选修3-4 第十四章 第2讲 机械波-2022新高考物理【步步高】大一轮复习讲义题库（粤教版 广东）配套word

第2讲　机械波 知识要点 一、机械波　横波和纵波 定义 机械振动在介质中的传播形成机械波 产生条件 (1)波源；(2)介质 形成原因 介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做受迫振动 传播特点 (1)传播振动的形式、能量和信息； (2)质点不随波迁移； (3)介质中各质点的振动频率、振幅和起振方向等都与波源的相同 分类 横波 振动方向与传播方向垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)，如绳波 纵波 振动方向与传播方向平行的波，有密部和疏部，如声波 二、波速、波长和频率的关系 1.波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。 2.频率f：与波源的振动频率相等。 3.波速v：v＝λf＝。 或v＝ 三、波的图象 1.坐标轴的意义：横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 2.图象的物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移(如图1)。 图1 四、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同 明显条件：障碍物或孔的尺寸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干涉图样 波能够绕过障碍物或孔继续向前传播 2.多普勒效应 (1)条件：波源和观察者之间有相对运动。 (2)现象：观察者感到频率发生变化。 (3)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化。 基础诊断 1.思考判断 (1)在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移。(　　) (2)机械波的频率等于振源的振动频率。(　　) (3)机械波的传播速度与振源的振动速度相等。(　　) (4)机械波在介质中传播的速度由介质本身决定。(　　) (5)火车鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 2.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2所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(　　) 图2 A.沿x轴正方向传播，波速v＝20 m/s B.沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/s C.沿x轴负方向传播，波速v＝20 m/s D.沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s 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λ＝20 m，根据v＝得波速v＝10 m/s。选项B正确。 答案　B 3.(多选)(2020·青岛二中调研)关于机械波的特性，下列说法正确的是(　　) A.只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象 B.火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高 C.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应 D.只要是性质相同的波，都可以发生干涉 解析　只有障碍物的尺寸比波长小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，A错误；根据多普勒效应，火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高，B正确；向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，C正确；只有在同一介质中传播的频率相同的同类波，才能发生干涉，D错误。 答案　BC 　波的传播规律与波的图象 1.机械波的传播规律 (1)波从一种介质进入另一种介质，波长和波速发生改变，但频率和周期都不会改变。 (2)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＝＝λf。 (3)经过Δt＝nT(n＝1，2，3，…)时，波形不变。 (4)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为λ的整数倍时，即nλ(n＝1，2，3…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(n＝0，1，2，3…)时，它们的振动步调总相反。 的奇数倍时，即(2n＋1) 2.波的图象的理解及应用 (1)波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图3所示。 图3 (2)图象的应用 ①直接读取振幅A和波长λ，以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。 典例 (多选)[2018·全国卷Ⅲ，34(1)节选]一列简谐横波沿x轴正方向传播，在 t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图4中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是(　　) 图4 A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.若