第三章 章末归纳提升-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册五维课堂（人教版2019）

[知识整合] [能力强化] [强化点１]　振动图像与波的图像的区别与 联系 对振动图像和波的图像的区别与联系的考查属 于基础题型,虽难度不大,但它是新课标下高考 的热点题,由于振动图像与波的图像形状相似, 很多同学在应用时易混在一起,因此对振动图像 和波的图像问题要形成良好的思维习惯． (１)先看两轴:由两轴确定图像种类． (２)读取直接信息:从振动图像上可直接读取 周期和振幅;从波的图像上可直接读取波 长和振幅． (３)利用波速关系式:波长、波速、周期(频率) 间一定满足v＝λT＝λf． (４)如果是相互联系的波的图像与振动图像, 要注意质点的振动方向与波的传播方向的 相互确定． ①已知波形图和波的传播方向,可以确定 质点的振动方向． ②已知质点的振动方向和波的图像,可以 确定波的传播方向． [例１]　(２０２０􀅰北 京卷,６)一 列 简 谐横波某时刻波 形如图甲所示．由该时刻开始计时,质点L 的振动情况如图乙所示．下列说法正确的是 (　　) A．该横波沿x轴负方向传播 B．质点N 该时刻向y 轴负方向运动 C．质点L经半个周期将沿x 轴正方向移动 D．该时刻质点 K 与 M 的速度、加速度都 相同 [尝试解答]　　　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ●[强化训练] １．(多选)一列简谐横波,某时刻的图像如图甲 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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０１１􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 A．波沿x轴正方向传播 B．波速是２５m/s C．经过Δt＝０􀆰４s,质点M 通过的路程是４m D．质点P 比质点Q 先回到平衡位置 [强化点２]　波的图像及应用 波的图像描述的是在波的传播方向上介质中的 各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移,因此 只要明确了波的图像、波的传播方向和介质中各 质点振动方向三者的关系,再结合v＝λf就可解 决有关波的大多数问题．常见问题如下: (１)已知波形图和波的传播方向,确定质点的振 动方向; (２)已知波的图像和介质中质点的振动方向, 确定波的传播方向; (３)已知质点的振动方向和波的传播方向,确 定某时刻的波形图; (４)已知某时刻的波形图,画该时刻前、后的波 形图; (５)已知两时刻的波形图求解相关的物理量; (６)已知振动图像和某时刻的波形图求相关的 物理量． [例２]　(２０２０􀅰全国 卷Ⅲ,３４(１))如图, 一列简谐横波平行 于x轴传播,图中的 实线和虚线分别为t＝０和t＝０．１s时的波 形图．已知平衡位置在x＝６m处的质点,在 ０到０．１s时间内运动方向不变．这列简谐 波的周期为　　　　 s,波速为　　　　 m/s,传播方向沿x 轴　　　　(填“正方 向”或“负方向”)． [尝试解答]　　　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋 　　　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ●[强化训练] ２．(多选)在均匀介质中坐 标原点O处有一波源做 简谐运动,其表达式为y ＝５sin π２t æ è ç ö ø ÷ m,它在 介 质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某 时刻波刚好传播到x＝１２m处,波的图像如 图所示,则 (　　) A．此后再经６s该波传播到x＝２４m处 B．