高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 機(jī)械振動和機(jī)械波 2 機(jī)械波 波的圖象 波的衍射、干涉課件.ppt

1、基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,要點研析突破,要點研析突破,例1(多選)(2015海南卷)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點P的x坐標(biāo)為3m.已知任意振動質(zhì)點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s.下列說法正確的是()(填正確答案標(biāo)號).A.波速為4m/sB.波的頻率為1.25HzC.x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點在t=0.6s時恰好位于波谷D.x坐標(biāo)為22m的質(zhì)點在t=0.2s時恰好位于波峰E.當(dāng)質(zhì)點P位于波峰時，x坐標(biāo)為17m的質(zhì)點恰好位于波谷,要點研析突破,解析：任意振動質(zhì)點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s，則1/2T=0.4s，解得T

2、=0.8s.從圖像中可知=4m，所以根據(jù)公式v=/T=4/0.8=5m/s，故A項錯誤；根據(jù)公式f=1/T可得波的頻率為1.25Hz，B項正確；x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點和x坐標(biāo)為3m的質(zhì)點相隔12m，為波長的整數(shù)倍，即兩質(zhì)點為同相點，而x坐標(biāo)為3m的質(zhì)點經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期振動到平衡位置，所以x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點在t=0.2s時振動到平衡位置，C項錯誤；x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點和x的坐標(biāo)為2m的質(zhì)點為同相點，x的坐標(biāo)為2m的質(zhì)點經(jīng)過t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐標(biāo)為22m的質(zhì)點在t=0.2s時恰好位于波峰，D項正確;當(dāng)質(zhì)點P位于波峰時，經(jīng)過了半個周期，而x坐標(biāo)為17m的質(zhì)

3、點和x坐標(biāo)為1m的質(zhì)點為同相點，經(jīng)過半個周期x坐標(biāo)為1m的質(zhì)點恰好位于波谷，E項正確.答案：BDE,感悟提升：波動的本質(zhì)是傳播振動形式和能量.離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點，開始振動的時刻越晚.與波源相距整數(shù)個波長的點振動形式和波源質(zhì)點振動形式完全相同.,要點研析突破,1.(多選)(2016?？谝恢腥抡{(diào)研)在某一均勻介質(zhì)中由波源O發(fā)出的簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形如圖所示，其波速為5m/s，則下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號36280179()A.此時P(-2m，0cm)、Q(2m，0cm)兩點運(yùn)動方向相同B.再經(jīng)過0.5s質(zhì)點N剛好在(-5m，20cm)位置C.能與該波發(fā)生干涉的橫波的頻率一定為3HzD.波

4、的頻率與波源的振動頻率無關(guān),要點研析突破,解析：由同側(cè)法可得P、Q兩點振動方向均沿y軸負(fù)方向，所以A項正確;由題圖知=2m，由v=/T得T=/v=0.4s，所以t=0.5s=T時，由平移法可得波再傳播，N處于波峰，B項正確;因該波的頻率f=1/T=2.5Hz，所以頻率為3Hz的橫波不滿足干涉條件，C項錯誤;波的頻率與波源的振動頻率相同，D項錯誤.答案：AB,要點研析突破,2.(2014天津卷)平衡位置處于坐標(biāo)原點的波源S在y軸上振動，產(chǎn)生頻率為50Hz的簡諧橫波向x軸正、負(fù)兩個方向傳播，波速均為100m/s.平衡位置在x軸上的P、Q兩個質(zhì)點隨波源振動著，P、Q的x軸坐標(biāo)分別為xP3.5m、xQ

5、-3m.當(dāng)S位移為負(fù)且向-y方向運(yùn)動時，P、Q兩質(zhì)點的（）A.位移方向相同、速度方向相反B.位移方向相同、速度方向相同C.位移方向相反、速度方向相反D.位移方向相反、速度方向相同解析：本題是對機(jī)械振動和機(jī)械波的綜合考查，根據(jù)波速和頻率之間的關(guān)系vf得該波的波長為2m.可知，當(dāng)S經(jīng)過平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動時，距離S為1.75個波長的P點從最大的負(fù)位處移向平衡位置運(yùn)動，距離S為1.5個波長的Q點經(jīng)平衡位置向正方向運(yùn)動，所以兩質(zhì)點的位移方向相反，速度方向相同，D正確.答案：D,要點研析突破,3.如圖所示為一列在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，波速為4m/s，則（）A.質(zhì)點P此時刻

