(chǎn)生條件：形成機(jī)械波的條件有兩條：第一，必須有波源；第二，必須有彈性的連

2、續(xù)的介質(zhì)。(3)波的分類(lèi)：按照質(zhì)點(diǎn)作機(jī)械振動(dòng)的方向與機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的方向間關(guān)系劃分，機(jī)械波有橫波和縱波兩類(lèi)。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直的叫橫波；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向相互平行的 叫縱波。(4)波的特點(diǎn)：機(jī)械波傳播的只是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而遷移；機(jī)械波的 傳播過(guò)程實(shí)際上是離波源泉近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次參加振動(dòng)；正因?yàn)椴ǖ男纬蓪?shí)際上是從波 源開(kāi)始依次帶動(dòng)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)參加振動(dòng)，所以一方面參加振動(dòng)的各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期，振動(dòng)頻率都與 波源質(zhì)點(diǎn)相同，另一方面各質(zhì)點(diǎn)參加振動(dòng)的起始時(shí)刻隨著與波源的距離依次滯后。2、波的圖象(以簡(jiǎn)諧波為例)(1)形狀：波的圖象

3、的形狀是如圖 -1所示的正弦曲線(xiàn)。(2)意義：波的圖象反映的是波的傳播過(guò)程中某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于各自的平衡位置的位移情況：(3)作用：利用波的圖象通?？梢越鉀Q如下問(wèn)題：從圖象中可以看出波長(zhǎng)；從圖象中可以看出各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅A;從圖象中可以看出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移情況；從圖象中可以間接地比較各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)速度、動(dòng)能、熱能、回復(fù)力、加速度等量的大小;如波的傳播方向已知，則還可以由圖象判斷各質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻的振動(dòng)方向以及下一時(shí)刻的波形；如波的傳播速度大小書(shū)籍，更可利用圖象所得的相關(guān)信息進(jìn)一步求得各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期和頻率;波的圖象與振動(dòng)圖象的比較；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振圖象機(jī)械波的波動(dòng)圖象圖象乙2 小

4、1Rent h 函數(shù)關(guān)系一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的位置x隨時(shí)間T變化的關(guān)系在某一時(shí)刻某一直線(xiàn)上各個(gè) 質(zhì)點(diǎn)的位置所形成的圖象（橫波）坐標(biāo)橫軸一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間各質(zhì)點(diǎn)平衡位置距坐標(biāo)原點(diǎn)的位置（距離）縱軸一個(gè)質(zhì)點(diǎn)小同時(shí)刻相對(duì)平衡位直的位移各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)各自平衡位置的位移形狀正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的圖象由圖象可直觀得到的數(shù)據(jù)周期T振幅A波長(zhǎng)振幅A波峰及波谷的位置圖象上某一點(diǎn)的意義在某時(shí)刻（橫軸坐標(biāo)）做簡(jiǎn)諧運(yùn) 動(dòng)的物體相對(duì)平衡位置的位移（縱軸坐標(biāo)）在某時(shí)刻，距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離正（橫軸坐標(biāo)）的該質(zhì)點(diǎn)的位移（縱坐標(biāo)）3、波的特有現(xiàn)象（1）波的疊加原理（獨(dú)立傳播原理）幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的狀態(tài)而不互相干擾，在幾列波

5、重疊的區(qū)域里， 任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移，都等于這幾列波分別引起的位移的矢量和。（2）波的衍射：波繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象能夠發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或者跟波長(zhǎng)相差不大。（3）波的干涉：頻率相同的兩列波疊加發(fā)生干涉現(xiàn)象，則介質(zhì)中某點(diǎn)P的振動(dòng)是加強(qiáng)或是減弱，取決于該點(diǎn)到達(dá)兩波源的距離之差：若距離之差恰等于半波長(zhǎng)的偶（奇）數(shù)倍，則P處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)必然是加強(qiáng)（減弱）的。4、多普勒效應(yīng)由于波源和面容者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng)。頻率為F的波源向著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者感受到的頻率F1F2；頻率為F的波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者感受到的頻率F2F。三、典型例題

