高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波本章复习与测试教学课件ppt

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主题1　波的传播方向与质点振动方向的关系判断质点振动方向的方法．
【典例1】　一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为 4 m/s．某时刻波形如图所示，下列说法正确的是(　　)A．这列波的振幅为4 cmB．这列波的周期为1 sC．此时x＝4 m处质点沿y轴负方向运动D．此时x＝4 m处质点的加速度为0
主题2　波的图像与振动图像的综合应用求解波的图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法．1．分清振动图像与波的图像．此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图像，横坐标为t则为振动图像．2．看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．3．找准波的图像对应的时刻．4．找准振动图像对应的质点．
【典例2】　(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，如图乙为质点Q的振动图像，则(　　)A．t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
主题3　波的多解问题波的图像的多解涉及：1．波的空间的周期性．相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同．2．波的时间的周期性．波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波的图像相同．
3．波的双向性．4．介质中两质点间的距离与波长关系未定．在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，解题时若不能联想到所有可能情况，易出现漏解．5．介质中质点的振动方向未定．在波的传播过程中，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两种．波源的振动要带动它左、右相邻质点的振动，波要向左、右两方向传播．波在介质中左、右同时传播时，关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同．
【典例3】　如图所示，实线表示t时刻的波形曲线，虚线表示经过时间Δt时的波形曲线．已知波长为λ，试求波的传播速度．
一语通关　解决波的多解问题的一般思路(1)首先考虑双向性，若题目未告知波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播的可能性进行讨论．(2)对设定的传播方向，确定Δt和T的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内的情况，然后在此基础上加nT．
(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间Δt大于或小于一个周期等，所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意．(4)空间的周期性与时间的周期性是一致的，实质上是波形平移规律的应用，所以应用时可以针对不同题目选择其中一种方法求解．
章末综合测评(三)　机械波
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则(　　)A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大C．声波频率变小，波长变大D．声波频率变大，波长不变
B　[由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，C、D错误；又因波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，波在水中的波长变大，故A错误，B正确．]
3．(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
4．如图所示，实线为一列横波某时刻的波形图，这列波的传播速度为0.25 m/s，经过时间1 s后的波形为虚线所示．那么这列波的传播方向与这段时间内质点P(x＝0.1 m处)所通过的路程是(　　)A．向左，10 cm　B．向右，30 cmC．向左，50 cmD．向右，70 cm
5．一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图所示，已知波速为10 m/s．则t＝0.1 s 时正确的波形应是图中的(　　)
A　　　　　　　B　　　　 　　C　　　　　　D
6．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m．当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(　　)A．0.60 mB．0.30 mC．0.20 mD．0.15 m
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8．如图甲为一列横波在t＝0时的波的图像，图乙为该波中平衡位置为x＝2 m处的质点P的振动图像，下列说法正确的是(　　)A．波速为4 m/sB．波沿x轴负方向传播C．t＝0.5 s，P点的动能最大D．t＝2.5 s，P点振动路程为1.8 cm
AC　[由题图甲可知波长为4 m，由题图乙可知周期为1.0 s，所以波速为4 m/s，A正确；由题图乙可知P点由平衡位置向上运动，结合题图甲可知波向x轴正方向传播，B错误；由题图乙可知t＝0.5 s时P点位于平衡位置，动能最大，C正确；t＝2.5 s＝2.5T，P点振动路程为 2 cm，D错误．]
9．如图所示，一列简谐横波在x轴上传播．图甲和乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图像，且xab＝6 m．下列判断正确的是(　　)A．波一定沿x轴正方向传播B．波长可能是8 mC．波速一定是6 m/sD．波速可能是2 m/s
10．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是(　　)A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
AD　[利用波的干涉特点解题．波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1－A2|，故A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故B错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，故C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故D正确．]
三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(7分)位于坐标原点的波源S不断地产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝40 m/s，已知t＝0时刻波刚好传播到x＝13 m处，部分波形图如图甲所示．根据以上条件求：(1)波长λ和周期T；(2)从图示时刻开始计时，x＝2 019 m处的质点第一次到达波峰需要多长时间？(3)在图乙中画出t＝1.25 s时，从波源到x＝10 m处所有质点形成的波形．
[答案]　(1)8 m　0.2 s　(2)50.2 s　(3)见解析图
12．(10分)一列沿－x方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm．P、Q两点的坐标分别为(－1，0)和(－9，0)，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰．(1)这列波的传播速度多大？(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？
[答案]　(1)10 m/s　(2)1.1 s　(3)0.9 m
13．(9分)一列横波上有相距21 m的A、B两点，波的传播方向是由A向B，如图甲、乙所示分别是A、B两质点的振动图像，若这列波的波长大于10 m，求这列波可能的波速．
[答案]　70 m/s或30 m/s
14．(13分)某简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，波速v＝20 cm/s，波长大于20 cm，振幅A＝1 cm, 且传播时无衰减．在介质中的A、B两质点平衡位置坐标分别为xA＝0和xB＝8 cm，t＝0时刻A、B两质点偏离平衡位置的位移相同且均为正值，此后至少每隔Δt＝0.6 s两质点偏离各自平衡位置的位移相同．求：(1)t＝0时刻质点B偏离平衡位置的位移的大小；(2)质点B最少要经过多长时间到达波峰．
[答案]　(1)0.5 cm　(2)0.2 s
15．(15分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～4 s内的振动图像如图甲所示，已知波的传播速度为0.5 m/s．(1)求这列横波的波长；(2)求波源在4 s内通过的路程；(3)在图乙中画出t＝4 s时刻的波形图．