《新教材變化解讀及考法剖析》-高中物理選擇性第3章機械波

《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理選擇性必修第一冊第3章機械波《新教材變化解讀及考法剖析》高中物理選擇性必修第一冊第3章機械波新教材物理選擇性必修第一冊變化解讀主題增加、刪除及調整原因分析動量守恒定律“通過實驗，理解動量”調整為“能過理論推導和實驗，理解動量定理”動量定理變在高中物理中明確提出要求，通過理論推導的實驗來學習動量定理能夠幫助學生更好地理解和把握這部分內容機械振動與機械波刪除“惠更斯原理”限于課時，刪除難度較大、中學應用并不廣泛的惠更斯原理光刪除“用激光觀察全息照相”刪去許多高中不易實現的實驗新教材特點1、突出核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)全面發(fā)展人才新教材從物理觀念的培養(yǎng)、科學思維的體現、科學探究的設計、態(tài)度責任的體現等方面突出核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)全面發(fā)展人才。2、考慮學生認知特點，優(yōu)化教科書結構新教材從學生認知水平及物理學科特點兩方面出發(fā)，在學生合理的認知水平發(fā)展下學習物理概念、規(guī)律，形成物理觀念，發(fā)展探究能力；在整體的結構安排上，遵從人們認識事物“先現象，后本質”的一般規(guī)律。3、聯系實際突出STSE的思想新教材從問題引入、分析的實例、概念和規(guī)律的應用、練習和習題、多個方面來貫徹聯系實際的原則，突出科學（Science），技術（Technology），社會（Society），環(huán)境（Environment）相互聯系的思想。教材除了在正文的安排中盡可能注意物理知識與生活、技術、社會的聯系，還特意設置了STSE欄目，介紹、探討科學技術與社會之間相互關聯的問題。4、關注社會發(fā)展反映我國科技進步內容的選擇上，一是在學習經典內容時，新教材多用當代人生活的實例；二是盡可能反映新科學、技術的發(fā)展，使教科書有時代氣息。5、注重基礎，兼顧差異新教材以概念規(guī)律的學習為載體打好基礎，注重核心素養(yǎng)的培養(yǎng)；內容的設計上體現了一些彈性：設置“拓展學習”欄、章后設置A、B兩組習題（A組習題對應《課程標準》中必修內容的要求，B組比《課程標準》中必修內容略有超出，供學有余力的學生選做）。新教材物理選擇性必修第一冊《第3章機械波》變化解【變動1】把舊教材中“波的圖像”和“波長、頻率和波速”合并到一個章節(jié)“波的描述”更為緊湊，其中增加了一個“思考與討論”中不同時刻的波形圖。波的圖像難度有所增加。【考法示例1】1．如圖所示為一列橫波某時刻的波形圖，已知波源的振動頻率為2Hz，此時刻a點向下運動，b、c兩點的平衡位置間相距10cm，則（）A．波是向右傳播的 B．波長是20cmC．波速是0.4m/s D．c點此時具有最小的加速度【考法示例2】2．如圖所示，甲為某一波動在t=1s時的圖像，乙為參與該波動的質點P的振動圖像。（1）求該波速度v；（2）求再經過5.5s時間內質點P通過的路程和經過5.5s后的時刻偏離平衡位置的位移?！究挤ㄊ纠?】3．如圖所示，實線為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在時刻的波形圖，經過波形圖變?yōu)槿鐖D虛線。求：（1）若時刻平衡位置為處的質點向y軸正方向運動，則該波的最大周期及該周期的情況下處質點的振動方程；（2）若，該波的波速?！咀儎?】刪除了“惠更斯原理”，波的反射和折射難度有所降低。【考法示例4】4．我們生活中的物理現象隨處可見，下列物理現象分別屬于波的（）(1)“聞其聲而不見其人”；(2)在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；(3)學生圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音；(4)當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高。A．反射、衍射、干涉、多普勒效應B．折射、衍射、多普勒效應、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效應D．衍射、反射、干涉、多普勒效應【考法示例5】5．關于波的反射與折射，下列說法正確的是（

）A．入射波的波長一定等于反射波的波長，其頻率不變B．入射波的波長一定小于反射波的波長，其頻率不變C．入射波的波長一定大于折射波的波長，其頻率不變D．入射波的波長一定小于折射波的波長，其頻率不變【考法示例6】6．人在室內講話的聲音比在空曠的室外講話聲音要洪亮，是因為(

