《【高三物理專題總結(jié)】5波的特有現(xiàn)象》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【高三物理專題總結(jié)】5波的特有現(xiàn)象（9頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第 1頁 第 8 講 波的特有現(xiàn)象 一 基礎(chǔ)知識分析 1 波的獨(dú)立傳播原理和疊加原理 獨(dú)立傳播原理 幾列波相遇時(shí) 能夠保持各自的運(yùn)動狀態(tài)繼續(xù)傳播 不互相影響 疊加原理 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移 速度 加速度都等于幾列波單獨(dú)轉(zhuǎn)播時(shí)引起的位移 速度 加速度 的矢量和 兩者并不矛盾 前者是描述波的性質(zhì) 同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播的幾列波都是獨(dú)立的 后者是描述 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況 每個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是各列波在該點(diǎn)引起的運(yùn)動的矢量和 2 波的干涉 波的干涉是兩列波在特定條件下的疊加 1 產(chǎn)生干涉的條件 兩列波的頻率相等 2 現(xiàn)象 兩列波相遇時(shí) 某些區(qū)域總是振動加強(qiáng) 某些區(qū)域總是振動減弱 且振動加強(qiáng)和減 弱的區(qū)域相互間隔 3 振動加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū) 振動完全相同的兩列波 某點(diǎn)到兩波源間的距離之差為半波長的偶 數(shù)倍 波長的整數(shù)倍 則是振動加強(qiáng)區(qū) 某點(diǎn)到兩波源間的距離之差為半波長的奇數(shù)倍 則是振動 減弱區(qū) 3 波的衍射 1 現(xiàn)象 波穿過小孔或障礙物 進(jìn)入陰影區(qū)內(nèi) 2 發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是 障礙物或孔的尺寸比波長小 或者跟波長相差不多 4 多普勒效應(yīng) 1 由于觀察者與波源之間存在相對運(yùn)動 使觀察者感受到的波的頻率與波的實(shí)際頻率不同的 現(xiàn)象 2 產(chǎn)生的原因 觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù) 當(dāng)波以一定速度 v通過接 收者時(shí) t 內(nèi)通過的其完全波的個(gè)數(shù)為 N vt 因而單位時(shí)間內(nèi)通過接收者的完全波的個(gè)數(shù) 即接受 頻率 f v 若波源不動觀察者朝向波源以速度 v 2 運(yùn)動 由于相對速度增大而是的單位時(shí)間內(nèi)通過觀察者的 完全波的個(gè)數(shù)增多 即 f v v 2 1 v 2 v f 可見 接收頻率增大了 同理可知 當(dāng)觀察者背離波源 運(yùn)動時(shí) 接收頻率將減小 當(dāng)觀察者不動 波源向觀察者以速度 v 1 運(yùn)動 由于波長變短為 v 1 T而使得單位時(shí)間內(nèi)通 過觀察者的完全波個(gè)數(shù)增多 即 f v v v 1 T vf v v 1 可見 接收頻率也增大 反之 減 小 第 2頁 二 典型題例 例 兩列波相向而行 在某時(shí)刻的波形與位置如圖 1所示 已知波的傳播速度為 v 圖中標(biāo)尺每 個(gè)長度為 L 在圖中畫出又經(jīng)過 t 7L v 時(shí)的波形 例 2 如圖 2 所示 S 為音頻發(fā)生器 A B 是兩個(gè)振動情況相同的發(fā)生器 A B 間的距離為 d 1m 一個(gè)人在 P 0 P 線上行走是 在 P 0 處聽到強(qiáng)聲 到 P 處又聽到一個(gè)強(qiáng)聲 若 L 5m P 0 P 85cm 聲速為 340m s 求聲波的波長和頻率 例 3 如圖 3 是觀察水波衍射的裝置 AC 和 BD 是兩塊擋板 AB 是一 個(gè)孔 O是波源 圖中已經(jīng)畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況 每條相鄰波 紋 圖中曲線 之間的距離表示一個(gè)波長 則對于波經(jīng)過孔之后的傳播情 況 下列描述中正確的是 A 此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B 擋板前后波紋間距相等 C 如果孔 AB 擴(kuò)大后 有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D 如果孔的大小不變 使波源頻率增大 能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象 例 4 當(dāng)人聽到聲音的頻率越來越低時(shí) 可能的原因是 A 聲源和人都是靜止的 聲源振動的頻率越來越低 B 人靜止 聲源遠(yuǎn)離人做勻速直線運(yùn)動 聲源振動的頻率不變 C 人靜止 聲源遠(yuǎn)離人做勻加速直線運(yùn)動 聲源振動的頻率不變 D 人靜止 聲源遠(yuǎn)離人做勻減速直線運(yùn)動 聲源振動的頻率不變 圖 2 圖 圖 1 第 