高考物理一轮复习课件-第八章第41课时机械波

物理 大一轮复习第八章机械振动与机械波第41课时机械波目标要求课时精练考点一　机械波的形成　波的图像考点二　振动图像与波的图像的综合应用考点三　波传播的周期性和多解性问题考点四　波的叠加和干涉考点五　波的衍射　多普勒效应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　　　。机械波的形成　波的图像考点一波源介质形式能量迁移②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向　　　。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。(3)分类横波：质点的振动方向与波的传播方向　　　；纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上。相同受迫相同垂直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)平衡位置位移平衡位置 相同振动频率介质无关λf1.机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。(　　)2.机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍。(　　)3.波速表示介质中质点振动的快慢。(　　)4.波长长的波传播速度较快。(　　)√××× 　(2024·江苏连云港市一模改编)t＝0时刻，波源O从平衡位置开始持续振动，t1＝0.2 s时第一次回到平衡位置，形成的简谐横波在介质中恰好传播到A点，如图所示。求：(1)该波的周期T及波源O点的起振方向；答案　0.4 s　沿y轴负方向(2)波在该介质中的波速大小v；答案　5 m/s(3)在t2＝0.9 s时，A处质点相对平衡位置的位移；答案　5 cm(4)x＝15 m处的质点第一次到达波谷的时刻。答案　3.1 s (来自教材)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)(y的单位是cm)。(1)由图确定这列波的波长λ与振幅；答案　4 m　10 cm(2)求出这列波的波速；答案　10 m/s(3)试判定这列波的传播方向。答案　x轴正方向返回振动图像与波的图像的综合应用考点二振动图像和波的图像的比较 √ (多选)(2022·山东卷·9)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t＝7 s时，简谐波的波动图像可能正确的是√√返回波传播的周期性和多解性问题考点三 2.造成波传播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。 √√√返回波的叠加和干涉考点四1.波的叠加原理：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.波的干涉条件：　　　相同、相位差恒定、振动方向相同。频率 　 (多选)(2024·山东卷·9)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2 m/s。t＝0时刻二者在x＝2 m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x＝2 m处的质点P，下列说法正确的是A.t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为0B.t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cmC.t＝1.0 s时，P向y轴正方向运动D.t＝1.0 s时，P向y轴负方向运动√√思考　例6中两列波相遇区域会不会发生干涉现象？答案　不会，因类两列波的频率不同。 √返回波的衍射　多普勒效应考点五1.发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长　　，或者跟波长相差不多。说明：(1)障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射是否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长越长越容易发生明显衍射。(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射现象。小2.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　　　。说明：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间的距离发生变化，观察者接收到的频率发生了变化。增加变小 　 (2023·广东卷·4)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√返回课时精练对一对答案12345678910A对一对B123答案456789101.(九省联考·安徽·3)“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是A.介质中质点沿波的传播方向移动B.介质中质点的振动速度等于波速C.横波是传递能量的一种方式D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化√12345678910答案12345678910答案 12345678910答案√12345678910答案 √12345678910答案12345678910答案4.(2024·广东卷·3)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为A.0B.0.1 mC.－0.1 mD.0.2 m√12345678910答案12345678910答案5.(2024·湖南卷·2)如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是A.波长为3 mB.波速为12 m/sC.t0＋0.25 s时刻，B点速度为0D.t0＋0.50 s时刻，A点速度为0√12345678910答案12345678910答案6.(多选)(2023·全国乙卷·34(1)改编)一列简谐横波沿x轴传播，图(a)是t＝0时刻的波形图；P是介质中位于x＝2 m处的质点，其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是A.波速为2 m/sB.波向左传播C.x＝3 m处的质点在t＝7 s时位于平衡位置D.质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm√√√12345678910答案12345678910答案 √12345678910答案12345678910答案12345678910答案8.