【全程复习方略】2015年春高中物理选修3-4（阶段复习+单元质量评估）：第十二章 机械波（2份，含详解）

阶段复习课 第 十 二 章 901.ppt 【答案速填】 ①介质 ②垂直 ③在一条直线上 ④距离 ⑤λf ⑥ ⑦障碍物 ⑧孔 ⑨叠加 ⑩频率 主题一 波的干涉和衍射现象 【主题训练】(多选)如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的有(　　) A.该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,d质点振动既不是 最强也不是最弱 B.该时刻a质点振动最弱,b、c、d质点振动都最强 C.a质点的振动始终是最弱的,b、c、d质点的振动始终是最强 的 D.再过 后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置, 因此振动最弱 【规范解答】选B、C。该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,这不难理解。但是d既不是波峰和波峰叠加,又不是波谷和波谷叠加,如何判定其振动强弱呢?这就要用到充要条件:到两波源的路程之差是波长的整数倍时振动最强。从图中可以看出,d是S1、S2连线的中垂线上的一点,到S1、S2的距离相等,所以必然为振动最强点。描述振动强弱的物理量是振幅,而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的,但振幅是保持不变的,所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷,振动始终是最强的,B、C对。 【主题升华】波的衍射、干涉问题的分析方法 1.波的衍射现象中要明确“障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多”是发生明显衍射的条件,不是衍射能否发生的条件。衍射是无条件发生的,不过在不满足以上条件时衍射现象不明显。 2.波的干涉问题是个难点,要注意把握它的实质: (1)在稳定的干涉现象中,振动加强区和振动减弱区的空间位置是固定不变的,即振动加强区内的质点的振动始终加强,振动减弱区内的质点的振动始终减弱。振动加强区内质点的振幅等于两列波的振幅之和,振动减弱区内的质点的振幅等于两列波的振幅之差。振动加强区和振动减弱区是交替出现的。 (2)振动加强和减弱指的是质点振动剧烈程度的差异,也就是振幅大小的区别,振动加强点的振幅大,振动减弱点的振幅小(特殊情况下振幅可以为零,即质点不振动)。但它们的位移都随时间变化(振动加强区和减弱区的各质点都在自己的平衡位置附近做简谐运动),某一时刻振动加强点的位移不一定大于振动减弱点的位移。 【变式训练】(多选)如图所示是水波干涉的示意图,S1、S2是两波源,A、D、B三点在一条直线上,两波源的频率相同,振幅相等,则下列说法正确的是(　　) A.A点一直在波峰,B点一直在波谷 B.B点一会儿在波峰,一会儿在波谷 C.C点一会儿在波峰,一会儿在波谷 D.D点一会儿在波峰,一会儿在波谷 【解析】选B、D。在波的干涉中,振动加强区域里的质点总在自己的平衡位置两侧做简谐振动,只是质点的振幅较大,为A1+A2。本题中由于A1=A2,故振动减弱区的质点并不振动,C点是波峰与波谷相遇,为减弱点,故C点不振动。而此时A点是波峰与波峰相遇,是加强点,B点是波谷与波谷相遇,是加强点,又A、D、B三点在一条振动加强线上,这条线上任一点的振动都是加强的,故此三点都为加强点,故此三点都是一会儿在波峰,一会儿在波谷,B、D正确。 主题二 振动图像和波动图像 【主题训练】(多选)图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,如图乙为质点Q的振动图像,则(　　) A.t=0.15s时,质点Q的加速度达到正向最大 B.t=0.15s时,质点P的运动方向沿y轴负方向 C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴正方向传播了6m D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm 【规范解答】选A、B。由图乙可知,t=0.15s时,质点Q在负向最 大位移处,加速度达到正向最大,故A对。t=0.10s时Q点正向y轴 的负向运动,则知波沿x轴负方向传播,此时P点沿y轴正向向正 向最大位移处运动。t=0.15s时,即经过Δt=0.05s= ,P点沿y 轴负方向运动,故B对。从0.10s到0.25s,在Δt=0.15s= T内波 沿x轴负方向传播了 λ=6m。在t=0.10s时,质点P处在平衡位 置和最大位移处之间,经过 T时,通过的路程不等于3倍振幅, 故C、D错。 【主题升华】巧解图像问题 求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法。 (1)分清振动图像与波动图像。此问题最简单,只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波动图像,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)找准波动图像对应的时刻。 (4)找准振动图像对应的质点。 【变式训练】(多选)如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波某