高考物理機(jī)械波考點(diǎn)歸納總結(jié)教學(xué)提綱

高考物理機(jī)械波考點(diǎn)歸納總結(jié)基礎(chǔ)再現(xiàn)對點(diǎn)自測知識清單一、機(jī)械波1．機(jī)械波的形成條件(1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的______．(2)有傳播______，如空氣、水等．2．傳播特點(diǎn)(1)傳播振動(dòng)形式、傳遞_______、傳遞信息．(2)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移．3．機(jī)械波的分類波源介質(zhì)能量垂直二、描述機(jī)械波的物理量1．波長λ：在波動(dòng)中振動(dòng)相位總是______的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離．用“λ”表示．2．頻率f：在波動(dòng)中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都是相同的，都等于_____的振動(dòng)頻率．3．波速v、波長λ和頻率f、周期T的關(guān)系公式：機(jī)械波的速度大小由______決定，與機(jī)械波的頻率無關(guān)．相同波源介質(zhì)三、機(jī)械波的圖象1．圖象：在平面直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的___________，用縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的______，連接各位移矢量的末端，得出的曲線即為波的圖象，簡諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線．2．物理意義：某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對___________的位移．四、波的衍射和干涉1．波的衍射定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．2．發(fā)生明顯衍射的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長__________，或者_(dá)_________時(shí)，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．平衡位置位移平衡位置相差不多小于波長3．波的疊加原理：幾列波相遇時(shí)能保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和．4．波的干涉(1)定義：頻率相同的兩列波疊加時(shí)，某些區(qū)域的振動(dòng)_____、某些區(qū)域的振動(dòng)______，這種現(xiàn)象叫波的干涉．(2)條件：兩列波的頻率相同．5．干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，波同時(shí)還可以發(fā)生反射、折射．五、多普勒效應(yīng)由于波源與觀察者互相______或者互相______時(shí)，接收到的波的______與波源頻率不相等的現(xiàn)象．加強(qiáng)減弱靠近遠(yuǎn)離頻率熱身體驗(yàn)1.一列波由波源向周圍傳播，下列說法不正確的是(

)A．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的傳播開去B．波源的振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)地傳播開去C．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)而沒有遷移

D．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)的傳播開去2．(2011·高考北京卷)介質(zhì)中有一列簡諧機(jī)械波傳播，對于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)(

)A．它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度B．它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向C．它在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于一個(gè)波長D．它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率3．關(guān)于波的圖象，下列說法正確的是(

)A．波的圖象描述的是波源在一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)情況B．波的圖象描述的是介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻離開平衡位置的位移情況C．波的圖象描述的是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡D．任何機(jī)械波的圖象都是正弦(余弦)曲線4．(2013·福建六校聯(lián)考)關(guān)于波的干涉、衍射等現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A．有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象，有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象B．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一,就是兩列波的頻率相等C．能觀察到衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或比波長更小D．在干涉圖樣中，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最大；振動(dòng)減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最小5．下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中，正確的是(

)A．觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率增大B．觀察者靠近波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率增大C．觀察者減速遠(yuǎn)離波源時(shí),觀察者接收到的頻率越來越小D．多普勒效應(yīng)是機(jī)械波所特有的現(xiàn)象熱身體驗(yàn)答案與解析1．解析：選A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并沒有隨波遷移,所以A錯(cuò)誤.2．解析：選D.波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)速度恒定，而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向平行，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程為振幅的4倍，與波長無關(guān),C錯(cuò)誤；由于質(zhì)點(diǎn)做的是受迫振動(dòng),因此它的振動(dòng)頻率與波源的振動(dòng)頻率相同，D正確．3．解析：選B.由波的圖象的意義知A、C錯(cuò)B對；只有簡諧波的圖象是正弦(余弦)曲線，D錯(cuò)．4．解析：選B.干涉、衍射是波共有的特性，所以A錯(cuò)誤．干涉具備兩波頻率相同、波源性質(zhì)相同的條件，B正確．當(dāng)滿足d≤λ時(shí)產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，而衍射現(xiàn)象是一定會產(chǎn)生的，所以C錯(cuò)誤．在干涉圖樣中，位移隨時(shí)間時(shí)刻發(fā)生變化，D錯(cuò)誤．5．解析：選B.當(dāng)觀察者靠近波源時(shí),可以觀測到頻率增大,當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源時(shí)，可以觀測到頻率減小,因此B正確,A錯(cuò)誤；兩者遠(yuǎn)離的速度越來越小,觀測到的頻率越來越大,C錯(cuò)；多普勒效應(yīng)是一切波的共性，因此D錯(cuò)．一、振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較波的振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象雖然形狀相同，但所研究的對象、意義、特點(diǎn)等有所不同．所以，要掌握兩者的區(qū)別及在某些情況下兩者的相互轉(zhuǎn)化.要點(diǎn)透析直擊高考振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對象某一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向所有質(zhì)點(diǎn)圖象意義某一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移圖象特點(diǎn)振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象圖象信息(1)周期、振幅(2)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移(3)速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向圖象變化隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平移一個(gè)完整曲線對應(yīng)橫坐標(biāo)一個(gè)周期一個(gè)波長即時(shí)應(yīng)用1

