内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
[典例] (多选)关于图中的物理现象,描述正确的是 ( )
A.甲图,水波由深水区传播至浅水区,波线方向改变,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
波的特有现象的比较
[解析] 甲图水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象,故A错误;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,故B正确;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,故C正确;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,故D正确。
[答案] BCD
[融会贯通]
波特有现象的比较
发生条件 定义 现象 共同点
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 都是波特有的现象
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,使观察者接收到的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 都是波特有的现象
续表
[对点训练]
1. (多选)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有 ( )
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同
E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化
解析:雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声,这是光的速度比声波的速度大引起的,A错误;超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化,是由于血液发生流动,探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的,可以用多普勒效应解释,B正确;观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低,是由于列车与观察者的距离发生变化引起的,可以用多普勒效应解释,C正确;同一声源发出的声波,在空气和水中的传播速度不同,是声速与介质有关,不是多普勒效应,D错误;天文学上观察到双星光谱随时间的周期性变化是多普勒效应,E正确。
答案:BCE
答案: B
[典例] (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 ( )
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
机械波的图像与振动图像的综合
[答案] BC
[融会贯通]
1.由波的图像画振动图像或由振动图像画波的图像
(1)给出波的图像,已知波的传播方向时,可粗略画出任一点的振动图像(周期T未知)。如果能再给出波速便可准确画出任一质点的振动图像。
(2)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;或是给出两个质点的振动图像,加上两质点平衡位置的间距和波源方位,便可画出多种情况下的波形图。
2.求解波的图像与振动图像综合类问题的方法
(1)分清振动图像与波的图像。此问题最简单,只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波的图像,横坐标为t则为振动图像。
(2)看清横、纵坐标的单位,尤其要注意单位前的数量级。
(3)找准波的图像对应的时刻。
(4)找准振动图像对应的质点。
[对点训练]
1.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,图(a)为t=1 s时的波的图像,N、P、Q为介质中x=1 m、x=2 m和x=3 m处的三个质点,图(b)为某质点的振动图像,由图像可知,下列说法中正确的是 ( )
A.该简谐横波一定沿x轴正方向传播
B.图(b)不可能是质点P的振动图像
C.t=2 s时刻,质点P的速度一定最大,且一定沿y轴负方向
D.t=3 s时刻,质点Q的加速度一定最大,且一定沿y轴负方向
答案:BC
答案:AB
波的多解问题
[融会贯通]
波动问题多解的原因
(1)传播方向的不确定性。
(2)某过程时间间隔对应周期个数的不确定性。
(3)沿传播方向某两点间距对应波长个数的不确定性。
答案:A
2.如图所示,实线是某时刻的波形图线,虚线是0.2 s后的波形