M 点在此后第３s末的振动方向沿y轴 正方向 C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向 D．此后M 点第一次到达y＝－３m处所需时 间是２s [课堂自测] １．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝０时刻的 波形图,P、Q 为介质中的两个质点,图乙为 质点P 的振动图像,则 (　　) A．t＝０．２s时,质点Q 沿y 轴负方向运动 B．t＝０．３s时,质点Q 运动的路程为０．３m C．t＝０．５s时,质点Q 的加速度小于质点P 的加速度 D．t＝０．７s时,质点Q 距平衡位置的距离 小于质点P 距平衡位置的距离 ２．(多选)一列横波从t ＝０ 时刻开始,从 原 点O沿着x 轴传播,t ＝０．６s时刻传至P 点,若OP＝１２m,PB＝ ８m,BC＝１０m,如图所示,则下列说法正确 的是 (　　) A．当波刚传到C 点时,P 点运动的路程比 C 点运动的路程多１８cm B．t＝１s时刻B 点的位移是２cm C．t＝１．５s时刻C点第一次在波峰 D．当波刚传播到B 点时,P 点运动的路程 比B 点运动的路程多８cm ３．一列简谐横波在t＝０时刻的波形如图中的 实线所示,t＝０．０２s时刻的波形如图中虚 线所示．若该波的周期T 大于０．０２s,则该 波的传播速度可能是 (　　) A．２m/s　　　　　　 　B．３m/s C．４m/s D．５m/s 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１１１􀅰 第三章　机械波 行,与空气摩擦产生声波,人耳接收到的频率与炮弹的相对 运动方向有关,故 D选项正确．] 合作探究􀅰攻重难 探究１ 探究导引 提示:当收录机向你摆来时音调变高,远离你去时音调变低． [例１]　(１)D　(２)A　(３)B　[(１)由于题图所示波源左方的 波面密集,右方的波面稀疏,可知该图表示的是多普勒效应 中波源运动的情况,即 D 选项正确．(２)由于波源左方的波 长被压缩,右方的波长被拉长,可知波源正在移向 A 点,即 A选项正确．(３)由于波源远离B 点,由题图分析可知在B 点观察到波的频率最低,即B选项正确．] 跟进训练 １．C　[根据多普勒效应产生的原因,该图表示波源正在向B 点移动,故 A错误．当波源向观察者运动时,观察者接收到 的频率一定比波源振动的频率高;当波源远离观察者时,观 察者接收到的频率一定比波源振动的频率低,故 B、D错误, C正确．] 探究２ [例２]　AB　[车辆(警车)匀速驶向停在路边的警车(车辆), 两者间距变小,产生多普勒效应,警车探测到的反射波频率 增高,选项 A正确,C错误;车辆(警车)匀速驶离停在路边 的警车(车辆),两者间距变大,产生多普勒效应,警车探测到 的反射波频率降低,选项B正确,D错误．] 跟进训练 ２．BD　[当观察者与测量对象无相对运动时,不发生多普勒效 应,故 A、C错误;当观察者与测量对象相对运动时,发生多 普勒效应,我 们 可 以 根 据 接 收 频 率 的 变 化 来 测 速,故 B、D 正确．] 课堂自测􀅰夯基础 １．BC　[A项和 D项中所说的现象是能量传播的问题,不是多 普勒效应．B、C两项所发生的现象是多普勒效应．] ２．BC　[本题考查多普勒效应．在同种介质中,超声波的传播 速度保持不变,因此 A 项错误,B项正确;因鱼群正向渔船 靠近,单位时间内渔船接收到的超声波的个数变多,根据多 普勒效应可知,频率变高,因此 C项正确,D项错误．] ３．B　[本题考查对波速和多普勒效应的理解,机械波在介质 中的速度由介质决定,与波的频率、波源的速度无关,因此不 论u如何变化,v都不变,声源向着接收器运动,接收器单位 时间接收到的完全波的个数增加,波源的速度越大,单位时 间接收到的 完 全 波 的 个 数 越 多,因 此u 增 大 时,f 增 大,B 正确．] ４．AB　[根据多普勒效应,当声源和观察者相向运动时,观察 者接收到的频率大于声源的频率,当声源和观察者反向运动 时,观察者接收到的频率小于声源的频率,将声源运动至A、 B、C、D 四个点时相对于观察者的速度方向标出来,A 点有 接近观察者的趋势,C点有远离观察者的趋势,声源在B、D 两点的速度方向垂直于O 点与观察者的连线,故选项 A、B 正确,C、D错误．] ５．