(2013·三亞調(diào)研)圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn),圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象,則(

)A．t＝0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向向上B．該波沿x軸正方向傳播C．該波的傳播速度為40m/sD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm2．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的互判圖象方法微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D象進(jìn)行一微小平移,然后由兩條波形曲線來判斷由圖可判定：t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)方向向下，質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)方向向上，質(zhì)點(diǎn)C振動(dòng)方向向下“上、下坡”法：沿著波的傳播方向看，上坡的點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡的點(diǎn)向上振動(dòng)，即“上坡下、下坡上”

例如：圖中，A點(diǎn)向上振動(dòng),B點(diǎn)向下振動(dòng),C點(diǎn)向上振動(dòng)逆向描跡法：逆著波的傳播方向用鉛筆描波形曲線，筆頭向上動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上,筆頭向下動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向就向下三、干涉加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的判斷方法1．條件判斷法振動(dòng)頻率相同、振動(dòng)情況完全相同的兩列波疊加時(shí),加強(qiáng)、減弱條件如下：設(shè)點(diǎn)到兩波源的距離差為Δr,當(dāng)Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)時(shí)為加強(qiáng)點(diǎn)，當(dāng)Δr＝(n＝0,1,2，…)時(shí)為減弱點(diǎn)．2．現(xiàn)象判斷法若某點(diǎn)總是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，則該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)；若總是波峰與波谷相遇，則為減弱點(diǎn)．不能認(rèn)為加強(qiáng)點(diǎn)的位移永遠(yuǎn)最大，減弱點(diǎn)的位移永遠(yuǎn)最小．用一條曲線將加強(qiáng)點(diǎn)連接起來，這條曲線上的點(diǎn)都是加強(qiáng)點(diǎn)；把減弱點(diǎn)用曲線連接起來，曲線上的點(diǎn)都是減弱點(diǎn)．加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間．即時(shí)應(yīng)用3如圖表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇．圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點(diǎn)，則：(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中,振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是________.振動(dòng)減弱的點(diǎn)是________．(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時(shí)刻位移為零的點(diǎn)是______．解析：(1)a、e兩點(diǎn)分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點(diǎn)，故此兩點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；c點(diǎn)處在a、e連線上，且從運(yùn)動(dòng)的角度分析a點(diǎn)的振動(dòng)形式恰沿該線傳播，故c點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，同理b、d是減弱點(diǎn)，f也是減弱點(diǎn)．(2)因?yàn)镾1、S2振幅相同，振動(dòng)最強(qiáng)區(qū)的振幅為2A，最弱區(qū)的振幅為零，位移為零的是b、d.答案：(1)a、c、e

b、d、f

(2)b、d考點(diǎn)1波的形成和傳播

(2012·高考浙江卷)用手握住較長軟繩的一端連續(xù)上下抖動(dòng)，形成一列簡諧橫波．某一時(shí)刻的波形如圖所示，繩上a、b兩質(zhì)點(diǎn)均處于波峰位置.下列說法正確的是(

