一輪復習魯科版第32講機械波課件（43張）

第三十二講

機械波一、機械波1.形成條件 (1)有發(fā)生機械振動的______。 (2)有傳播______，如空氣、水等。2.傳播特點 (1)傳播振動形式、傳播______、傳播信息。 (2)質點不隨波______。3.機械波的分類 (1)橫波：質點的振動方向與波的傳播方向相互______，有波峰和波谷。 (2)縱波：質點的振動方向與波的傳播方向______________，有疏部和密部。

波源介質能量遷移垂直在同一直線上4.機械波的描述(1)波長(λ)：在波的傳播方向上，振動相位總是______的兩個______質點間的距離。①在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于______。②在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于______。(2)頻率(f)：波的頻率等于______振動的頻率。(3)波速(v)：波在介質中的傳播速度，由______本身的性質決定。相同相鄰波長波長波源介質λf5.波的圖像(1)坐標軸：橫坐標表示沿波傳播方向上各個質點的__________，縱坐標表示該時刻各個質點離開平衡位置的______。(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質點離開__________的位移。平衡位置位移平衡位置【典例1】(多選)(2020·廣東廣州市天河區(qū)綜合測試)一列簡諧橫波，沿x軸正向傳播，位于原點的質點的振動圖象如圖甲所示；圖乙為該波在某一時刻的波形圖，A點位于x＝0.5m處。下列說法正確的是(

)BC二、波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應1.波的干涉和衍射

波的干涉波的衍射條件兩列波的頻率必須______，相位差保持不變產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的______比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的__________波能夠____________或孔繼續(xù)向前傳播相同尺寸干涉圖樣繞過障礙物2.多普勒效應(1)條件：聲源和觀察者之間有__________

(距離發(fā)生變化)。(2)現(xiàn)象：觀察者感到______發(fā)生變化。(3)實質：聲源頻率不變，觀察者接收到的______變化。

相對運動頻率頻率【典例2】(多選)以下關于波的衍射的說法正確的是(

)A.波遇到障礙物時，一定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.當障礙物的尺寸比波長大得多時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.當孔的大小比波長小時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.通常講話產(chǎn)生的聲波，經(jīng)過尺寸為1m左右的障礙物時會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

CD考點一機械波的形成與傳播2.波的傳播方向與質點振動方向的互判方法

內(nèi)容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質點向下振動，“下坡”時質點向上振動“同側”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一橫坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向【典例3】[2020·全國卷Ⅲ]如圖，一列簡諧橫波平行于x軸傳播，圖中的實線和虛線分別為t＝0和t＝0.1s時的波形圖。已知平衡位置在x＝6m處的質點，在0到0.1s時間內(nèi)運動方向不變。這列簡諧波的周期為________s，波速為________m/s，傳播方向沿x軸________(填“正方向”或“負方向”)。答案0.4

10負方向【變式1】

[2021·1月重慶市學業(yè)水平選擇性考試適應性測試]如圖所示，a、b、c、d是一簡諧橫波上的質點，某時刻a、d位于平衡位置且相距為9m，c在波谷，該波的波速為2m/s。若此時a經(jīng)平衡位置向上振動，則(

) A.此波向右傳播

B.b點振動周期為3s C.c點運動速度大小為2m/s D.此波在a、d兩點之間傳播需3sBD【變式2】

[2021·1月廣東學業(yè)水平選擇考適應性測試]一列簡諧波沿AB方向傳播，A、B兩點相距20m。A每分鐘上下振動15次，這列波的周期是________s；當A點位于波峰時，B點剛好位于波谷，此時A、B間有兩個波峰，這列波的傳播速率是________m/s。

答案

4

2DA.加強、加強

B.減弱、減弱C.加強、減弱

D.減弱、加強

考點二波的圖像和振動圖像的理解和應用圖像類型振動圖像波的圖像研究對象一振動質點沿波傳播方向的所有質點研究內(nèi)容一質點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質點的空間分布規(guī)律圖像物理意義表示同一質點在各時刻的位移表示某時刻各質點的位移圖像信息(1)質點振動周期(2)質點振幅(3)某一質點在各時刻的位移(4)各時刻速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)任意一質點在該時刻的位移(3)任意一質點在該時刻的加速度方向(4)傳播方向、振動方向的互判圖像變化隨著時間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨著時間推移，波形沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長【典例5】