)A．室內空氣不流動B．室內聲音多次被反射C．室內聲音發(fā)生折射D．室內物體會吸收聲音【變動3】完善了波的干涉圖樣條件，由原教材“頻率相同”，修改為“頻率相同，相位差恒定，振動方向相同”【考法示例7】7．如圖，軸上與是兩個波源，產生的簡諧波分別沿軸向右、向左傳播，波速均為，振幅均為，圖示為時刻兩列波的圖象，此時分別傳播到點和點，下列說法正確的（）A．時刻質點、都沿y軸負向運動B．時刻，質點、都運動到點C．時刻，處的質點為振幅為D．時刻，質點的位移正向最大【考法示例8】8．如圖是兩列周期為，振幅為的同種橫波相遇時某一時刻的情況，實線表示波峰，虛線表示波谷，弧與的間距為，為、連線的交點。則下列說法正確的是（）A．兩列波遇到寬為的障礙物，不會發(fā)生衍射現象B．兩列波的波速大小均為C．點為振動減弱點D．點在內運動的路程為【考法示例9】9．如圖所示，在軸上，A、B為振動情況相同的波源，相距，振幅為，兩列波波長均為，傳播速度均為，某時刻開始同時向同方向振動，則坐標為處的質點從該點起振時算起，在內通過的路程為（）A． B． C． D．【變動4】在“多普勒效應”中增加了“多普勒效應的應用”一小節(jié)?！究挤ㄊ纠?0】10．一列迎面駛來的火車發(fā)出鳴笛，則靜止的觀察者聽到聲波變化正確的是（）A．頻率變高 B．頻率不變 C．波速變大 D．波長不變【考法示例11】11．關于多普勒效應的敘述，下列說法中正確的是（）A．多普勒效應說明波源的頻率發(fā)生了變化B．多普勒效應是由于波的干涉引起的C．多普勒效應是波共有的特征D．火車向你駛來時，你聽到的汽笛聲音調變低，火車離你遠去時，你聽到的汽笛聲音調變高【考法示例12】12．一固定的超聲波源發(fā)出頻率為的超聲波，一輛汽車從遠處向超聲波源迎面駛來，在超聲波源處的接收器接收到由汽車反射回來的超聲波，并測出接收到的超聲波頻率為，設空氣中聲音的傳播速度是，計算汽車的行駛速度．參考答案：1．ABC【詳解】A．根據上下坡法則，a點向下運動，則a點處于上坡過程，所以波是向右傳播的，則A正確；B．由圖像可知此波的波長為20cm，所以B正確；C．根據波速公式有所以C正確；D．c點此時位移最大，回復力最大，則具有最大的加速度，所以D錯誤；故選ABC。2．（1）v=4m/s；（2）4.4m，s=0【詳解】（1）由yx和yt圖像知：λ=4m，T=1s，根據波速公式解得v=4m/s（2）由yt圖像知：T=1s，又t=5.5s，所以t=5T+0.5T所以P走過的路程為L=5×4A+2A解得L=4.4mt=5.5s時，P恰好回到平衡位置，此時偏移平衡位置的位移為s=03．（1）；（2）【詳解】(1)由時刻，處質點向y軸正方向運動，可知該波沿x軸負方向傳播，周期滿足當時，，由波形圖可知振幅為5cm，則處質點的振動方程(2)若波沿x軸正方向傳播由可知，由可得若波沿x軸負方向傳播，有且沒有滿足條件的n，綜上所述，波速為，方向沿x軸正方向。4．D【詳解】(1)“聞其聲而不見其人”，聽到聲音，卻看不見人，這是聲音的衍射；(2)春天里在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕，是由于聲音在云層間來回傳播，這是聲音的反射；(3)圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，音叉發(fā)出兩個頻率相同的聲波相互疊加，從而出現加強區(qū)與減弱區(qū)。這是聲音的干涉；(4)當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高。音調變高就是頻率變高，因此這是多普勒效應現象。故選D。5．A【詳解】AB.入射波與反射波在同種介質中波速相同，頻率由波源決定，頻率相同，由知波長相同，選項A符合題意，B不符合題意．CD.因不知介質情況，入射波與折射波波長無法比較，選項CD不符合題意．6．B【詳解】在室內說話，說話的聲音傳到墻壁上又反射回來，時間差太短，我們不能分辨出回聲與原聲，我們聽到的是回聲與原聲的混合，因此我們聽到的響亮，在空曠的場合我們說話，聲音傳播出去，周圍沒有高大的建筑物，聲音不能反射回來，我們聽到的只是原聲，因此聽起來就沒有室內響亮，綜上分析，ACD錯誤，B正確。故選B。7．C【詳解】A．兩列波的周期均為在t=0.1s時刻P質點向下振動，Q質點向下振動，在t=0.6s時刻，正好經過，所以P、Q質點均向上運動，沿y軸的正方向運動，所以A錯誤；B．波的傳播過程中，質點只在平衡位置振動，所以B錯誤；C．時刻，兩列波恰好傳播到M點，兩列波在M點為振動情況相同，M點為振動加強點，所以時刻，處的質點為振幅為，則C正確；D．時刻，兩列波均已經通過了P點，所以質點的位移為零，所以D錯誤；故選C。8．D【詳解】A．由圖可知，該波的波長為2m，接近障礙物的尺寸，會發(fā)生明顯的衍射現象。A錯誤；B．根據波速公式得B錯誤；C．由圖可知，E點距波峰CD、AD的距離相同，所以該點振動加強。C錯誤；D．E點的振幅為10cm，則內運動的路程為D正確。故選D。9．C【詳解】坐標為處的質點距離A、B兩點的路程差為由于路程差為波長的整數倍，則該點為加強點，其振幅為0.1m，根據周期公式可知該質點起振時，是B處傳來的波帶動的，A處的波傳到2.5m處還需要則從該質點起振時算起，在第一個0.4s內完成1次全振動，振幅等于B處波源振動的振幅，第2個0.4s兩列波疊加，振動加強，完成1次全振動，振幅等于兩波振幅之和，所以路程為所以C正確；ABD錯誤；故選C。10．A【詳解】根據多普勒效應，波在波源移向觀察者接近時接收頻率變高，波長變短，波速不變，則一列迎面駛來的火車發(fā)出鳴笛，則靜止的觀察者聽到聲波變化是頻率變高，波長變短，波速不變，所以A正確；BCD錯誤；故選A。11．C【詳解】A．多普勒效應說明波源的相對運動，使觀察者收到的頻率發(fā)生了變化。故A錯誤；B．根據上一選項分析，多普勒與波的干涉無關。故B錯誤；C．多普勒效應是波共有的特征。故C正確；D．根據多普勒效應可知，當波源和觀察者間距變小，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率高，聽到的聲音音調變高，當波源和觀