高考专题-机械波-有答案讲述.doc

第讲　机械波 一、机械波　横波和纵波　1.机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点 (1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移． (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同． (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零． 3．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波，有密部和疏部. 考点二、横波的图象　波速、波长和频率(周期)的关系　 1．横波的图象 (1)坐标轴：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． (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移． (3)图象： (4)应用： 直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移． 确定某时刻各质点加速度和速度的方向，并能比较大小． 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．波长、波速、频率及其关系 (1)波长λ 在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离． (2)波速v： 波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定． (3)频率f： 由波源决定，等于波源的振动频率． (4)波长、波速和频率的关系： v＝λf； v＝. 三、波的干涉和衍射现象　多普勒效应 1．波的干涉和衍射 波的干涉 波的衍射 条件 两列波的频率必须相同 明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多 现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样 波能够绕过障碍物或孔继续向前传播 2.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有相对运动． (2)现象：观察者感到频率发生变化． (3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化． 基 础 自 测 1．关于公式v＝λf，正确的说法是(　　)． A．v＝λf适用于一切波 B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大 C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f D．由v＝λf知，波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速度小 解析　因波速公式具有普遍意义，故A对；波的频率由波源决定，故C对．答案　AC 2．(2011·上海卷，10)两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图2－1所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则(　　)． 图2－1A．在两波相遇的区域中会产生干涉 B．在两波相遇的区域中不会产生干涉 C．a点的振动始终加强 D．a点的振动始终减弱 解析　由题图知，两列波的波长不相等，不满足波的干涉条件，故B正确，A、C、D错误．答案　B 3．如图2－2所示为观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述不正确的是(　　)． 图2－2A．此时能明显观察到波的衍射现象 B．挡板前后波纹间距相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 解析　由题图可以看出，孔AB尺寸与波长相差不大，因只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故选项A、C正确；由λ＝知，v不变，f增大，只能使λ减小，故选项D错；既然衍射是指“波绕过障碍物而传播的现象”，那么经过孔后的波长自然不变，故选项B正确．答案　D 4．如图2－3甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　)． 图2－3 A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 答案　AD 5．如图2－4所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.05 s时刻的波形图．已知该波的波速是80 cm/s，则下列说法中正确的是(　　)． 图2－4A．这列波有可能沿x轴正方向传播 B．这列波的波长是10 cm C．t＝0.05 s时刻x＝6 cm处的质点正在向下运动 D．这列波的周期一定是0.15 s 解析　由波的图象可看出，这列波的波长λ＝12 cm，B错误；根据v＝，可求出这列波的周期为T＝＝ s＝0.15 s，D正确；根据x＝vt＝80×0.05 cm＝4 cm可判断，波应沿x轴负方向传播，根据波的“微平移”法可判断t＝0.05 s时刻x＝6 cm处的质点正在向上运动，