高三一轮复习第八章第2讲 机械波(1).docx

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第八章第2讲机械波

复习目标

目标1.知道机械波的形成条件及特点。

目标2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图像。

目标3.知道波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握发生干涉和明显衍射的条件。

考点一机械波的形成波的图像

知识点1．机械波

(1)机械波的形成条件

①有发生机械振动的_______。

②有传播_______，如空气、水等。

(2)传播特点

①机械波传播的只是振动的_______和_______，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波_______。

②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向_______。

③介质中每个质点都做_______振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期_______。

④波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离。

知识点2．波的图像

(1)坐标轴：横轴表示各质点的_______，纵轴表示该时刻各质点的_______。

(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开_______的位移。

(3)图像(如图)

3．波长、波速、频率及其关系

(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是_______的两个相邻质点间的距离。

(2)频率f：等于波源的_______，由波源决定。

(3)波速v：波在介质中的传播速度，由_______本身的性质决定，与波长和频率_______。

(4)波长、波速和频率(周期)的关系：v＝eq\f(λ,T)＝λf。

【典例1】.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为1×10－7s，下列说法正确的是()

A．质点M开始振动的方向沿y轴正方向

B．0～1.25×10－7s内质点M运动的位移为0.4mm

C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s

D．t＝2.0×10－7s时质点N恰好处于波谷

【典例2】．（2024·浙江·高考真题）频率相同的简谐波源S1、S2，和接收点M位于同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1，S2，同时垂直平面开始振动，M点的振动图像如图所示，则（）

A．两列波的波长为2m B．两列波的起振方向均沿x正方向

C．S1和S2，在平面内不能产生干涉现象 D．两列波的振幅分别为3cm和1cm

考点二振动图像与波的图像的综合应用

知识点1．振动图像与波的图像的比较

振动图像

波的图像

图像

物理意义

表示某质点各个时刻的位移

表示某时刻各质点的位移

图像信息

(1)质点振动周期

(2)质点振幅

(3)各时刻质点位移

(4)各时刻速度、加速度方向

(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

图像变化

随时间推移，图像延续，但已有形状不变

随时间推移，图像沿传播方向平移

形象比喻

记录着一个人一段时间内活动的录像带

记录着许多人某时刻动作、表情的集体照片

知识点2．求解波的图像与振动图像综合问题的关键点

(1)分清振动图像与波的图像。此步骤最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图像，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)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。

【典例3】．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t＝7s时，简谐波的波动图像可能正确的是()

【典例4】．（2024·重庆·高考真题）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（???）

A．最小波长

B．频率

C．最大波速

D．从该时刻开始2s内该质点运动的路程为

考点三波的多解问题

1．波的周期性

(1)质点振动nT(n＝1,2,3，…)时，波形不变。

(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反。

2．造成波传播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。

【典例5】．．如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，在t1＝0时刻波形如