2020版高考物理新设计一轮复习江苏专版讲义:第十三章 第2节 机械波 含答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/19 17:45:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第2节机械波

(1)在水平方向传播的波为横波。(×)

(2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移。(√)

(3)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。(×) (4)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同。(√) (5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。(×) (6)波速表示介质中质点振动的快慢。(×)

(7)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象。(×) (8)一切波都能发生衍射现象。(√)

(9)多普勒效应说明波源的频率发生变化。(×)

突破点(一) 机械波的传播与图像

1.机械波的传播特点

(1)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。

(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。

(3)波从一种介质进入另一种介质,由于介质不同,波长和波速可以改变,但频率和周期都不会改变。

λ

(4)振源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离,所以v=T=λf。 2.波动图像的特点

(1)质点振动nT(波传播nλ)(n=0,1,2,3,…)时,波形不变。

(2)在波的传播方向上,当两质点平衡位置间的距离为nλ(n=1,2,3,…)时,它们的振动步调总λ

相同;当两质点平衡位置间的距离为(2n+1)(n=0,1,2,3,…)时,它们的振动步调总相反。

2

(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向,各质点的起振方向与波源的起振方向相同。

3.波的传播方向与质点振动方向的互判方法

“上下坡”法 方法解读 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 将波形沿传播方向进行微小的平移,再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 [题点全练] 1.[多选](2019·睢宁模拟)如图所示,在xOy平面内有一沿x轴正方向播的简谐横波,波速为1 m/s,振幅为4 cm,频率为2.5 Hz。在t=0时刻,位于其平衡位置上方最大位移处,则距P点为0.2 m的Q点( )

A.在0.1 s时的位移是4 cm B.在0.1 s时的速度最大 C.在0.1 s时的速度向下

D.在0到0.1 s时间内的路程是4 cm

v1解析:选BD 已知简谐波的波速v=1 m/s,频率f=2.5 Hz,则周期T=f=0.4 s,波长λ=f=1

0.4 m。由题可知Q点距离P点为x=0.2 m=λ,P、Q两点的振动情况总是相反,t=0时刻,P

2点位于其平衡位置上方最大位移处,则Q点位于其平衡位置下方最大位移处,在0.1 s时P点经过平衡位置向下运动,则在0.1 s时,Q点经过平衡位置向上运动,位移为x=0,速度最大,在0到0.1 s时间内Q点通过的路程等于一个振幅,即路程s=4 cm,故A、C错误,B、D正确。

2.(2019·泰州模拟)一列简谐横波沿直线传播。以波源O在平衡位开始振动为计时零点,质点A的振动图像如图所示。已知O与A的衡位置相距1.2 m。以下判断正确的是( )

图像演示 “微平移”法 传P点

置平

A.波长为1.2 m

B.波源起振方向沿y轴正方向 C.波速大小为0.3 m/s

D.质点A的动能在t=4 s时最大

s1.2

解析:选B 由题给图像可知,A质点比波源晚振动3 s,其周期T=4 s,所以波速v== t3m/s=0.4 m/s,又根据波速公式得:λ=vT=0.4×4 m=1.6 m,故A、C错误;根据波传播的特点,各质点的起振的方向和波源的起振方向相同,由振动图像可知,A质点的起振方向沿y轴正方向,故该波源的起振方向沿y轴正方向,B正确;根据图像,在t=4 s时,质点A正处于正的最大位移处,其动能为零,D错误。

3.(2019·宿迁质检)某同学手拿绳子一端开始做上下振动,1.5 s 后形成的波形如图所示。已知相邻编号的质点间水平距离为6 cm及此时1到10号质点的振动方向。此同学开始振动的方向和这列绳波的传播速度分别为( )

A.竖直向上,0.36 m/s C.竖直向上,0.4 m/s

B.竖直向下,0.4 m/s D.竖直向下,0.36 m/s

解析:选D 由波形图可知,10号点刚开始振动,且正竖直向下运动,根据每一点的振动都重复了波源的振动,说明此同学开始振动的方向是竖直向下;1.5 s波传播了54 cm,所以波速v=x0.54= m/s=0.36 m/s,故A、B、C错误,D正确。 t1.5

突破点(二) 振动图像与波动图像的综合应用

两种图像的比较 图像类型 研究内容 振动图像 某一质点的位移随时间变化规律 波的图像 某时刻所有质点的空间分布规律

图像 物理意义 表示某质点各个时刻的位移 (1)质点振动周期 图像信息 (2)质点振幅 (3)各时刻质点位移 (4)各时刻速度、加速度方向 图像变化 随时间推移,图像延续,但已有

表示某时刻各质点的位移 (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加速度方向 (4)传播方向、振动方向的互判 随时间推移,图像沿传播方向平移