一轮复习鲁科版第32讲机械波课件（43张）

第三十二讲

机械波一、机械波1.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)传播振动形式、传播______、传播信息。 (2)质点不随波______。3.机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互______，有波峰和波谷。 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向______________，有疏部和密部。

波源介质能量迁移垂直在同一直线上4.机械波的描述(1)波长(λ)：在波的传播方向上，振动相位总是______的两个______质点间的距离。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______。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______。(2)频率(f)：波的频率等于______振动的频率。(3)波速(v)：波在介质中的传播速度，由______本身的性质决定。相同相邻波长波长波源介质λf5.波的图像(1)坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的__________，纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的______。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开__________的位移。平衡位置位移平衡位置【典例1】(多选)(2020·广东广州市天河区综合测试)一列简谐横波，沿x轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图甲所示；图乙为该波在某一时刻的波形图，A点位于x＝0.5m处。下列说法正确的是(

)BC二、波的干涉和衍射现象多普勒效应1.波的干涉和衍射

波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须______，相位差保持不变产生明显衍射的条件：障碍物或孔的______比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的__________波能够____________或孔继续向前传播相同尺寸干涉图样绕过障碍物2.多普勒效应(1)条件：声源和观察者之间有__________

(距离发生变化)。(2)现象：观察者感到______发生变化。(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的______变化。

相对运动频率频率【典例2】(多选)以下关于波的衍射的说法正确的是(

)A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B.当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象C.当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象D.通常讲话产生的声波，经过尺寸为1m左右的障碍物时会发生明显的衍射现象

CD考点一机械波的形成与传播2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法

内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向【典例3】[2020·全国卷Ⅲ]如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1s时的波形图。已知平衡位置在x＝6m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为________s，波速为________m/s，传播方向沿x轴________(填“正方向”或“负方向”)。答案0.4

10负方向【变式1】

[2021·1月重庆市学业水平选择性考试适应性测试]如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，某时刻a、d位于平衡位置且相距为9m，c在波谷，该波的波速为2m/s。若此时a经平衡位置向上振动，则(

) A.此波向右传播

B.b点振动周期为3s C.c点运动速度大小为2m/s D.此波在a、d两点之间传播需3sBD【变式2】

[2021·1月广东学业水平选择考适应性测试]一列简谐波沿AB方向传播，A、B两点相距20m。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

2DA.加强、加强

B.减弱、减弱C.加强、减弱

D.减弱、加强

考点二波的图像和振动图像的理解和应用图像类型振动图像波的图像研究对象一振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图像物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图像信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图像变化随着时间推移，图像延续，但已有形状不变随着时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长【典例5】

(2021·1月江苏新高考适应性考试)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像，则(

)DA.该波的波速为1.5m/sB.该波沿x轴负方向传播C.0～1s时间内，质点P沿x轴运动了1.5mD.0～1s时间内，质点P运动的路程为2m【变式4】(2020·山东济南市5月高考模拟)如图所示，图甲是t＝5s时刻一简谐横波沿x轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图像，则(

)C【变式5】(2020·山东潍坊市第二次高考模拟)一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1.0s时的波形图，图乙是x＝3.0m处质点的振动图像，a、b质点在x轴上平衡位置分别为xa＝0.5m、xb＝2.5m，下列说法正确的是(

)CA.波沿x轴正方向传播

B.波的传播速度为0.5m/sC.t＝1.5s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向D.从t＝1.0s到t＝1.5s质点a的路程为10cm

考点三波传播的周期性和多解性问题1.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：波传播的距离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。2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件关系的Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。【典例6】(2020·山东泰安市4月多校联考)一列横波沿直线由A传播到B。如图所示，分别是A、B两质点的振动图像。已知A、B之间的距离Δx＝21m，该波长大于8m。求这列波的波速。【变式6】(2020·广东广州市下学期一模)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v＝20cm/s。两列波在t＝0时的波形曲线如图所示。求：

(1)t＝0开始，乙的波谷到达x＝0处的最短时间；(2)t＝0～10s内，x＝0处的质点到达正向最大位移处的次数。

答案(1)0.5s

(2)2次【变式7】(2020·苏、锡、常、镇四市二模)如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t1＝0.06s时刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴负方向运动。该波沿__________方向传播；最小波速为__________。

考点四波的干涉、衍射和多普勒效应(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，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各加强点或减弱点各自连接而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。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变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。【典例7】

(多选)[2020·全国卷Ⅰ]在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有(

)A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化

BCE解析雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，这是光的速度比声波的速度大引起的，选项A错误；超声波被血管中血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化，是多普勒效应，选项B正确；观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低，是多普勒效应，选项C正确；同一声源发出的声波，在空气和水中的传播速度不同，是声速与介质有关，不是多普勒效应，选项D错误；天文学上观察到双星光谱随时间的周期性变化是多普勒效应，选项E正确。解析(ⅰ)如图，设距c点最近的振幅极大的点为d点，a与d的距离为r1，b与d的距离为r2，d与c的距离为s，波长为λ。则r2－r1＝λ①由几何关系有r1＝l－s②【变式8】(2020·山东泰安市一轮检测)有两列简谐横波的振幅都是10cm，传播速度大小相同。O点是实线波的波源，实线波沿x轴正方向传播，波的频率为5Hz；