2022届高考物理一轮复习-第7章-第3课时-波的特有现象-声波-超声波课件-人教大纲版2

考纲要求三年考情热点考向考点要求2007年2008年2009年

波的叠加、波的干涉、衍射现象Ⅰ全国卷Ⅱ(T16·选择)上海物理(T2A·填空)重庆卷(T15·选择)广东卷(T14·填空)波特有的现象(叠加、干涉、衍射、多普勒效应、声波的特点等)也是高考考查的一个方面，但并不是年年有考题．对超声波的应用、多普勒效应作为高考不断渗入的新知识点应引起足够的重视.声波、超声波及其应用Ⅰ多普勒效应Ⅰ第3课时波的特有现象声波超生波第一页，编辑于星期一：十四点七分。第一页，编辑于星期四：二十点三十七分。1．波的叠加(1)波的独立传播原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自的

不发生任何变化．(2)叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点都同时参与两列波引起的振动，其振动的位移为两列波单独存在引起的位移的

．矢量和波形和位移第二页，编辑于星期一：十四点七分。第二页，编辑于星期四：二十点三十七分。2．波特有的现象(1)波的干涉①产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇．②现象：两列波相遇时，某些区域振动总是

，某些区域振动总是

，且加强区和减弱区互相间隔．加强减弱第三页，编辑于星期一：十四点七分。第三页，编辑于星期四：二十点三十七分。(2)波的衍射①产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长

，或者比波长

．②现象：波绕过障碍物继续传播．差不多更小衍射始终存在，只是有的衍射明显，有的衍射不明显．(3)多普勒效应①定义：由于波源和观察者有相对运动，使观察者感到

发生变化的现象．②实质：

的频率没有变化，观察者接收到的频率发生变化．波的频率波源第四页，编辑于星期一：十四点七分。第四页，编辑于星期四：二十点三十七分。怎样理解关于加强点、减弱点的位移与振幅？1．振动加强点的“加强”是做简谐运动的振幅变大了；振动减弱点的“减弱”是做简谐运动的振幅变小了．既然做简谐运动，其位移就变化，就不会始终保持最大，或始终保持最小．2．加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围绕平衡位置振动，与振源振动周期相同．第五页，编辑于星期一：十四点七分。第五页，编辑于星期四：二十点三十七分。3．加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即A＝A1＋A2，质点的振动能量大，并且始终最大．减弱处振幅小，等于两列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|，质点振动能量小，并且始终最小，若A1＝A2，则减弱处不振动．4．加强点的位移变化范围：－|A1＋A2|～|A1＋A2|，减弱点位移变化范围：－|A1－A2|～|A1－A2|.第六页，编辑于星期一：十四点七分。第六页，编辑于星期四：二十点三十七分。5．加强与减弱的条件当波源振动步调一致两列波相遇时，到两波源路程差Δs＝kλ(k＝0,1,2,3，…)的质点振动加强，Δs＝(2k＋1)(k＝0,1,2,3，…)的质点振动减弱．当两波源振动情况相反时，上述结果相反．第七页，编辑于星期一：十四点七分。第七页，编辑于星期四：二十点三十七分。1. (2010·湖北黄冈)如图7－3－1所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波 源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共 形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图 中可看出()图7－3－1第八页，编辑于星期一：十四点七分。第八页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点解析：从S1、S2的中点起到向右三条虚线上，S1、S2的距离差依次为0.5λ、1.5λ、2.5λ.答案：ABD第九页，编辑于星期一：十四点七分。第九页，编辑于星期四：二十点三十七分。2．如图7－3－2表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰．(1)波源正在移向() A．A点B．B点C．C点D．D点 (2)观察到波的频率最低的点是() A．A点B．B点C．C点D．D点

图7－3－2第十页，编辑于星期一：十四点七分。第十页，编辑于星期四：二十点三十七分。解析：(1)从波长变化情况来看，波源正在移向A点．(2)由于波源远离B点，所以，观察到波的频率最低的点是B点．答案：(1)A(2)B第十一页，编辑于星期一：十四点七分。第十一页，编辑于星期四：二十点三十七分。1．声波是纵波．2．声波的分类(1)可闻声波：频率范围在

Hz的声波．(2)超声波：频率高于

Hz的声波，可用于工程质量检测及疾病的诊断．(3)次声波：频率低于

Hz的声波．3．人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为

.20～2000020000200.14s第十二页，编辑于星期一：十四点七分。第十二页，编辑于星期四：二十点三十七分。3．(2009·重庆，15)图7－3－3同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如 图7－3－3所示，以下说法正确的是()声波能发生干涉、衍射等现象，声音的共振现象称为声音的共鸣．第十三页，编辑于星期一：十四点七分。第十三页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线解析：因声波的波速在水中较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由v＝λf知，声波在水中传播的波长长．答案：A第十四页，编辑于星期一：十四点七分。第十四页，编辑于星期四：二十点三十七分。【例1】(2010·河北石家庄)两列简谐波沿水平弹性绳相向传播，波长均为 2m，波速均为1m/s.t＝0时，两列波的前端相距1m，波形如图7－3－4 所示，则图中各波形对应的时刻t1、t2、t3、t4分别为()图7－3－4第十五页，编辑于星期一：十四点七分。第十五页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．2s,1.5s,1s,2.5s B．2s,1s,1.5s,2.5sC．1s,1.5s,2s,2.5s D．1s,2s,1.5s,4s解析：由t＝0时刻变为t1时刻的波形图，由波的叠加原理知，左右两列波各沿传播方向传播一个波长，因而历时t1＝T，而T＝＝2s，故t1＝2s．同理t2时刻，两波形恰好正对，则左右两列波各沿传播方向传播