C　[由于蝙蝠和墙壁发生相对运动,且相互靠近,因此墙壁 接收到的频率f１ 大于３９０００Hz．频率为f１ 的波经墙壁反 射后,与蝙蝠相互靠近,因此蝙蝠接收到反射波的频率f２＞ f１,C选项正确．] 章末归纳提升 能力强化 [例１]　B　[由图乙可知质点L的振动情况,该时刻质点L向 y轴正方向振动．根据上下坡法或者平移法可知,该横波沿 x轴正方向传播,质点 N 该时刻向y 轴负方向运动,故 A 错 误,故 B正确;质点L 只在平衡位置附近y 轴方向上下振 动,波传播时,质点不会沿x轴正方向移动,故 C错误;该时 刻质点K 与M 的速度为零,质点K 加速度为－y方向,质点 M 加速度为＋y方向,故 D错误．故选B．] 强化训练 １．BC　[由题图乙可知质点 M 在t＝０时刻在平衡位置且向上 运动,则波必定沿x 轴负方向传播,选项 A 错误;由题图甲 可知波长λ＝２０m,由题图乙可知周期T＝８×１０－１s,所以波 速v＝λT ＝２５m /s,选项B正确;Δt＝０􀆰４s＝T２ ,所以质点 M 通过的路程为２A＝４m,选项 C正确;由于波沿x轴负方向 传播,P 点振动方向向下,回到平衡位置的时间大于T４ ,而Q 点回到平衡位置的时间为T ４ ,所以选项D错误．] [例２]　[解析]　因为x＝６m 处的质点在０~０．１s内运动方 向不变,所以该处质点从正向位移最大处经过四分之一个 周期向下运动至平衡位置处,即 １ ４T＝０．１s , 解得周期为T＝０．４s,所以波速为v＝λT ＝ ４m ０．４s＝１０m /s,在 虚线上,x＝６m 处的质点向下运动,根据同侧法可知波沿x 轴负方向传播． [答案]　０．４　１０　负方向 强化训练 ２．AB　[由波源振动表达式可知ω＝π２ rad /s,而ω＝２πT ,所以T ＝４s,由波形图知λ＝８m,波速v＝λT ＝２m /s,Δx＝v􀅰Δt＝１２ m,故 A 项正确;经过 Δt′＝３s,波向前传播的距离为 Δx′, Δx′＝v􀅰Δt′＝６m,画出这一时刻的波形图如图中虚线所 示,由图可知,M 点振动方向沿y 轴正方向,B项正确;在波 的传播过程中,各质点的起振方向都与波源的起振方向相 同,可得波源起振方向沿y轴正方向,C项错误;此时 M 点 在y＝３m 处且沿y轴负方向振动,第一次到达y＝－３m 处所用时间小于T ２ ,故 D项错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５６１􀅰 参考答案 课堂自测 １．CD　[由振动图像可知T＝０．４s,t＝０时刻质点P 向上振 动．可知波沿x轴负方向传播,则t＝０．２s＝０．５T 时,质点 Q 沿y 轴正方向运动,选项 A 错误;０．３s＝３４T ,因质点Q 在开始时不是从平衡位置或最高点(最低点)开始振动,可知 ０~０．３s内,质 点 Q 运 动 的 路 程 不 等 于 ３４ ×４A＝３A＝ ０．３m,选项B错误;t＝０．５s＝１ １４T 时,质点P 到达最高 点,而质点Q 经过平衡位置向下运动还没有到达最低点,则 质点 Q 的 加 速 度 小 于 质 点P 的 加 速 度,选 项 C 正 确;t＝ ０．７s＝１３４T 时,质点P 到达波谷位置,而质点Q 还没到达 波峰位置,则质点Q 到平衡位置的距离小于质点P 到平衡 位置的距离,选项 D正确．] ２．AD　[由题意可知,该波的波长为λ＝８m,由于PC＝PB＋ BC＝８m＋１０m＝１８m＝２．２５λ,波从t＝０．６s时刻开始传 到C点的时间t＝２．２５T,则当波刚传到C点时,P 点比C 点 多运动的路程s＝４×２．２５×A＝９A＝９×２cm＝１８cm,A正 确;波传到B 点的时刻为t＝１s,此时B 点的位移为０,B错 误;由题意知T＝０．４s,λ＝８m,波速为v＝λT ＝ ８ ０．４m /s＝ ２０m/s,由题图可知,从图示波形再向右传播２０m,C 点第 一次到达波峰,所以t２＝ x v ＝ ２０ ２０s＝１s ,该波从波源开始振 动到图示波形用的时间为０．