6、的振動方向沿y軸正方向B.P點振幅比Q點振幅小C.經(jīng)過t3s，質(zhì)點Q通過的路程是0.6mD.經(jīng)過t3s，質(zhì)點P將向右移動12m解析：由機(jī)械波沿x軸正方向傳播，利用帶動”原理可知，質(zhì)點P此時刻的振動方向沿y軸負(fù)方向，選項A錯誤；沿波傳播方向上各質(zhì)點并不隨波遷移，而是在平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，并且各質(zhì)點振動的幅度相同，即振幅相同，選項B、D均錯誤；根據(jù)波形圖可知，波長4m，振幅A5cm，已知v4m/s，所以T1s，t3s3T，質(zhì)點Q通過的路程是12A60cm0.6m，所以選項C正確.答案：C,要點研析突破,要點研析突破,要點研析突破,要點研析突破,例2(多選)(2014全國新課標(biāo)卷)圖(a)為一列

7、簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點；圖(b)為質(zhì)點Q的振動圖象.下列說法正確的是()A.在t=0.10s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運(yùn)動B.在t=0.25s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同C.從t=0.10s到t=0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mD.從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點P通過的路程為30cmE.質(zhì)點Q簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為了y=0.10sin10t(國際單位制),要點研析突破,解析：由圖(a)得=8m，由圖(b)得T=0.2s，所以v=T=40m/s.由圖(b)知，在t=0.10s時，質(zhì)點Q通過平衡位

8、置向y軸負(fù)方向運(yùn)動，A項錯誤;結(jié)合圖(a)，由“同側(cè)法”判得波沿x軸負(fù)方向傳播，畫出t=0.25s時的波形圖，標(biāo)出P、Q點，如圖，此時P點在x軸下方，其加速度向上，B項正確;t=0.25s-0.10s=0.15s，x=vt=6.0m，C項正確;P點起始位置不在平衡位置或最大位移處，故D項錯誤;由圖知A=0.1m，=2T=10rad/s，所以Q點簡諧運(yùn)動表達(dá)式為y=0.10sin10t(國際單位制)，E項正確.答案:BCE感悟提升：波動圖象是描述某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移.可根據(jù)“同側(cè)法”判斷傳播方向和振動方向之間的關(guān)系.,要點研析突破,3.一列簡諧橫波沿直線由A向B傳播，A、B相距0.

9、45m，如圖所示是A處質(zhì)點的振動圖象，當(dāng)A處質(zhì)點運(yùn)動到波峰位置時，B處質(zhì)點剛好到達(dá)平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動，這列波的波速可能是()A.4.5m/sB.3.0m/sC.1.5m/sD.0.7m/s,解析：在處理相距一定距離的兩個質(zhì)點關(guān)系時必須嘗試作出兩質(zhì)點間在該時刻的最少波形，然后根據(jù)間距和波長關(guān)系求波長(注意波的周期性)波是由A向B傳播的，而且在A到達(dá)波峰的時刻，B處于平衡位置向上運(yùn)動，則A、B間最少1/4波長，所以有=4.5/(4n+1)，當(dāng)n=0時，v=4.5m/s,當(dāng)n=1時，v=0.9m/s，當(dāng)n=2時，v=0.5m/s等答案:A,要點研析突破,要點研析突破,要點研析突破,要點研析突

10、破,要點研析突破,例3(多選)如圖所示，S1、S2是兩個相干波源，它們振動同步且振幅相同.實線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷.圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點中d點到兩波源距離相等，下列說法中正確的有()A.該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c質(zhì)點振動最強(qiáng)，d質(zhì)點振動既不是最強(qiáng)也不是最弱B.該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c、d質(zhì)點振動都最強(qiáng)C.a質(zhì)點的振動始終是最弱的，b、c、d質(zhì)點的振動始終是最強(qiáng)的D.再過T/4后的時刻，a、b、c三個質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，因此振動最弱,解析：該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c質(zhì)點振動最強(qiáng)，因為它們分別是波峰與波谷、波峰與波峰、波谷與波谷相遇的點，這不難

