第三章 机械波 章末总结-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

章末总结 重难点主题一　波的干涉和衍射 1．干涉与衍射的区别 (1)发生波的干涉和明显衍射的条件。 (2)干涉和衍射的图样区别。 a．衍射　　　　　b．干涉 2．干涉与衍射的关键词转化 　如图所示，S1和S2是两个相干波源，其振幅均为A，周期均为T。实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。此刻，c是波谷与波谷的相遇点，下列说法中正确的是(　　) A．a处质点始终处于离平衡位置2A处 B．随着时间的推移，c处的质点将向右移动 C．从该时刻起，经过T，c处的质点将通过平衡位置 D．若S2不动，S1沿S1b连线向b运动，则b处质点仍然始终处于平衡位置 解析：C　a处是波峰与波峰叠加，为振动加强点，振幅为2A，但质点并不始终处于离平衡位置2A处，A错误；质点只在平衡位置附近振动，并不随波移动，B错误；从该时刻起，经过T，c处为平衡位置与平衡位置相遇，质点将通过平衡位置，C正确；两列波传到b点的振动情况一直在变化，当S2不动，S1沿S1b连线向b运动时，b处质点不可能始终处于平衡位置，D错误。故选C。 重难点主题二　波的传播与质点振动的关系 1．两者的联系 (1)振动是波动的起因，波动是振动在介质中的传播。 (2)没有振动一定没有波动，但没有波动不一定没有振动。 2．两者的区别 (1)从研究对象看：振动是一个质点或一个物体在某一平衡位置附近的往复运动；波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的“集体运动”。 (2)从运动原因看：振动是由于质点所受回复力作用的结果；波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的。 (3)从能量的变化看：振动系统是动能与势能的相互转换，如果是简谐运动，动能与势能相互转换过程中总的机械能保持不变；波在传播过程中，由波源带动与它相邻的质点振动，即波源将机械能传递给与它相邻的质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此说波的传播过程也是一个能量传播过程。 3．只要明确了波的图像、波的传播方向、介质中各质点的振动方向三者间关系，然后结合v＝，有关波的问题大多数可得到解决。这三者的关系是：(1)已知波形图和波的传播方向，确定质点的振动方向。(2)已知质点振动的方向和波的传播方向，确定波形。 　(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3 m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s。下列说法正确的是(　　) A．波速为4 m/s B．波的频率为1.25 Hz C．x坐标为15 m的质点在t＝0.6 s时恰好位于波谷 D．x坐标为22 m的质点在t＝0.2 s时恰好位于波峰 解析：BD　任意振动质点连续两次通过平衡位置的过程所用时间为半个周期，即T＝0.4 s，T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，选项B正确；由题图知：该波的波长λ＝4 m，波速v＝＝5 m/s，选项A错误；画出t＝0.6 s时波形图如图所示，因15 m＝3λ＋λ，故x坐标为15 m的质点与x＝3 m处的质点振动情况一样，即在平衡位置向下振动，选项C错误；画出t＝0.2 s时波形图如图所示，因22 m＝5λ＋λ，故x＝22 m处的质点与x＝2 m处的质点振动情况一样，即在波峰位置，选项D正确。 重难点主题三　波的多解问题 1．机械波多解的原因 (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。 2．波的多解问题中关键词的转化 　(多选)如图甲所示，一列机械波沿直线ab向右传播，ab＝2 m，a、b两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是(　　) 甲 乙 A．波速可能是 m/s B．波长可能是 m C．波速可能是 m/s D．波速可能是 m/s 解析：ABD　由振动图像可看出t＝0时刻，点a在波谷，点b在平衡位置且向上振动，所以ab＝2 m＝λ＋nλ(n＝0、1、2、3，…)，解得λ＝ m(n＝0、1、2、3，…)①，所以波速v＝＝ m/s(n＝0、1、2、3，…)②，②式中当n＝10时，A项正确；①式中当n＝0时，B项正确；②式中当n＝1时，D项正确。 [跟踪训练] 1．(波的干涉和衍射)关于机械波的干涉和衍射，下列说法正确的是(　　) A．有的波能发生衍射现象，有的波不能发生衍射现象 B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等 C．当障碍物的尺寸比波长大很多时，是不能发生衍射现象的 D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大 解析：B　衍射是波特有的现象，所有的波都能发生衍射现象，故A错误；产生干涉现象的必要条件是两列波频率相同、相位差恒定，故B正确；当障碍物的尺寸比波长大很多时，也能发生衍射，只是衍射现象不太明显，故C错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点，只是其振幅最大，其位置在做周期性的变化