1、第二节 机械波第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论一、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、传递_、传递信息(2)质点不随波迁移波源介质能量3分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向_的波(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波相互垂直栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
2、1.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D波源停止振动时，波立即停止传播E波不单传播振动的形式，能量也随波一起传播ABE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论二、描述机械波的物理量 1波长：在波动中振动相位总是_的两个相邻质点间的距离用“”表示 2频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于_的振动频率3波速 v、波长 和频率 f、周期 T
3、的关系公式：vTf机械波的速度大小由_决定，与机械波的频率无关介质相同波源栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 2.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向可能垂直于波的传播方向C它的振动频率等于波源的振动频率D它在一个周期内走过的路程等于一个波长E它完成一次全振动，波向前传播一个波长的距离BCE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论三、机械波的图
4、象 1图象：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象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线 2物理意义：某一时刻介质中各质点相对_的位移平衡位置位移平衡位置栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 3.如图所示是一列简谐波在 t0时刻的波形图，介质中的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 y10sin 5 t cm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是()A这列简谐波的振幅为 10 cmB这列简谐波的周
5、期为 5.0 sC这列简谐波沿 x 轴正向传播D这列简谐波在介质中的传播速度为 25 cm/sE这列简谐波在介质中的传播速度为 10 m/sACE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论四、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
6、起的位移的矢量和相差不多小于波长栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论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、折射加强减弱栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 4.(2016湖北黄冈联考)关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是()A有的波只能发生干涉现象，有
7、的波只能发生衍射现象B产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等C能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小D在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小E两列波的振幅越接近，加强区域与减弱区域的区别越明显BCE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论五、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靠近远离频率栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演
8、练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 5.(2016江西盟校联考)下列关于多普勒效应的说法中，正确的是()A观察者远离波源运动时，接收到的频率大于波源频率B观察者靠近波源运动时，接收到的频率大于波源频率C观察者加速远离波源时，接收到的频率越来越小D观察者加速靠近波源时，接收到频率越来越小E观察者以波源为圆心做圆周运动时，不出现多普勒效应BCE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点一 波动图象与波速公式的应用1波动图象的信息(如图所示)(1)直接读取振幅 A 和波长，以
9、及该时刻各质点的位移(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向2波速与波长、周期、频率的关系：vTf.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论判定波的传播方向和速度(2015高考北京卷)周期为 2.0 s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动，则该波()A沿 x 轴正方向传播，波速 v20 m/sB沿 x 轴正方向传播，波速 v10 m/sC沿 x 轴负方向传播，
10、波速 v20 m/sD沿 x 轴负方向传播，波速 v10 m/sB栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析质点 P 沿 y 轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定该波沿 x 轴正方向传播由波的图象可知 20 m，根据 vT得波速 v10 m/s.选项 B 正确栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论判定质点的振动情况(2015高考海南卷)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t0 时刻的波
11、形如图所示，质点 P 的 x 坐标为 3 m已知任意振动质点连续 2 次经过平衡位置的时间间隔为 0.4 s，下列说法正确的是()BDE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论A波速为 4 m/sB波的频率为 1.25 HzCx 坐标为 15 m 的质点在 t0.6 s 时恰好位于波谷Dx 坐标为 22 m 的质点在 t0.2 s 时恰好位于波峰E当质点 P 位于波峰时，x 坐标为 17 m 的质点恰好位于波谷栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十
