2024_2025学年新教材高中物理第3章机械波本章整合课件新人教版选择性必修第一册

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第三章本章整合本章知识包括三部分,第一部分为机械波的形成、特点,第二部分为描述波的图像和物理量,第三部分为波的现象。波源、介质振动形式迁移垂直在同一直线上相同相邻周期相邻λf平衡位置位移位移振幅　波长相同频率运动特征矢量和频率互相间隔　nλ(n=0,1,2,…) (2n+1) (n=0,1,2,…) 小 大于(或小于)1.(2023广东卷)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是(　　)A.两列声波相遇时一定会发生干涉B.声波由水中传播到空气中,波长会改变C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关B解析 根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,而两列声波发生干涉的条件是频率相等,所以两列声波相遇时不一定发生干涉,故A、D错误;声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,所以波长会改变,故B正确;根据波长的计算公式可得 =1×10-3 m,当遇到尺寸约1 m的被探测物时不会发生明显衍射,故C错误。2.(2023北京卷)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动,其位移y随时间t变化的关系式为则t=T时的波形图为(　　)D解析 由于t=0时波源从平衡位置开始振动,由振动方程可知,波源起振方向沿y轴正方向,且t=T时波的图像应和t=0时相同,根据“上坡下,下坡上”可知,t=T时的波形图为选项D图。3.(2023浙江1月卷)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波,某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340 m/s)(　　)A.振幅为2AB.频率为100 HzC.波长应为1.7 m的奇数倍D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相B解析 主动降噪耳机是根据波的干涉条件,抵消声波与噪声的振幅、频率相同,相位相反,叠加后相互抵消来实现降噪的。抵消声波与噪声的振幅相同,也为A,A错误;抵消声波与噪声的频率相同,由 =100 Hz,B正确;抵消声波与噪声的波速、频率相同,则波长也相同,为λ=vT=340×0.01 m=3.4 m,C错误;抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相,D错误。一、波的图像与振动图像的结合基本思路点拨1.先看两轴,确定图像种类。2.读取直接信息。振动图像:周期、振幅;波的图像:波长、振幅。3.读取间接信息。振动图像:确定某一质点在某一时刻的振动方向;波的图像:波的传播方向与某一质点振动方向的互判。【例题1】 (2024福建南平高二期末)如图所示,图甲是t=5 s时刻一简谐横波沿x轴正方向传播的波形图,图乙为这列波上某质点的振动图像,则(　　)A.该列波的波速为4 m/sB.图乙可能是质点b的振动图像C.质点c的振动方程为D.t=10 s时,a点的振动方向向上C二、波的多解问题基本思路点拨传播方向的双向性等而引起多解,解决这类问题要注意下列情况:1.波的空间周期性。在波的传播方向上,相距为波长整数倍的质点的振动情况相同。2.波的时间周期性。由波的传播特性可知,经过整数倍个周期,波的图像相同。3.波的传播方向的双向性。若根据题中条件无法确定波的传播方向,在解题时要注意考虑波的传播方向可能有两个方向。4.介质中两个质点间的距离与波长的关系不确定。5.介质中某质点的振动方向不确定。获取有效信息 【例题2】 (2024湖北黄冈中学模拟)一列沿x轴传播的简谐横波,在t=0.2 s时刻的波形如图中实线所示,在t1=0.4 s时刻的波形如图中虚线所示。从t到t1时间内,x=2 m处的质点P运动的路程为s,且0.2 m