7.1机械波（讲义）（3考点+4题型）——2023-2024学年高二物理下学期期中期末题型复习讲义

7.1机械波 考点一　波动图象与波速公式的应用 1 考点二　振动图象与波动图象 2 考点三　波的干涉、衍射、多普勒效应 3 题型1机械波的形成与传播 4 题型2波动图像和振动图像的理解和应用 8 题型3波传播的周期性和多解性问题. 12 题型4波特有的现象——波的干涉、衍射和多普勒效应 15 考点一　波动图象与波速公式的应用 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1所示． 图1 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． 2．波速与波长、周期、频率的关系为：v＝＝λf. 3．由波动图象分析质点运动的方法 (1)特殊点法 在波形图上取数个特殊点(波峰、波谷或平衡位置)，先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断Δt后各点运动到什么位置，最后连成曲线，即为另一时刻的波形图，适用于Δt＝n的情形． (2)平移法 先求出在Δt时间内波传播的距离Δx＝vΔt(v为波速)，再将原波形沿波传播方向平移Δx(若要画t－Δt时刻的波形图，则需逆着波传播方向平移Δx)，然后将新波形“修补”，使原有波形的区间充满波形． 4．造成波动问题多解的主要因素 (1)周期性 ①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确． ②空间周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确． (2)双向性 ①传播方向双向性：波的传播方向不确定． ②振动方向双向性：质点振动方向不确定． 考点二　振动图象与波动图象 振动图象 波动图象 研究对象 一振动质点 沿波传播方向的所有质点 研究内容 一质点的位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图象 物理意义 表示同一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图象信息 (1)质点振动周期 (2)质点振幅 (3)某一质点在各时刻的位移 (4)各时刻速度、加速度的方向 (1)波长、振幅 (2)任意一质点在该时刻的位移 (3)任意一质点在该时刻的加速度方向 (4)传播方向、振动方向的互判 图象变化 随时间推移，图象延续，但已有形状不变 随时间推移，波形沿传播方向平移 一完整曲 线占横坐 标的距离 表示一个周期 表示一个波长 考点三　波的干涉、衍射、多普勒效应 1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断 某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr. (1)当两波源振动步调一致时 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动加强； 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则振动减弱． (2)当两波源振动步调相反时 若Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，则振动加强； 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动减弱． 2．波的衍射现象 波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长． 3．多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过观察者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数即接收频率． (2)当波源与观察者相互靠近时，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． 题型1机械波的形成与传播 [题型专练1]. （2023秋•常州期末）王老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图，则绳上A点的振动图像正确的是（　　） A． B． C． D． [题型专练2]. （2022秋•桂林期末）由多家中国建筑公司承担建设的卡塔尔卢赛尔体育场，承办了2022年足球世界杯包括决赛在内的多场赛事。12月10日，阿根廷队和荷兰队在卢赛尔体育场争夺世界杯“八进四”的比赛中，八万观众自发的在观众席上进行“人浪”游戏，从看台A区到B区的观众依次做出下列动作：起立—举起双臂—坐下，呈现类似波浪的效果，下列关于“人浪”说法正确的是（　　） A．当“人浪”从看台A区传到B区时，观众也要从看台A区跑到B区 B．“人浪”从看台A区传到B区的速度由观众从看台A区跑到看台B区的速度决定 C．观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快 D．“人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播 [题型专练3]. （2023春•泰和县校级期末）下列关于机械振动和机械波说法正确的是（　　） A．简谐振动的物体每次经过同一位置时，速度可能不同 B．利用盛砂的漏斗演示简谐振动，如