2014《步步高》物理大一轮复习讲义第十二章第2课时.docVIP

第2课时　机械波 考纲解读 1.知道机械波的特点和分类.2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件． 1． [波的形成与波的分类]关于波的形成和传播，下列说法正确的是 (　　) A．质点的振动方向与波的传播方向平行时，形成的波是纵波 B．质点的振动方向与波的传播方向垂直时，形成的波是横波 C．波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移 D．波可以传递振动形式和能量 答案　ABD 2． [波长、波速、频率的关系]如图1所示，实线是沿x轴传播 的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.05 s时刻的波形图．已知该波的波速是80 cm/s，则下列说法中正确的是 (　　) 图1 A．这列波有可能沿x轴正方向传播 B．这列波的波长是10 cm C．t＝0.05 s时刻x＝6 cm处的质点正在向下运动 D．这列波的周期一定是0.15 s 答案　D 解析　由波的图象可看出，这列波的波长λ＝12 cm，B错误；根据v＝，可求出这列波的周期为T＝＝ s＝0.15 s，D正确；根据x＝vt＝80×0.05 cm＝4 cm可判断，波应沿x轴负方向传播，根据波的“微平移”法可判断t＝0.05 s时刻x＝6 cm处的质点正在向上运动，A、C错误． 3． [波的图象的理解]如图2所示是一列简谐波在t＝0时的波形 图，介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝ 10sin 5πt cm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是 (　　) 图2 A．这列简谐波的振幅为20 cm B．这列简谐波的周期为5.0 s C．这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/s D．这列简谐波沿x轴正向传播 答案　D 解析　由题图可知，质点偏离平衡位置的最大距离即振幅为10 cm，A错；由该质点P振动的表达式可知这列简谐横波的周期为T＝＝ s＝0.4 s，B错；由题图可知，该波的波长为λ＝4 m，波速v＝＝ m/s＝10 m/s，C错；由质点P做简谐运动的表达式可知，t＝0时刻质点P正在向上运动，由此可判断波沿x轴正向传播，D正确． 4． [波的干涉和衍射]如图3所示为观察水面波衍射的实验装置，AC和BD 是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述不正确的是 (　　) A．此时能明显观察到波的衍射现象 图3 B．挡板前后波纹间距相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 答案　D 解析　由题图可以看出，孔AB尺寸与波长相差不大，因只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故选项A、C正确；由λ＝知，v不变，f增大，只能使λ减小，故选项D错；既然衍射是指“波绕过障碍物而传播的现象”，那么经过孔后的波长自然不变，故选项B正确． 考点梳理 1． 机械波的形成条件：(1)波源；(2)介质． 2． 机械波的特点 (1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移． (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同． (3)各质点开始振动(即起振)的方向均相同． (4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零． 3． 波长、波速、频率及其关系 (1)波长 在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，用λ表示． (2)波速 波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定． (3)频率 由波源决定，等于波源的振动频率． (4)波长、波速和频率的关系：v＝fλ. 特别提醒　1.机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变． 2． 机械波的波速仅由介质来决定，波速在固体、液体中比在空气中大．波速的计算方法：v＝或v＝. 4． 波的图象的物理意义 反映了某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移． 5． 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，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔． (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱． 6． 产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小． 7． 多普勒效应 (1)波源不动 (2)观察者不动 5. [质点振动方向与波传播方向的关系应用]一列简谐横波沿x轴传播，