(2021·1月江蘇新高考適應性考試)漁船上的聲吶利用超聲波來探測遠方魚群的方位。某漁船發(fā)出的一列超聲波在t＝0時的波動圖像如圖甲所示，圖乙為質點P的振動圖像，則(

)DA.該波的波速為1.5m/sB.該波沿x軸負方向傳播C.0～1s時間內(nèi)，質點P沿x軸運動了1.5mD.0～1s時間內(nèi)，質點P運動的路程為2m【變式4】(2020·山東濟南市5月高考模擬)如圖所示，圖甲是t＝5s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質點的振動圖像，則(

)C【變式5】(2020·山東濰坊市第二次高考模擬)一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t＝1.0s時的波形圖，圖乙是x＝3.0m處質點的振動圖像，a、b質點在x軸上平衡位置分別為xa＝0.5m、xb＝2.5m，下列說法正確的是(

)CA.波沿x軸正方向傳播

B.波的傳播速度為0.5m/sC.t＝1.5s時，a、b兩點的速度和加速度均等大反向D.從t＝1.0s到t＝1.5s質點a的路程為10cm

考點三波傳播的周期性和多解性問題1.波動問題多解的主要因素(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關系不明確。②空間周期性：波傳播的距離Δx與波長λ的關系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。②振動方向雙向性：質點振動方向不確定。2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內(nèi)滿足條件關系的Δt或Δx，若此關系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此關系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)?！镜淅?】(2020·山東泰安市4月多校聯(lián)考)一列橫波沿直線由A傳播到B。如圖所示，分別是A、B兩質點的振動圖像。已知A、B之間的距離Δx＝21m，該波長大于8m。求這列波的波速?！咀兪?】(2020·廣東廣州市下學期一模)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質中分別沿x軸正向和負向傳播，波速均為v＝20cm/s。兩列波在t＝0時的波形曲線如圖所示。求：

(1)t＝0開始，乙的波谷到達x＝0處的最短時間；(2)t＝0～10s內(nèi)，x＝0處的質點到達正向最大位移處的次數(shù)。

答案(1)0.5s

(2)2次【變式7】(2020·蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市二模)如圖所示，實線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0和t1＝0.06s時刻的波形圖。已知在t＝0時刻，x＝1.5m處的質點向y軸負方向運動。該波沿__________方向傳播；最小波速為__________。

考點四波的干涉、衍射和多普勒效應(2)圖像法在某時刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點，一定是加強點，而波峰與波谷的交點一定是減弱點，各加強點或減弱點各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強線和減弱線，兩種線互相間隔，加強點與減弱點之間各質點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間。2.多普勒效應的成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)。(2)當波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大，當波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率變小?！镜淅?】

(多選)[2020·全國卷Ⅰ]在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應解釋的有(

)A.雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲B.超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C.觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低D.同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同E.天文學上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間的周期性變化

BCE解析雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲，這是光的速度比聲波的速度大引起的，選項A錯誤；超聲波被血管中血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化，是多普勒效應，選項B正確；觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低，是多普勒效應，選項C正確；同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中的傳播速度不同，是聲速與介質有關，不是多普勒效應，選項D錯誤；天文學上觀察到雙星光譜隨時間的周期性變化是多普勒效應，選項E正確。解析(ⅰ)如圖，設距c點最近的振幅極大的點為d點，a與d的距離為r1，b與d的距離為r2，d與c的距離為s，波長為λ。則r2－r1＝λ①由幾何關系有r1＝l－s②【變式8】(2020·山東泰安市一輪檢測)有兩列簡諧橫波的振幅都是10cm，傳播速度大小相同。O點是實線波的波源，實線波沿x軸正方向傳播，波的頻率為5Hz；