6、例1: 一列橫波沿直線(xiàn)傳播，某時(shí)刻的波形如圖-2所示，質(zhì)點(diǎn)A的平衡位置 TOC o 1-5 h z 與坐標(biāo)原點(diǎn)。相距0.5M ,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A沿正方向運(yùn)動(dòng)，再經(jīng) 0.02s第一次到達(dá)最大| A位移。由此可知：1A、這列波的波長(zhǎng)為 1M1弋；B、這列波的頻率為 100Hz-C、這列波的波速為 25M/SD、這列波向右傳播圖-2分析：由A點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)合波的圖象可得波長(zhǎng)；由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最大位移所歷時(shí)間可得周期；由波長(zhǎng)、周期、波速關(guān)系可得波速；由波形成過(guò)程的本質(zhì)可得振動(dòng)方向與傳播方向關(guān)系。解：由于A點(diǎn)距。點(diǎn)0.5M,所以波長(zhǎng)為1m由于質(zhì)點(diǎn)A再經(jīng)0.02S第一次到達(dá)最大位移，所以周期為T(mén)=0.08S由于V= /

7、T ,所以波速為傳播方向的“雙向性”特點(diǎn)。解答：由振動(dòng)圖象可知：周期為T(mén)=0.4S由波的圖象又可知：波長(zhǎng)為4m于是可得波速為v 10m / sT在 T=T，-T=0.5S內(nèi)，波的傳播距離為AX=VAT=5M考慮到波的傳播方向的“雙向性”特征知：當(dāng)波沿X軸正方向傳播，時(shí)刻波形應(yīng)如圖15-5中的C圖所示；當(dāng)波沿 X軸反方向傳播，時(shí)刻波形應(yīng)如圖15-5中V=1.25M/S由于波的形成實(shí)際上是波源質(zhì)量依次帶動(dòng)后面的質(zhì)量參與振動(dòng)，而質(zhì)點(diǎn)A此時(shí)是向上振動(dòng)，可見(jiàn)它是被左側(cè)質(zhì)點(diǎn)所帶動(dòng)，即波是向右傳播的。綜上所述此例應(yīng)選 A、D。例2、已知平面簡(jiǎn)諧在 X軸上傳播，原點(diǎn) 。的振動(dòng)圖線(xiàn)如圖-3所示，T時(shí)刻的波形圖線(xiàn)

8、如-4所示， 則=T+0.5S時(shí)刻的波形圖線(xiàn)可能是圖-5中哪幾個(gè)。分析：由振動(dòng)圖象得周期，由波的圖象得波長(zhǎng)，在此基礎(chǔ)上得波速，另外注意到波的D圖所示，即：此例應(yīng)選C、Do圖-3圖-4例3、如圖-6所示，在同一均勻媒質(zhì)中有 Si、S2兩個(gè)波源，這個(gè)波源的頻率、振動(dòng)方向均相同，且振動(dòng)的步調(diào)完全一致， Si、S2之間相距兩個(gè)波長(zhǎng)，D點(diǎn)為Si、S2連線(xiàn)中點(diǎn)，今以D點(diǎn)為圓心，以R=DSi 為半徑畫(huà)圓，問(wèn)在該圓周上(Si、S2兩波源除外)共有幾個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)？分析：干涉強(qiáng)、弱區(qū)的判斷方法有兩種：(1)在波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇處是干涉加強(qiáng)區(qū)；在波峰與波谷相遇或波谷與波峰相遇處是干涉減弱區(qū)。(2)與相同波源

9、的距離差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍處是干涉加強(qiáng)區(qū)；與相同波源的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處是干涉減弱區(qū)。解答：由干涉強(qiáng)、弱的第二種判斷方法可知，干涉加強(qiáng)區(qū)的集合實(shí)際上是以?xún)刹ㄔ此谔帪榻裹c(diǎn)的雙曲線(xiàn)簇。由此不難判斷：以波源邊線(xiàn)為直徑的賀周上分布看，到兩波源距離差等于 0的兩個(gè)加強(qiáng)是 Di、D2；到兩波源距離差等于的四個(gè)加強(qiáng)是 Ai、A2、Ci、C2。即：除兩波源外，圓周上振動(dòng)加強(qiáng)是共有六個(gè)。例4: 一機(jī)車(chē)汽笛頻率為 650HZ,機(jī)車(chē)以V=i5M/S的速度觀察者駛來(lái)， 設(shè)空氣中的聲速是 V=340M/S, 觀察者聽(tīng)到的聲音頻率為多少？解答：機(jī)車(chē)靜止時(shí)，汽笛聲的波長(zhǎng)為，由于機(jī)車(chē)(波源)向觀察者運(yùn)動(dòng)，波長(zhǎng)應(yīng)減小VT

