沪科版2020上海高二物理选修一 本章复习与测试（课件）.2

这是一份沪科版2020上海高二物理选修一 本章复习与测试（课件）.2，共38页。

1.机械波(1)机械波的形成条件①有发生机械振动的 .②有传播 ，如空气、水等.(2)传播特点①机械波传播的只是振动的 和 ，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波 .②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向 .波源介质梳理形式能量迁移相同知识点一、机械波与波的图像③介质中每个质点都做 振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期 .④波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离.2.波的图像(1)坐标轴：横轴表示各质点的 ，纵轴表示该时刻各质点的 .(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移.(3)图像(如图)受迫相同平衡位置位移平衡位置3.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是 的两个相邻质点间的距离.(2)波速v：波在介质中的传播速度，由 本身的性质决定.(3)频率f：由波源决定，等于波源的 .(4)波长、波速和频率(周期)的关系：v＝ ＝ .相同振动频率介质λf4.波的周期性(1)质点振动nT(n＝1,2,3，…)时，波形不变.(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1) (n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反.5.波的传播方向与质点振动方向的互判√解析例2　如图所示x轴上，波源在原点O处，Oa＝3 m，Ob＝4 m，Oc＝6 m.t＝0时，波源从平衡位置开始竖直向上振动，形成分别沿x轴向正方向和负方向传播的简谐横波，t＝6 s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动.下列说法正确的是A.该波的周期为12 sB.该波的波速为0.5 m/sC.t＝6 s时质点b正在向下运动D.若波源停止振动，则a、b、c三质点将同时停止振动√若波源停止振动，a、b、c三质点会继续振动一段时间，故D错误.解析例3　如图为一简谐横波在t＝0.2 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝7 m处的质点，此刻P点振动方向沿y轴负方向，并经过0.4 s完成了一次全振动，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，下列判断正确的是A.该波沿x轴负方向传播，波速为20 m/sB.t＝0.1 s时，质点Q的加速度沿y轴正方向最大， 速度为0C.从t＝0.1 s到t＝0.25 s，质点Q沿x轴移动的距离是3 mD.从t＝0.2 s到t＝0.5 s的时间内，质点P通过的路程为18 cm√t＝0.1 s时，质点Q位于波谷的位置，加速度沿y轴正方向最大，速度为0，B正确；各质点只能在各自的平衡位置附近振动，不会随波移动，C错误；解析振动图像与波的图像的综合应用知识点二、振动图像与波动图像的综合应用振动图像和波的图像的比较例4　图甲为一列简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像.下列说法中正确的是A.在t＝0.1 s时，质点Q向y轴正方 向运动B.在t＝0.25 s时，质点P的加速度 方向与y轴正方向相同C.从t＝0.1 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cmD.质点Q简谐运动的表达式为y＝10sin(10πt) m√根据题图乙可知，在t＝0.1 s时，质点向y轴负方向运动，A错误；由于在t＝0.1 s时，质点Q向y轴负方向运动，根据同侧法，结合题图甲，可知波沿x轴负方向传播，根据同侧法，可知在t＝0.1 s时，质点P向y轴正方向运动，由于周期为T＝0.2 s，可知在t＝0.25 s时，质点P位于y轴的负方向位置，则其加速度方向沿y轴正方向，B正确；解析造成波动问题多解的主要因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确.②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确.(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定.②振动方向双向性：质点振动方向不确定.知识点三、波的传播的周期性和多解性例5　一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1＝2 s时的波形图，虚线为t2＝5 s时的波形图，已知波源的振动周期大于3 s.求：(1)波的传播速度；由题图，知该列波的波长为λ＝4 m，因为T>3 s，则当波沿着x轴正方向传播时，当波沿着x轴负方向传播时，解析(2)若这列波沿x轴正方向传播，求平衡位置在O处质点的振动方程.例6　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＜s＜0.4 m.求：(1)波的传播的方向和传播速度的大小；答案　沿x轴负方向　10 m/s　由题图可知，波长λ＝3 m，振幅A＝0.1 m，根据图像可知：若波沿x轴正方向传播，则Δx1＝nλ＋1 m(n＝0,1,2,3，…)，n无解解析若波沿x轴负方向传播，则Δx2＝nλ＋2 m(n＝0,1,2,3，…)，n＝0符合由上述可知，这列波一定沿x轴负方向传播且Δx2＝2 m，又Δt＝t1－t＝0.2 s，Δx2＝v·Δt，得v＝10 m/s.(2)质点P第二次出现波谷的时刻.答案　0.525 s根据虚线图像可知，从t＝0.2 s时刻起到质点P第二次出现波谷，波向负方向传播了Δx′＝1.25 m，由Δx′＝v·Δt′，解得Δt′＝0.125 s，故P质点第二次出现波谷的时刻为0.525 s.1.波的叠加在波的叠加中，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.2.波的干涉现象中加强点、减弱点的判断方法(1)公式法某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.①当两波源振动步调一致时.若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动 ；减弱加强知识点四、波的干涉、衍射、多普勒效应②当两波源振动步调相反时.若Δr＝(2n＋1) (n＝0,1,2，…)，则振动 ；若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动 .(2)图像法在某时刻波的干涉的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是 点，而波峰与波谷的交点一定是 点，各加强点或减弱点各自连接形成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间.加强加强减弱减弱3.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率 ，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率 .增加变小例7　甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t＝0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，已知甲波的频率为4 Hz，则A.两列波的传播速度均为4 m/sB.两列波叠加后，x＝0处的质点 振动减弱C.两列波叠加后，x＝0.5 m处的质点振幅为30 cmD.两列波叠加后，介质中振动加强和减弱区域的位置不变√由于甲、乙两波的波长相等，在x＝0处为峰峰相遇或谷谷相遇，两列波叠加后，x＝0处的质点振动加强，故B错误；x＝0处的质点振动加强，x＝0.5 m处的质点振动减弱，振幅为10 cm，故C错误；解析两列稳定的波叠加后，形成稳定的振动图样，两列波在某一点引起质点的振动情况是稳定的，介质中振动加强和减弱区域的位置稳定不变，故D正确.例8　两列横波在同种介质中相遇时某一时刻的情况如图所示，发生干涉现象，实线表示波峰，虚线表示波谷，则A.两列横波的波长一定相等B.N点一定总是处于静止状态C.N点到两波源的距离一定相等D.四分之一个周期后M点的瞬时速度为0√N点是振动减弱点，两列波到波源的距离不一定相等，可能是半波长的奇数倍，故C错误；四分之一个周期后M点振动到平衡位置，振动速度最大，故D错误.发生干涉现象的两列波频率完全相同，所以波长完全相同，故A正确；N点是振动减弱点，两列波的振幅如果不同，N点不是总处于静止状态，故B错误；解析仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而