2022版高考物理一轮复习课件：专题14+第2讲+机械波及其图像

这是一份2022版高考物理一轮复习课件：专题14+第2讲+机械波及其图像，共44页。PPT课件主要包含了平衡位置，相差不多，小于波长，答案C等内容，欢迎下载使用。
一、机械波(1)形成条件：有发生机械振动的____________；有传播________，如空气、水等．(2)传播特点：传播振动形式、传递________、传递信息；质点不随波迁移．(3)分类：横波，振动方向与传播方向________；纵波，振动方向与传播方向在同一直线上．
必 备 知 识 · 深 悟 固 基
三、机械波的图像(1)图像：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的____________，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的________，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图像，简谐波的图像是正弦(或余弦)曲线．(2)物理意义：某一时刻介质中各质点相对_________的位移．
四、波的衍射和干涉(1)波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象．(2)发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长___________，或者____________时，才会发生明显的衍射现象．(3)波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质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．
(4)波的干涉．①定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动________、某些区域的振动________，这种现象叫作波的干涉．②条件：两列波的频率相同．(5)干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射．
五、多普勒效应由于波源与观察者互相________或者互相______时，接收到的波的________与波源频率不相等的现象．
(1)在波的传播方向上各质点起振的方向与波源的起振方向相同．(2)已经形成的波跟波源无关，即使波源停止振动，波仍然继续向前传播．(3)发生衍射是无条件的，发生明显衍射是有条件的．
1．[简谐振动和简谐波](多选)关于机械振动与机械波，下列说法正确的是(　　)A．机械波的频率等于振源的振动频率B．机械波的传播速度与振源的振动速度相等C．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离【答案】AD
2．[波的图像](多选)如图所示为一横波在某时刻的波形图，已知质点F此时运动方向如图，则(　　)A．波向左传播B．质点H与质点F的运动方向相同C．质点C比质点B先回到平衡位置D．此时质点C的加速度为零【答案】AC
3．[波形图](多选)简谐横波某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播．以下说法正确的是(　　)A．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向B．质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向C．再过半个周期时，质点P的位移为负值D．经过一个周期，质点P通过的路程为4A【答案】CD　
【解析】波沿x轴正方向传播，波形向右平移，可知P点正沿y轴正方向运动，A错误；加速度总是与位移方向相反，所以加速度沿y轴的负方向，B错误；再过半个周期时P点运动到关于x轴对称的位置，位移为负值，C正确；经过一个周期，质点通过的路程都为4A，D正确．
4．[波的衍射](多选)关于机械波的特性，下列说法正确的是(　　)A．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象B．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应D．只要是性质相同的波，都可以发生干涉【答案】BC　
【解析】只有障碍物的尺寸比波长小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，A错误；根据多普勒效应，火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高，B正确；向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，C正确；只有在同一介质中传播的频率相同的同类波，才能发生干涉，D错误．
关 键 能 力 · 突 破 要 点
考点1　波的形成与传播　[能力考点]
1．波的传播方向与质点振动方向的互判方法(1)已知波的传播方向和某时刻的图像判断各质点的振动方向.
(2)当已知质点振动方向判断波的传播方向时，仍应用上述方法，只不过是上述方法的逆向思维．
例1　(2021年银川一中模拟)(多选)一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1.0 s它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2 s 它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断中正确的是(　　)A．波沿x轴负方向传播，波速为5 m/sB．波沿x轴正方向传播，波速为5 m/sC．若某时刻质点M到达波谷处，则质点P一定到达波峰处D．质点M与质点Q的位移大小总是相等、方向总是相反【答案】AC　
深化理解 由图像可得到哪些信息？如何由质点的振动判断波的传播方向？
1．(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是(　　)A．P、Q两质点运动的方向始终相同B．P、Q两质点运动的方向始终相反C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰【答案】BD
3．(2021年广东模拟)一列简谐波沿AB方向传播，A、B两点相距20 m．A每分钟上下振动15次，这列波的周期是________s；当A点位于波峰时，B点刚好位于波谷，此时A、B间有两个波峰，这列波的传播速率是______m/s.【答案】4　2　
考点2　 振动图像与波动图像的综合应用　[能力考点]
例2　(2021年邢台模拟)(多选)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是(　　)
A．该波的周期是0.10 sB．该波的传播速度是40 m/sC．该波沿x轴的负方向传播D．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向下【答案】BCD　
深化理解 由两图像可以得到波的哪些物理量？如何由质点的振动方向判断波的传播方向？
1．(多选)图甲为一列波在t＝2 s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法正确的是(　　)
A．波速为0.5 m/sB．波的传播方向向右C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cmD．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动【答案】AC
A．质点Q的振动图像与图乙相同B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的小D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图乙所示【答案】D　
考点3　 波的干涉现象中加强点、减弱点的判断　[能力考点]
例3　(多选)水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)．S1的振幅A1＝4 cm，S2的振幅A2＝3 cm，则下列说法正确的是(　　)A．质点D是振动减弱点B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cmC．再过半个周期，质点B、C是振动加强点D．质点C的振幅为1 cm【答案】BD　
【解析】由题图可知，D点为两波谷相遇，应该是加强点，选项A错误；此时A点在加强后的最高点，D点在加强后的最低点，由波的叠加可知AD的高度差为14 cm，选项B正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图像，所以A、D点始终是加强点，B、C点始终是减弱点，选项C错误；质点C为减弱点，振幅为两振幅之差为1 cm，选项D正确．
深化理解 由图可判断哪些点加强？哪些点减弱？加强点和减弱点都是做简谐运动吗？
1．“华附讲坛”是华师附中邀请专家做前沿专题报告的常规学术活动，通常在东阶梯课室举办．如图是课室主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示．
专家的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫．为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消．已知空气中声速v＝340 m/s，专家声音的频率f＝136 Hz，忽略讲台的宽度．(1)求专家声音的波长λ.(2)图中B点的是振动“加强点”还是振动“减弱点”？试通过计算说明判断依据．(3)讲台上能够避免啸叫的适当位置有多少个？
课 后 提 能 演 练