，历时T，故t2＝

T＝1.5s．T3时刻为两波各沿传播方向传播λ对应的波形，故t3＝＝1s．t4时刻为两波各沿传播方向传播λ对应的波形，故t4＝T＝2.5s．因而A正确．答案：A第十六页，编辑于星期一：十四点七分。第十六页，编辑于星期四：二十点三十七分。波的叠加问题的种类及解法：1．两列波叠加后，求某时刻的波形2．两列波叠加后，求某时刻某质点的振动状态解答这种问题时，一般先画出两列波叠加时各自的波形，然后根据两列波叠加时的位移关系，确定合振动的位移，从而确定波形或质点的其它振动参量．第十七页，编辑于星期一：十四点七分。第十七页，编辑于星期四：二十点三十七分。1－1如图7－3－5所示，S1、S2是弦线两端的两个波源，它们的振动周期都 为T、振幅都为A，某时刻S1发出的波恰好传到C，S2发出的波恰好传到 A，图中只画出了此时刻两列波在AC部分的叠加波形，S1A间、S2C间 波形没有画出，下列说法中正确的是()图7－3－5第十八页，编辑于星期一：十四点七分。第十八页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．A、B、C三点是振动减弱点B．A、C是振动减弱点；B是振动加强点，振幅为2AC．再过，AC间的波形是一条直线D．再过，AC间的波形不是一条直线第十九页，编辑于星期一：十四点七分。第十九页，编辑于星期四：二十点三十七分。解析：两列波同时开始传播，由波形可以得出，S1首先向下运动，S2首先向上运动，A、B、C三点都是减弱点，A正确，B错误．若两列波单独传播，再过四分之一周期，两列波的波形应如图所示，AC之间的所有质点在两列波的作用下位移均应为零，此时AC间波形为一条直线，C正确，D错误，选A、C.答案：AC第二十页，编辑于星期一：十四点七分。第二十页，编辑于星期四：二十点三十七分。【例2】如图7－3－6所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同．实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷．图中所标的a、b、c、d四点中d点到两波源距离相等，下列说法中正确的有()图7－3－6第二十一页，编辑于星期一：十四点七分。第二十一页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱B．该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强C．a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的D．再过T/4后的时刻，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱第二十二页，编辑于星期一：十四点七分。第二十二页，编辑于星期四：二十点三十七分。解析：该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，因为它们分别是波峰与波谷、波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点，这不难理解．但是d既不是波峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？从图中可以看出，d是S1、S2连线的中垂线上的一点，到S1、S2的距离相等，所以两列波在任何时刻在该点的振动方向和位移均同向，由叠加原理得该点必然为振动最强点．在干涉现象中，振动加强点和减弱点是固定的，不随时间的延伸而变化，即加强点始终加强，减弱点始终减弱．答案：BC判断振动强弱的依据是振幅而不是位移，简谐运动的位移随时间是变化的，而振幅是不变的．第二十三页，编辑于星期一：十四点七分。第二十三页，编辑于星期四：二十点三十七分。2－1如图7－3－7(a)所示，一根弹性绳，O、A、B为绳上三点，OA＝2m， OB＝5m，t＝0时刻O点和B点同时开始向上振动且振动图象相同，如 图7－3－7(b)所示(取向上为正方向)．已知振动在绳上传播的速度为 5m/s，则()图7－3－7第二十四页，编辑于星期一：十四点七分。第二十四页，编辑于星期四：二十点三十七分。A．t＝0.6s时刻，质点A速度为负向最大B．t＝0.7s时刻，质点A速度为零，位移为－2A0C．t＝0.75s时刻，质点A速度为零，位移也为零D．0～0.8s时间内，质点A通过的路程为2A0解析：由图象可知T＝0.4s，λ＝vT＝2m，OA之间相距一个波长，OB之间相距2.5个波长，所以A点滞后O点一个周期，滞后B点1.5个周期，因为两列波为相干波，所以A点从t＝0.4s时刻开始振动，在t＝0.6s时刻应该振动到位移为零处，此时由B点振动的波正好传到A点，因此A点不再振动，它通过的路程应为2A0.故选C、D答案．答案：CD第二十五页，编辑于星期一：十四点七分。第二十五页，编辑于星期四：二十点三十七分。有一障碍物的高度为10m，下列哪一列波衍