10、,則單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察者的波數(shù)變?yōu)閒 -V.f340650 680( Hz)V v 340 i5即觀察者聽(tīng)到的聲音頻率變大了，音調(diào)變高了。分析：由于波源與觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得單位時(shí)間內(nèi)觀察者所感受到的完整波形的個(gè)數(shù)發(fā)生變 化，這就使得感受到的頻率發(fā)生變化。單元檢測(cè)、選擇題1、一列簡(jiǎn)諧橫波波沿 X軸正方向傳播，在 T=0時(shí)刻波形如圖15-7所示。已知這列波在 P點(diǎn)依次出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4S,以下說(shuō)法正確的是（）A、這列波的波長(zhǎng)是5MB、這列波的速度是 10M/SC、質(zhì)點(diǎn)Q需要再經(jīng)過(guò)0.7S,才能第一次到達(dá)波峰處D、D、質(zhì)點(diǎn)Q達(dá)到波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn) P也恰好達(dá)到波峰處A、B、D、在相同的時(shí)

11、間內(nèi)，各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程都相等3、一列波沿X軸正方向傳播，波長(zhǎng)為,波的振幅為A、B、D、在相同的時(shí)間內(nèi)，各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程都相等3、一列波沿X軸正方向傳播，波長(zhǎng)為,波的振幅為A,波速為V,某時(shí)刻波形如圖-9所示，經(jīng)過(guò)5,口時(shí)，正確的說(shuō)法是（4vA、波傳播的距離為54B、質(zhì)點(diǎn)P完成了 5次全振動(dòng)C、質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)正向Y軸正方向運(yùn)動(dòng)D、質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為5A2、圖-8為一列橫波的波形圖，波的傳播方向?yàn)閄軸正方向，由圖可知（該時(shí)刻處于X=0.1M的質(zhì)點(diǎn)，速度最大，加速度為零 經(jīng)過(guò)3/4周期后，處于X=0.4M質(zhì)點(diǎn)的速度最大，方向?yàn)檎鼵、經(jīng)過(guò)3/4周期后，處于X=0.1M的質(zhì)點(diǎn)將運(yùn)動(dòng)到 X=0.4處4、呈水平

12、狀態(tài)的彈性繩，左端在豎直方向做周期為0.4S的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在T=0時(shí)左端開(kāi)始向上振動(dòng),則在T=0.5S時(shí)，繩上的波可能是圖10中的（）(C)(C)圖-10圖-7圖-7圖-8圖-9圖-115、一列橫波在 X軸上傳播，T（S）與（T+0.4） （S）在X軸上-3M3M的敬意內(nèi)的波形圖如圖15-11所示，由圖可知（）A、該波最大波速為 10M/SB、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的最大值為 0.4SC、（T+0.2） S時(shí)，X=3M的質(zhì)點(diǎn)位移為零D、若波沿+X方向傳播，各質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向向上6、一列沿X方向傳播的橫波，其振幅為A,波長(zhǎng)為 ，某一時(shí)刻波的圖象如圖-12所示。在該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為（，0）,經(jīng)過(guò)四分之

13、一周期后，該質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)為（）A、-AA、-A、AD、7、一列橫波沿水平方向傳播，某一時(shí)刻的波形如-13所示，則圖中A,B,C,D四點(diǎn)在此時(shí)刻具有相同運(yùn)動(dòng)方向的是（）圖-12圖-12圖-138、一列振幅為0.1CM,波速為4M/S的橫波沿直線(xiàn)傳播，在某時(shí)刻傳至該直線(xiàn)上相距4M的S、P兩點(diǎn)中一點(diǎn)，然后又傳到另一點(diǎn)。已知波傳播過(guò)程中的某一段時(shí)間內(nèi)，S質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為 8CM, P質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4CM。則該波的傳播方向及頻率可能為（）A、由 S 向 P, F=10HZB、由 S 向 P, F=20H ZC、由 P 向 S, F=10HZD、由 P 向 S, F=20HZ9、對(duì)于波長(zhǎng)為100M的聲波，

14、下列說(shuō)法正確的是（）A、在同一介質(zhì)中，該聲波比波長(zhǎng)20M的聲波傳播得快B、該聲波不能被人聽(tīng)見(jiàn)C、該聲波波長(zhǎng)太長(zhǎng)，不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 D、該聲波不能產(chǎn)生反射10、超聲波是指頻率為20000Hz以上的高頻彈性波，次聲波是指頻率低于20Hz的低頻彈性波。已 TOC o 1-5 h z 知人體內(nèi)臟器官的振蕩頻率為418HZo在強(qiáng)度較大且強(qiáng)度相同的情況下，對(duì)人體傷害最大的是（）A、聲波B、超聲波C、次聲波D、它們對(duì)人體的傷害是相同的11、一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形如圖6中實(shí)線(xiàn)所示，經(jīng) 2.0S后波形如圖-14中虛線(xiàn)所示，則該波的波速和頻率可能是（）A、V 為 1.5M/SB、V 為 6.5M/SC、F 為