11、理解，但是d既不是波峰和波峰疊加，又不是波谷和波谷疊加，如何判定其振動強(qiáng)弱？從圖中可以看出，d是S1、S2連線的中垂線上的一點，到S1、S2的距離相等，所以兩列波在任何時刻在該點的振動方向和位移均同向，由疊加原理得該點必然為振動最強(qiáng)點.在干涉現(xiàn)象中，振動加強(qiáng)點和減弱點是固定的，不隨時間的延伸而變化，即加強(qiáng)點始終加強(qiáng)，減弱點始終減弱.答案：BC,要點研析突破,6.(2014全國大綱卷)兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇.下列說法正確的是（）A.波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅為|A1-A2|B.波峰與波峰相遇處質(zhì)點離開平衡位置的位移始終為A1A2C.波峰與波谷相遇處質(zhì)點的位移總是

12、小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點的位移D.波峰與波峰相遇處質(zhì)點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點的振幅解析：本題考查波的疊加.波峰與波谷相遇，振動方向相反，振幅等于兩列波振幅之差，A正確；波峰與波峰相遇，振動方向相同，振幅等于兩列波振幅之和，質(zhì)點仍在振動而不會停在最大位移處，B錯誤；無論波峰與波谷相遇處還是波峰與波峰相遇處，質(zhì)點都在自己的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，只是波峰與波峰相遇處質(zhì)點振幅大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點振幅，C錯誤，D正確.答案：AD,7.(多選)如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置.AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之

13、間距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是()A.此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B.擋板前后波紋間距離相等C.如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D.如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象,解析：由題圖可見兩波紋間距與AB孔的大小接近，所以水波通過AB孔會發(fā)生明顯的衍射.由于衍射后水波的頻率不變，波速不變，因此水波的波長也不變.A、B選項正確.AB孔擴(kuò)大后若破壞了明顯衍射的條件時就不會看到明顯的衍射現(xiàn)象，故C選項正確，D選項錯誤.此題重在理解障礙物尺寸和波長的相對大小關(guān)系，并以此作為判斷明顯衍射的條件答案：ABC,速效提升訓(xùn)練,1.(2016武

14、漢市起點考試)一個波源在繩的左端發(fā)生波甲，另一個波源在同一根繩的右端發(fā)生波乙，波速都等于1m/s.在t=0時刻，繩上的波形如圖所示，則根據(jù)波的疊加原理，下述正確的是()A.當(dāng)t=2s時，波形如圖b,t=4s時，波形如圖cB.當(dāng)t=2s時，波形如圖b，t=4s時，波形如圖dC.當(dāng)t=2s時，波形如圖c，t=4s時，波形如圖bD.當(dāng)t=2s時，波形如圖c，t=4s時，波形如圖d,解析：由于波是勻速傳播的，則t=2s時，甲波正好在23之間，乙波也正好在23之間，但相位相反，由疊加原理可知疊加后為c圖，A、B兩項均錯；t=4s時，甲波在45之間，乙波在01之間，波形如圖d，D項對，C項錯.答案：D,速

15、效提升訓(xùn)練,2.(多選)一列簡諧橫波，某時刻的圖象如圖甲所示，從該時刻開始計時，A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示，則()A.波沿x軸正向傳播B.波速是25m/sC.經(jīng)過t=0.4s，質(zhì)點A通過的路程是4mD.質(zhì)點P比質(zhì)點Q先回到平衡位置,解析：由A質(zhì)點的振動圖象知A質(zhì)點在t=0時刻由平衡位置向上振動，則波必定沿x軸負(fù)方向傳播，A項錯誤;由圖甲知=20m，由圖乙知T=810-1s，所以波速v=/T=25m/s,B項正確;0.4s=T/2，所以質(zhì)點A通過的路程為2A=4m,C項正確;由于波沿x軸負(fù)方向傳播，P點振動方向向下，回到平衡位置的時間大于T/4，而Q點回到平衡位置的時間為T/4，所以D項錯誤.答案：BC,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,5(1)(2015重慶卷)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波某時刻的波形圖，質(zhì)點P的振動周期為0.4s求該波的波速并判斷P點此時的振動方向,(2)某波源S發(fā)出一列簡諧橫波，波源S的振動圖象如圖所示，在波的傳播方向上有A、B兩點，它們到S的距離分別為45m和55m測得A，B兩點開始振動的時間間隔為1.0s由此可知,.,速效提升訓(xùn)練,波長_m；當(dāng)B點離開平衡位