)A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)之間的距離為半個(gè)波長B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)振動(dòng)開始時(shí)刻相差半個(gè)周期C．b點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)多一次D．b點(diǎn)完成全振動(dòng)次數(shù)比a點(diǎn)少一次考點(diǎn)探究講練互動(dòng)例1【解析】由題圖知a、b兩點(diǎn)之間的距離為一個(gè)波長，a、b兩點(diǎn)振動(dòng)開始時(shí)刻相差一個(gè)周期，知A、B錯(cuò)誤；由波是向右傳播的，知C錯(cuò)誤，D正確．【答案】

D考點(diǎn)2波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合應(yīng)用

(2012·高考福建卷)一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖乙所示,則該波的傳播方向和波速分別是(

)

A．沿x軸負(fù)方向，60m/s

B．沿x軸正方向，60m/sC．沿x軸負(fù)方向，30m/sD．沿x軸正方向，30m/s例2【答案】

A考點(diǎn)3波的干涉波源S1和S2振動(dòng)方向相同，頻率均為4Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處，OA＝2m,如圖所示.兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同．求：(1)簡諧橫波的波長；

(2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置．例3【答案】見解析易錯(cuò)辨析忽視波的雙向性和周期性造成錯(cuò)解技法提煉思維升華【答案】

B【真知灼見】

1.造成波動(dòng)問題多解的主要因素有：(1)周期性①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確.②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確.(2)雙向性,①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定.②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定.2.解答此類問題，首先要考慮波傳播的“雙向性”，例如，nT＋時(shí)刻向右傳播的波形和nT＋時(shí)刻向左傳播的波形相同.其次要考慮波傳播的“周期性”，時(shí)間、傳播距離都要寫成周期、波長的整數(shù)倍加“零頭”的形式.3.計(jì)算波速既可應(yīng)用v＝λf或v＝λ/T,也可以應(yīng)用v＝Δx/Δt.知能演練輕巧奪冠本部分內(nèi)容講解結(jié)束按ESC鍵退出全屏播放實(shí)驗(yàn)十二探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測定重力加速度本節(jié)目錄基礎(chǔ)理論儲備知能優(yōu)化演練創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評析經(jīng)典例題展示基礎(chǔ)理論儲備實(shí)驗(yàn)步驟1．做單擺：選取一段1m左右的細(xì)線，讓線的一端穿過小球上的小孔，然后打一個(gè)比小孔稍大一些的線結(jié)．把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸出桌面之外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記，如圖所示．2．測擺長：用米尺量出懸線長l′，精確到毫米；用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑d，也精確到毫米．l′＋就是單擺的擺長．3．測周期：把此單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度，并使這個(gè)角度不大于10°，然后釋放小球．當(dāng)擺球擺動(dòng)穩(wěn)定后經(jīng)過平衡位置時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí)，測量單擺全振動(dòng)30次(或50次)的時(shí)間，求出一次全振動(dòng)的時(shí)間，即單擺的振動(dòng)周期．反復(fù)測量三次，計(jì)算出測得的周期的平均值．4．改變擺長，重做幾次實(shí)驗(yàn)．誤差分析1．系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求．即懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看做質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)以及測量哪段長度作為擺長等．只要注意了上面這些問題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的程度．2．偶然誤差主要來自時(shí)間(即單擺周期)的測量上，因此要注意測準(zhǔn)時(shí)間(周期)．要從擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，即4,3,2,1,0,1,2，…在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)．不能多計(jì)或漏計(jì)擺動(dòng)次數(shù)．為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量后取平均值．注意事項(xiàng)1．選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm.2．單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象．3．注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過10°，可通過估算振幅的辦法掌握．4．?dāng)[球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺．5．計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)從擺球通過最低位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)．考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析

(2011·高考福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：(1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為________cm.(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法，其中正確的是________．(填選項(xiàng)前的字母)經(jīng)典例題展示例1為了能將擺球視為質(zhì)點(diǎn)和減少空氣阻力引起的相對誤差，應(yīng)選密度較大體積較小的擺球，故D錯(cuò)誤．【答案】

(1)0.97

(2)C考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理某同學(xué)在做利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，先測得擺線長為97.50cm，擺球直徑為2.0cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間，如圖所示，則：例2(1)該擺擺長為________cm，秒表的示數(shù)為________