第3章机械波章末综合提升-2023-2024学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第一册）

高中物理选择性必修一素养提升学案 第三章 机械波 章末综合提升 【知识点图解】 【题型探究】 题型1　波与振动的综合问题 1．由波的图像确定振动图像 由波的图像确定振动图像时，必须先明确所给波形图是哪一时刻的波形图，再在振动图像中找到相对应的时刻，明确该质点在此时刻相对平衡位置的位移及振动方向，最后结合波的传播方向及波形图进行综合分析判断。 2．由振动图像画波的图像 给出振动图像和波的传播方向，便可画出任一时刻的波形图；给出两个质点的振动图像，加上两质点平衡位置间的距离和波源方位，可画出多种情况下的波形图。 3．已知波的图像和一质点的振动图像确定波速及传播方向 由已知振动图像可直接读出周期，由波的图像可直接读出波长，进而根据v＝求出波速。由所给某时刻的波形图，在振动图像上找到对应的时刻，判断此时刻质点振动的方向，进而应用波的传播方向和质点振动方向的关系，求得波的传播方向。 4．根据振幅A和周期T求振动质点在Δt时间内的路程 求振动质点的路程，由于涉及质点的初始状态，利用正弦函数较复杂，但Δt若为半周期的整数倍则很容易求解。在半个周期内质点的路程为2A，则质点在Δt＝n(n＝1,2,3…)时间内的路程s＝·2A＝n·2A(n＝1,2,3…)。 【典例1】　(多选)一列简谐横波，某时刻的波形图如图甲所示，从该时刻开始计时，质点M的振动图像如图乙所示，则(　　) 甲　　　　　　　　　　　　乙 A．波沿x轴正方向传播 B．波速是25 m/s C．经过Δt＝0.4 s，质点M通过的路程是4 m D．质点P比质点Q先回到平衡位置 【关键点拨】 1要养成画出波动图像或振动图像的习惯，通过画图使抽象问题具体化。 2利用波动图像中质点的振动方向与波的传播方向的相互确定关系。 3找出波动图像与振动图像的对应时间，从而确定振动质点的运动状态。 题型2　波的常见现象的比较 发生条件 定义 现象 共同点 波的反射 遇到障碍物或两种介质的分界面时 波在障碍物或两种介质分界面上返回到原介质中继续传播的现象 波返回到原介质，波线关于界面法线对称 都是波传播过程中发生的现象，波的干涉、波的衍射、多普勒效应都是波特有的现象 波的折射 遇到两种介质的分界面时 波从一种介质进入另一种介质传播方向发生改变的现象 v入＞v折时，折射后的波线靠近法线；v入＜v折时，折射后的波线远离法线 波的衍射 遇到较小的障碍物或小孔时 波可以绕过障碍物继续传播的现象 波能偏离直线而传到直线传播以外的空间 波的干涉 两列频率相同的波在传播中相遇时 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且加强和减弱的区域相间分布的现象 振动强弱相间的区域、明暗相间的条纹或圆环 多普勒效应 当波源与观察者之间发生相对运动时 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到波的频率发生变化的现象 当波源与观察者相互接近时，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 【典例2】　(多选)关于图中的物理现象，描述正确的是(　　) 甲　　　　 乙　　　　 丙　　　　 乙 A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，波速方向改变，属于波的反射现象 B．乙图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象 C．丙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象 D．丁图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应 【同步训练】 1. （2023福建二校联考）如图，一列横波沿轴方向传播，实线为时波形图，虚线为时的波形图，相应数据如图，下列说法正确的是（　　） A. 若波沿轴正向传播，时处的质点沿轴正方向振动 B. 若波沿轴负向传播，时处的质点沿轴正方向振动 C. 若波沿轴正向传播，波速可能为 D. 若波沿轴负向传播，波速可能为 2. （2022河南名校联盟大联考） 如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线是时的部分波形图，虚线是时的部分波形图，其他数据图中已标出，下列说法正确的是（ ） A. 这列波的波长是 B. 这列波的周期可能是 C. 在时，处的质点振动方向沿y轴负方向 D. 这列波的波速可能是 E. 在内，处的质点走过的路程可能是 3. （2023福建龙岩武平仿真模拟）如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，在t1=0时刻波形如图中的实线所示，t2=0.5s时刻的波形如图虚线所示，若该列波的周期T>0.5s，试求； ①该列波的波长λ、周期T和波速v； ②在x轴上质点P在t=0时刻的运动方向和t=3.0s内通过的路程． 4.（2023广东汕头重点高中期中）15. (13分)一列简谐横波t1时刻的