12、二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析任意振动质点连续两次通过平衡位置的时间间隔为0.4 s，则12T0.4 s，解得 T0.8 s，f1T1.25 Hz，选项 B正确；由题图知：该波的波长 4 m，波速 vT5 m/s，故选项 A 错误；画出 t0.6 s 时的波形图如图所示，因 15 m334，故 x 坐标为 15 m 的质点与 x3 m 处的质点振动情况一样，即在平衡位置向下振动，选项 C 错误；栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论画出 t0.2 s 时的波形图如图所示，因 22 m
13、512，故 x22 m 处的质点与 x2 m 处的质点振动情况一样，即在波峰位置，选项 D 正确；因质点 P 与 x17 m 处质点平衡位置间距离 x14 m312，故两质点振动步调相反，选项E 正确栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论内容 图象 上下 坡法 同侧法 微平 移法 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 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 将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定 波的传播方向与质点的振动方向的互判方法
14、栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点二 摩擦力的分析与计算222振动图象 波动图象 研究对象 研究内容 图象 物理意义 一振动质点 沿波传播方向的所有质点 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 表示同一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论振动图象 波动图象 图象信息 图象变化 一完整曲 线占横坐 标的距离 随时间推移，图象延续，但已
15、有形状不变 随时间推移，波形沿传播方向平移 表示一个周期 表示一个波长(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、振动方向的互判栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论由波动图象确定质点振动图象(2014高考四川卷)如图所示，甲为 t1 s 时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点 x 0.5 m 处质点的振动图象可能是()A栏目导引
16、学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析根据波形图象可得波长 2 m，根据振动图象可得周期 T2 s两质点之间的距离 x0.5 m14.根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟14T，如图 1 所示，或者提前14T，如图 2 所示符合条件的只有选项 A.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论由质点振动图象确定波动图象 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距 9 m 的 a、b 两质点的振动
17、图象如图所示下列描述该波的图象可能的是()AC栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析根据 yt 图象可知，a、b 两质点的距离为 n14 或n34，即 n14 9 m 或 n34 9 m(n0，1，2，3，)解得波长 364n1 m 或 364n3 m即该波的波长 36 m、7.2 m、4 m或 12 m、367 m、3611 m选项 A、B、C、D 的波长分别为
18、 4 m、8 m、12 m、16 m，故选项 A、C正确，选项 B、D 错误栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论振动和波动情况的综合分析(2016河北石家庄调研)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中 x2 m 处的质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象下列说法正确的是()ABE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论A这列波的传播方向是沿 x 轴正方向B这列波的传播速度是 20 m/sC经
19、过 0.15 s，质点 P 沿 x 轴的正方向传播了 3 mD经过 0.1 s，质点 Q 的运动方向沿 y 轴正方向E经过 0.35 s,质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P 距平衡位置的距离栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析由题中甲、乙两图可知，该波向 x 轴正方向传播，A正确；由题图甲知波长 4 m，由题图乙知周期 T0.2 s，则波速 vT 40.2 m/s20 m/s，B 正确；质点不随波迁移，只在其平衡位置附近振动，C 错误；经过 0.1 s12T，质点 Q的运动方向沿 y 轴负
20、方向，D 错误；经过 0.35 s134T，质点P 到达波峰，而质点 Q 在波谷与平衡位置之间，故 E 正确栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论巧解波动图象与振动图象综合类问题1分清振动图象与波动图象 2看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级 3找准波动图象对应的时刻 4找准振动图象对应的质点.栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论考点三 波的干涉、衍射、多普勒效应1波的干涉中振动加强点和减弱点
21、的判断：某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差 r.(1)当两波源振动步调一致时若 rn(n0，1，2，)，则振动加强；若 r(2n1)2(n0，1，2，)，则振动减弱(2)当两波源振动步调相反时若 r(2n1)2(n0，1，2，)，则振动加强；若 rn(n0，1，2，)，则振动减弱栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论2波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点
