人教版（2019）高中物理选择性必修第一册 第三章《机械波》单元知识清单（原卷+解析卷）

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第三章 机械波知识梳理波的形成一、波的形成以绳波为例：(1)设想将绳分成许多小段，每一段都可以看成__质点__。(2)相邻质点间有相互作用，当振源质点振动时，会带动相邻质点__振动__。这一质点又会带动下一质点振动。(3)后面质点的运动__重复__前面质点的运动。(4)后面质点运动滞后前面质点的运动，同一时刻，各质点离开平衡位置的__位移__是不同的，从而形成凹凸相间(疏密相间)的波形。二、横波和纵波机械波可分为横波和纵波两类，其波形及描述对比如下：三、机械波1．介质(1)定义：绳、弹簧、水、空气等__波__借以传播的物质。(2)特点：组成介质的质点之间有__相互作用__，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。2．形成机械振动在__介质__中传播，形成机械波。3．两个产生条件(1)要有__振源__。(2)要有传播振动的__介质__。4．传递的三个特点(1)介质中的机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只有__振动__这种运动形式。(2)波是传递__能量__的一种方式。(3)波可以传递__信息__。第2节　波的描述一、波的图像1．波的图像的画法(1)建立坐标系，描点用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移．得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点．(2)连线用一条平滑的曲线把各点连接起来就是这一时刻波的图像，有时也称波形图. 2．正弦波(简谐波)(1)如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波．(2)简谐波中各质点的振动是简谐运动．3．波形图与振动图像(1)波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移．(2)振动图像表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移．二、波长、频率和波速1．波长λ(1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．(2)特征①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．2．周期T、频率f(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)也叫波的周期(或频率)．(2)周期T和频率f的关系：f＝eq \f(1,T).(3)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长．3．波速(1)定义：机械波在介质中的传播速度．(2)决定因素：由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是不同(选填“相同”或“不同”)的．(3)波长、周期、频率和波速的关系：v＝eq \f(λ,T)＝λf.第3节　波的反射、折射和衍射一、波的反射和折射1．波的反射(1)波的反射波遇到障碍物会__返回来__继续传播的现象，叫作波的反射。(2)反射定律入射波线、法线、反射波线在__同一平面__内，且入射角__等于__反射角。如图所示。2．波的折射波从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生__改变__的现象，叫作波的折射。如图所示。二、波的衍射1．定义波可以绕过__障碍物__继续传播的现象。2．实验及现象(1)实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个__狭缝__。(2)现象：①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿__直线__传播一样，挡板后面产生“__阴影区__”。②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波__绕到__挡板后面继续传播。3．发生明显衍射现象的条件只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长__相差不多__，或者比波长__更小__时，才能观察到明显的衍射现象。第4节 波的干涉一．波的叠加(1)波的独立传播：两列波在彼此相遇并穿过后，仍然保持各自的运动特征，继续传播。(2)波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，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。二．波的干涉(1)定义频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的现象。(2)稳定干涉条件①两列波的频率必须相同。②两个波源的相位差必须保持不变。(3)一切波都能够发生干涉，干涉是波特有的现象。第5节　多普勒效应1．定义：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。2．产生原因(1)波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率。(2)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率变大。(3)波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观察者观测到的频率小于波源的频率，观察到的频率变小。3．应用(1)测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。(2)测血流速度：向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度。(3)测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球的速度。定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互__垂直__的波①波峰：凸起的__最高处__②波谷：凹下的__最低处__纵波质点的振动方向与波的传播方向在__同一直线上__的波①密部：质点分布__最密__的位置②疏部：质点分布__最疏__的位置