2020年高考物理一轮复习 第15章 第65讲 机械波学案（含解析）（选修3-4）

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1、第65讲　机械波考点一　机械波的形成与传播1．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)传播振动形式、传播能量、传播信息。(2)质点不随波迁移。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，有波峰和波谷。(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，有疏部和密部。4．机械波的描述(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。①在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长。②在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长。(2)频率(f)：波的频率等于波源

2、振动的频率。(3)波速(v)：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定。(4)波长、频率(或周期)和波速的关系：v＝＝λf。5．波的图象(1)坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的位移。如图所示。(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。6．特别提醒(1)介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同，因此可以断定：波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。(2)波传到任意一点，该点的起振方向都和

3、波源的起振方向相同。(3)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，所以有v＝＝λf。(4)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变。(5)相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。7．波的传播方向与质点振动方向的互判方法1．(2015·四川高考)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次。甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波(　　)A．频率是30HzB．波长是3mC．波速是1m/sD．周期是0.

4、1s答案　C解析　由题意画出波形图如图所示，可知甲、乙两小木块间的距离x＝3m＝λ，故波长λ＝2m，B错误。又知两小木块都是每分钟振动30次，故周期T＝2s，频率f＝0.5Hz，则波速v＝＝1m/s，故A、D错误，C正确。2.[教材母题]　(人教版选修3－4P28·T1)简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。以下说法正确的是(　　)A．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向B．质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向C．再过半个周期时，质点P的位移为负值D．经过一个周期，质点P通过的路程为4a[变式子题]　(多选)简谐横波某时刻

5、的波形如图所示。a为介质中的一个质点，由图象可知(　　)A．质点a的加速度方向一定沿y轴负方向B．质点a的速度方向一定沿y轴负方向C．经过半个周期，质点a的位移一定为负值D．经过半个周期，质点a通过的路程一定为2AE．经过半个周期，质点a的速度方向一定沿y轴正方向答案　ACD解析　质点a做简谐运动，其回复力指向平衡位置，故其加速度一定沿y轴负方向，A正确。速度方向与波的传播方向有关，若波向右传播，则质点a向y轴正方向运动；若波向左传播，则质点a向y轴负方向运动，B错误。经过半个周期，质点a到达x轴下方的对称点，且通过的路程一定是2A，故C、D正确。经过

6、半个周期后，质点a到达x轴下方的对称点，速度方向与波的传播方向有关，可能沿y轴正方向，也可能沿y轴负方向，E错误。3．如图所示，1、2、3、4…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点。开始时绳处于水平方向，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期，质点9开始运动。则在二分之一周期时，下列说法正确的是(　　)A．质点3向上运动B．质点5所受回复力为零C．质点6的加速度向下D．质点9的振幅为零答案　A解析　经过二分之一周期，质点9开始运

7、动，波形图如图所示。此时质点9开始向下振动，其位移为零，但振幅不为零，D错误；质点3向上运动，A正确；质点5到达最低点回复力向上最大，B错误；质点6在平衡位置以下向下振动，加速度向上，C错误。考点二　波动图象和振动图象的综合问题(2018·河南省高三第二次仿真模拟考试)(多选)如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图。图乙表示该波传播的介质中x＝2m处的a质点从t＝0时刻起的振动图象。则下列说法正确的是(　　)A．波传播的速度为20m/sB．波沿x轴负方向传播C．t＝0.25s时，质点a的位移沿y轴负方向D．t＝0.25s时，x＝4m处

8、的质点b的加速度沿y轴负方向E．从t＝0开始，经0.3s，质点b通过的路程是6m解析　由乙图知