６s,所以C 点第一次到达波峰 的时间为t３＝１s＋０．６s＝１．６s,C错误;PB＝８m＝λ,则当 波刚传到B 点时,P 点比B 点多运动的路程s１＝４A＝８cm, D正确．] ３．B　[解析一　质点振动法 (１)设波向右传播,则在０时刻x＝４cm 处的质点往上振动, 设经历 Δt时间时质点运动到波峰的位置,则 Δt＝ １４＋n( )T,即T＝ ４Δt ４n＋１＝ ０．０８ ４n＋１s． 当n＝０时,T＝０．０８s＞０．０２s,符合要求．此时v＝λT ＝ ０．０８ ０．０８m /s＝１m/s．当n＝１时,T＝０．０１６s＜０．０２s,不符合 要求． (２)设波向左传播,则在０时刻x＝４m 处的质点往下振动, 设经 历 Δt 时 间 时 质 点 运 动 到 波 峰 的 位 置,则 Δt＝ ３ ４＋n( )T,即T＝ ４Δt ４n＋３＝ ０．０８ ４n＋３s． 当n＝０时,T＝０．０８３ s＞０．０２s ,符 合 要 求,此 时v＝λT ＝ ０．０８ ０．０８ ３ m/s＝３m/s．当n＝１时,T＝０．０８７ s＜０．０２s ,不符合 要求． 综上所述,只有选项B正确． 解法二　波的平移法 (１)设波向右传播,只有当波传播的距离为Δx＝(０．０２＋０．０８n)m 时,实线才会和虚线重合,即０时刻的波形才会演变成０．０２s时 的波形,Δt＝０．０２s．所 以v＝ΔxΔt＝ ０．０２＋０．０８n ０．０２ m /s＝(１＋ ４n)m/s．T＝λv ＝ ０．０８ ４n＋１s． 当n＝０时,T＝０．０８s＞０．０２s, 符合要求,此时v＝(１＋４n)m/s＝１m/s．当n＝１时,T＝ ０．０１６s＜０．０２s,不符合要求． (２)设波向左传播,只有当波传播的距离为 Δx＝(０．０６＋ ０．０８n)m 时,实线才会和虚线重合,即０时刻的波形才会演 变成 ０．０２s 时 的 波 形,Δt＝０．０２s．所 以 v＝ ΔxΔt＝ ０．０６＋０．０８n ０．０２ m /s＝(３＋４n)m/s．T＝λv ＝ ０．０８ ４n＋３s． 当n＝０ 时,T＝０．０８３ s＞０．０２s ,符合要求,此时v＝(３＋４n)m/s＝ ３m/s．当n＝１时,T＝０．０８７ s＜０．０２s ,不符合要求． 综上所述,只有B项正确．] 第四章　第１节 自主预习􀅰探新知 基础梳理 知识点一 １．(１)分界面　(２)进入第２种介质　２．(１)同一平面内　两侧 　成正比　 sinθ１ sinθ２ 　(２)可逆 知识点二 １．光学性质　２．真空　 sinθ１ sinθ２ 　３．真空　cv 　４． 大于１ 自我检测 １．(１)√　(２)×　(３)×　(４)√ ２．(１)BC　[发生反射时,光的传播方向一定发生改变,且可以 改变９０°,A错,B对;发生折射时,一定伴随着反射现象,但 有反射现象,不一定有折射现象,C对,D错．] (２)解析:由n＝cv 可知,介质的折射率越大,光在该介质中 的速度越小． 答案:小 合作探究􀅰攻重难 探究１ 探究导引 提示:１．不相同． ２．虚线表示光发生折射时的折射光线的反方向延长线． ３．光从水射入空气中,由于介质不同使光路发生偏折． [例１]　BD　[由于反射角等于入射角,入射光线、反射光线关 于法线对称,所以aO、Ob应是入射光线和反射光线,PQ 是 法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线 同侧,所 以 aO 是 入 射 光 线,Ob 是 反 射 光 线,Oc 是 折 射 光线．] 跟进训练 １．D　[光线在圆心处发生折射和反射,折射光线与半圆表面 垂直,到达半圆表面后沿原路返回,返回至空气与玻璃的交 界处时再 次 发 生 反 射 和 折 射,折 射 光 路 遵 循 光 路 可 逆 性 原理．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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