(多选)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为0.4 m/s，其中P质点的平衡位置坐标x＝0.6 m。从图中状态开始计时，则下列说法正确的是A.这列简谐横波的周期为0.4 sB.0.5 s时刻，P质点振动的方向沿y轴正方向C.1.0 s时刻，P质点受到的回复力为零D.在0~1.0 s这段时间内，P质点经过的路程为4 cm√√√12345678910答案 12345678910答案√√12345678910答案12345678910答案12345678910答案10.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t1＝0时刻恰好传播到x＝－2 m处，此时波形如图所示。a、b两质点的坐标分别为(3 m，0)和(7 m，0)，已知t2＝3 s时，质点a第一次出现在波峰位置。(1)求这列波的传播速度和周期；答案　2 m/s　2 s12345678910答案12345678910答案(2)当质点b第二次出现在波谷位置时，求质点a通过的路程。答案　55 cm12345678910答案返回1.(多选)(2023·辽宁卷·8)“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是A.插入水中的筷子，看起来折断了B.阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹C.驶近站台的火车，汽笛音调变高D.振动音叉的周围，声音忽高忽低√123答案√45678910123答案456789102.(多选)公路巡警开车在限速100 km/h的高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来，巡警车接收到的超声波频率比发出的低。则下列说法正确的是A.此现象属于波的衍射B.此现象属于多普勒效应C.该轿车超速D.该轿车未超速√√123答案45678910123答案45678910123答案456789103.(2025·山东泰安市开学考)两个步调相同的相干波源S1、S2上下振动，波在水平面内传播，形成了如图所示的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅分别为A1＝5 cm，A2＝10 cm，下列说法中正确的是A.质点a始终保持静止不动B.质点b的位移始终大于质点d的位移C.质点b与质点c的振动始终加强D.任意时刻，质点c和质点d在竖直方向上的高度差不超过15 cm√123答案45678910123答案45678910123答案456789104.(多选)(2024·山东省校考)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴-0.2 m和1.2 m处，两波的波速均为0.4 m/s，波源的振幅均为2 cm。如图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴0.2 m和0.8 m的P、Q两质点开始振动，下列说法正确的是A.M为振动加强点，N为振动 减弱点B.两列波相遇前平衡位置为 0.2 m处的质点振动方程为y=-2sin 2πt(cm)C.第1 s内，质点M的运动路程为16 cmD.稳定后，P、Q之间还有3个振动减弱点√√123答案45678910123答案45678910123答案456789105.(2023·海南卷·4)右面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是A.该波的周期是5 sB.该波的波速是3 m/sC.4 s时P质点向上振动D.4 s时Q质点向上振动√123答案45678910123答案456789106.(多选)一列简谐横波沿直线传播，A和B两点是沿传播方向上的两点，波由A传向B，A、B两点平衡位置相距s＝3 m，从0时刻起A点的振动图像如图中的甲所示，B点的振动图像如图中的乙所示，则下列说法正确的是A.该波的波长可能为4 mB.该波的波长可能为2.4 mC.该机械波的最大传播速度为0.6 m/sD.该波遇到10 m的孔，一定能发生明显的衍射√√123答案45678910123答案456789107.如图所示，在xOy平面内有两个点波源S1、S2分别位于x轴上x1＝0、x2＝10 m处，它们在同一均匀介质中均从t＝0开始沿y轴正方向做简谐运动，波源S1开始的振动方程为y1＝5sin (5πt) cm，波源S2开始的振动方程为y2＝3sin (5πt) cm，质点P位于x轴上x3＝1 m处，已知质点P在t＝0.1 s时开始振动，求：(1)这两列波在介质中的波长；答案　4 m123答案45678910123答案45678910(2)在t＝0至t＝1.3 s内质点P通过的路程。答案　72 cm123答案45678910123答案456789108.(2024·江西卷·6)如图(a)所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是A.振动减弱；d＝4.725 mmB.振动加强；d＝4.725 mmC.振动减弱；d＝9.45 mmD.振动加强；d＝9.45 mm√123答案45678910123答案456789109.(2023·湖南卷·3)如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB。t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m。下列说法正确的是A.这三列波的波速均为2 m/sB.t＝2 s时，D处的质点开始振动C.t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动D.t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm√123答案45678910123答案45678910123答案45678910123答案4567891010.(2023·全国甲卷·34(2))分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5 cm，波长均为8 m，波速均为4 m/s。t＝0时刻，P波刚好传播到坐标原点处，该处的质点将自平衡位置向下振动；Q波刚好传到x＝10 m处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。(1)在给出的坐标图上分别画出P、Q两列波在t＝2.5 s时刻的波形图(P波用虚线，Q波用实线)；答案　见解析图123答案45678910123答案45678910(2)求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。答案　见解析123答案45678910返回123答案45678910物理 大一轮复习本课结束