22、突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论3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当波以速度 v 通过观察者时，时间t 内通过的完全波的个数为 Nvt，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率(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栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论波动的干涉现象的分析与判断 如图所示表示两列相
23、干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为 5 cm，且在图示的范围内振幅不变，波速为 1 m/s，波长为 0.5 mC 点是 BE 连线的中点，下列说法中正确的是()BDE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论AA、E 两点始终位于波峰位置B图示时刻 A、B 两点的竖直高度差为 20 cmC图示时刻 C 点正处于平衡位置且向下运动D从图示时刻起经 1 s，B 点通过的路程为 80 cmED 点振动频率为 2 Hz解析从题图可看出，A、E 两点是波峰与波峰的交点，为振动加强
24、点，则 A、E 两点以 10 cm 为振幅做简谐运动，A错；图示时刻，A 在波峰处，位移为 10 cm，B 在波谷处，位移为10 cm，两点竖直高度差为 20 cm，B 对；A、B、C、E 均在振动加强区，且在同一条直线上，由题图可知波是由E 处向 A 处传播，在图示时刻这些质点的波形图如图所示栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论由图知C点向水面运动，即C点正处于平衡位置且向上运动，C 错；由波速及波长可计算出周期为 0.5 s，B 点是振动加强点，从图示时刻起经 1 s，B 点通过的路程为 8
25、倍振幅，即80 cm，D 对；由周期知 D 点振动的频率为 2 Hz，E 对栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论波的衍射现象的分析(原创题)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()A增大波源的振动频率B减小波源的振动频率C增大障碍物的长度D减小障碍物的长度E波源远离障碍物运动BDE栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析不能发
26、生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，只要增大波长可满足题目要求由 vf知，v 不变，减小 f，增大，故 A、C 错，B、D 对；波源远离障碍物将产生多普勒效应，等效于增大波长，衍射明显，故 E 对栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论微专题35 方法技巧波的多解问题的处理方法造成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t与周期T的关系不明确；(2)空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确 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
27、确定 栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(10 分)(2016长安一中质检)实线和虚线分别是沿 x轴传播的一列简谐横波在 t10 和 t20.06 s 时刻的波形图已知在 t0 时刻，x1.5 m 处的质点向 y 轴正方向运动(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若 3T0.06 s4T，求该波的波速大小栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论审题突破(1)根据波的传播方向和两个时刻的
28、波形图，确定 tt2t1 与周期关系的表达式(2)进一步写出频率的表达式，最后确定最小频率(3)根据 3T0.06 s4T，确定 n 的取值为 n3.计算出周期，由 vT 计算波速的大小栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(1)由题意可知该波向右传播(2 分)(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为 T，t20.06 s 时刻，则有(下列各式中 n0，1，2)n34 T0.06 s(2 分)得 T 0.244n3 s(1 分)则 f1T4n30.24Hz(1 分)当 n0 时，f 最小为 fmin
29、 30.24 Hz12.5 Hz.(1 分)栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(3)法一：由 3T0.06 s4T，n34 T0.06 s 得：n3，T0.016 s(2 分)所以 vT 1.20.016 m/s75 m/s.(1 分)法二：由 3T0.06 s4T 知，n3，则波在 0.06 s 内传播距离为：x334 4.5 m(2 分)vxt 4.50.06 m/s75 m/s.(1 分)答案(1)向右传播(2)12.5 Hz(3)75 m/s栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再
30、现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论波的多解问题的思路1先考虑波传播的“双向性”，例如，nT14T 时刻向右传播的波形和 nT34T 时刻向左传播的波形相同 2再考虑波的周期性，若已知一段时间，就要找出与周期的关系，写成 tnT t(tT)；若已知一段距离，就要找出与波长的关系，写成 xn x(x).栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论(2016河北石家庄模拟)如图甲所示，一列机械波沿直线 ab 向右传播，ab2 m，a、b 两点的振动情况如图乙
31、所示，下列说法中正确的是()A波速可能是 243 m/s B波长可能是83 mC波速可能是37 m/s D波速可能是27 m/sE波长可能大于83 mABD栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论解析:由振动图象可看出 t0 时刻，点 a 在波谷，点 b 在平衡位置且向上振动，所以 ab2 m34 n(n0、1、2、3)，解得 84n3 m(n0、1、2、3)，所以波速 vT 24n3 m/s(n0、1、2、3)，式中当 n10 时，A 项正确；式中当 n0 时，B 项正确；式中当 n1 时，D 项正确栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论栏目导引学科素养专项提能多维课堂考点突破基础再现自我检测对点突破高效演练课后检测能力提升第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