15、 2.5HZ D、F 為 1.5HZ12、如圖15-15為波源開(kāi)始振動(dòng)后經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的波形圖，設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T(mén),則下面說(shuō)法中正確的是（）A、若點(diǎn)M為波源，則 M開(kāi)始振動(dòng)的方向向下 3B、若點(diǎn)N為波源，則點(diǎn)P已振動(dòng)了 一 T4C、若點(diǎn)M為波源，則點(diǎn)P已振動(dòng)了 3T413、一列簡(jiǎn)諧波某時(shí)刻的波形如圖15-16所示，乙圖表示該波傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象。則（）A、若波沿X軸正向傳播，圖乙為 A點(diǎn)的振動(dòng)圖象B、若波沿X軸正方向傳播，圖乙為 B點(diǎn)的振動(dòng)圖象C、若波沿X軸負(fù)向傳播，圖乙為 C點(diǎn)的振動(dòng)圖象D、若波沿X軸負(fù)向傳播，圖乙為 D點(diǎn)的振動(dòng)圖象14、在介質(zhì)中波的傳播方向上有兩

16、個(gè)質(zhì)點(diǎn)P和Q,它們的平衡位置相距 1.4M,且大于一個(gè)波長(zhǎng)，介質(zhì)中波速為2.0M/S, P和Q的振動(dòng)圖線(xiàn)如圖-17所示，則各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期可能是（）A、0.70S B、0.56S C、0.40SD、0.60S圖-17圖-1815、如圖-18所示為一列簡(jiǎn)諧橫波沿 X軸傳播，在某時(shí)刻的波形圖線(xiàn)，質(zhì)點(diǎn)P在該時(shí)刻的速度 V,經(jīng)過(guò)0.1S該質(zhì)點(diǎn)的速度仍為 V,再經(jīng)過(guò)0.1S該質(zhì)點(diǎn)的速度大小等于 V的大小而方向與 V方向相反，關(guān)于波 的傳播方向與波速，下述正確的是（）A、若波沿X方向傳播，波速為 20M/S B、若波沿X方向傳播，波速為 30M/S C、若波沿-X方向傳播，波速為 10M/S D、若波沿-

17、X方向傳播，波速為 20M/S 二、填空題16、一列間諧橫波原來(lái)波形如圖 -19中實(shí)線(xiàn)所示，經(jīng)過(guò)時(shí)間T后變成圖中虛線(xiàn)所示的波形。 已知波向 左傳播，時(shí)間T小于一個(gè)周期，圖中坐標(biāo)為（12CM,2CM）的A點(diǎn)，經(jīng)過(guò)時(shí)間T后振動(dòng)狀態(tài)傳播到 B點(diǎn), 則B點(diǎn)的坐標(biāo)為 ,此時(shí)刻A點(diǎn)的坐標(biāo)為, A在時(shí)間 T內(nèi)路程為 CM.。17、在均勻媒質(zhì)中，各點(diǎn)的平衡位置在同一直線(xiàn)上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為A,17、在均勻媒質(zhì)中，各點(diǎn)的平衡位置在同一直線(xiàn)上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為A,如圖15-20 （甲）T,前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形所示，振動(dòng)由質(zhì)點(diǎn)1向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始振動(dòng)的速度方向豎直向上，經(jīng)時(shí)間 T,前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形

18、18、如-21所示，A、B是直線(xiàn)AB上的兩點(diǎn)，相距L=25CM。今有一縱波沿直線(xiàn) AB傳播，傳播方向 由A指向B,傳播速度為340M/S,波的頻率為680HZ。在此波傳播過(guò)程中的某一時(shí)刻， A點(diǎn)位于平衡位 置，并開(kāi)始以5M/S的速度向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，則 B點(diǎn)。若在另一時(shí)刻，A點(diǎn)在自己的平衡位置 左側(cè)2MM處，則B點(diǎn)。19、從甲地向乙地發(fā)出頻率為F=50Hz的簡(jiǎn)諧波，當(dāng)波速為 330M/S時(shí)，剛好在甲乙兩地之間形成一列有若干個(gè)完整波形的波；當(dāng)波速為340時(shí)，完整的波形的波數(shù)減少了兩個(gè)。據(jù)此可以判斷，甲乙兩地之間的距離應(yīng)為 M。0.2S后它的波形圖線(xiàn)。這列波可20、如圖-220.2S后它的波形圖線(xiàn)。這列波可圖