3頁 三 波的干涉衍射針對訓(xùn)練 1 兩固定相同聲源發(fā)出的波長相等的聲波疊加 如果某時(shí)刻疊加區(qū)域里 P 點(diǎn)是兩列波的波谷相遇 那么在以后的時(shí)間里 P 點(diǎn)的振動 A 有時(shí)加強(qiáng) 有時(shí)減弱 B 經(jīng)半個(gè)周期的奇數(shù)倍時(shí)加強(qiáng) C 始終加強(qiáng) D 始終減弱 2 兩個(gè)振動情況完全相同的波源發(fā)出的波都傳到 P 點(diǎn) 而 P 點(diǎn)的振動總是加強(qiáng)的 則 P 點(diǎn)到兩 個(gè)波源的距離之差必為 A 半波長的奇數(shù)倍 B 半波長的整數(shù)倍 C 波長的奇數(shù)倍 D 波長的整數(shù)倍 3 如圖 1 是某時(shí)刻 t 兩列波的疊加圖 S 1 S 2 是相干波源 它們的振動情況完全相同 發(fā)出兩列 完全相同的水波 波峰 波谷分別用實(shí)線 虛線表示 下列說法正確的是 A B 質(zhì)點(diǎn)始終位于波谷處 D質(zhì)點(diǎn)始終位于波峰處 B 經(jīng)過半個(gè)周期 B 質(zhì)點(diǎn)變?yōu)椴ǚ?D質(zhì)點(diǎn)變?yōu)椴ü?C 只有 D質(zhì)點(diǎn)振動始終加強(qiáng) D C E 兩質(zhì)點(diǎn)振動始終減弱 4 以下現(xiàn)象屬于聲波的干涉現(xiàn)象的是 A 房間外的人聽到房間里的人的講話聲 B 下雨時(shí)雷聲轟鳴不絕 這是由于聲波在云里發(fā)生干涉的結(jié)果 C 敲響音叉 另一個(gè)與它完全相同的音叉也響起來 D 敲響音叉 在音叉周圍有的地方聽到聲音響些 5 關(guān)于聲波以下說法正確的是 A 在空中傳播的聲波一定是縱波 B 聲波不僅能在空氣中傳播 還可以在固體 液體中傳播 C 對于空氣中傳播的聲波來說 由于 v f 故頻率越高波速越大 D 次聲波在空氣中傳播速度比普通聲波傳播要快許多 6 如圖 2 是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置 AC 和 BD 兩塊擋板 AB 是一小 孔 O是波源 圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況 每兩條相鄰波紋之 間距離表示一個(gè)波長 則波經(jīng)過孔之后的傳播情況 下列描述中正確的是 A 此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B 擋板前后波紋距離相等 C 如果將孔 AB 擴(kuò)大 有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D 如果孔的大小不變 使波源頻率增大 能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象 C B D E S 1 S 2 圖 1 C A B D 圖 2 第 4頁 7 如圖 3 所示中 S 為在水面上振動的波源 M N 是水面上的兩塊擋板 其中 N 板可以上下移動 兩板中間有一狹縫 此時(shí)測得 A 處水沒有振動 為使 A 處水也能發(fā)生振動 可采用的方法是 A 使波源的頻率增大 B 使波源的頻率減小 C 移動 N 使狹縫的間距增大 D 移動 N 使狹縫的間距減小 8 如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況 圖中的實(shí)線表示波峰 虛線表示波谷 設(shè)兩列波的振幅 均為 5cm 且圖示的范圍內(nèi)振幅不變 波速和波長分別為 1m s 和 0 5m C 點(diǎn)是 BE 連線的中點(diǎn) 下 列說法中正確的是 A C E 兩點(diǎn)都保持靜止不動 B 圖示時(shí)刻 A B 兩點(diǎn)的豎直高度差為 20cm C 圖示時(shí)刻 C 點(diǎn)正處于平衡位置且向水面上運(yùn)動 D 從圖示的時(shí)刻起經(jīng) 0 25s B 點(diǎn)通過的路程為 20cm 9 關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中 正確的是 A 只要波源在運(yùn)動 就一定能觀察到多普勒效應(yīng) B 當(dāng)聲源靜止 觀察者運(yùn)動時(shí) 也可以觀察到多普勒效應(yīng) C 只要聲源在運(yùn)動 觀察者總是感到聲音的頻率變高 D 當(dāng)聲源相對觀察者運(yùn)動時(shí) 觀察者聽到的聲音的音調(diào)可能變高 也可能變低 10 當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時(shí) 我們聽到的汽笛聲的音調(diào)變高了 這是因?yàn)?A 聲源振動的頻率變高了 B 聲波傳播的速度變大了 C 耳膜振動的頻率變大了 D 耳膜振動的頻率變小了 11 下列說法中不正確 的是 A 夏日雷聲轟鳴不絕 屬于聲波的干涉 B 聞其聲而不見其人 屬于聲波的衍射 C 兩個(gè)完全相同的聲源固定在空間某兩位置上 如果在聲源周圍走動 時(shí)而感到有聲 時(shí)而感到無 聲 這屬于聲波的干涉 D 聽到遠(yuǎn)離的汽笛聲音音調(diào)較低 這是波的多普勒效應(yīng) 12 頻率相同的聲波 在空氣中和水中傳播時(shí)比較 在 中容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 這是由于 的緣故 第 5頁 第 2 題 振動和波針對訓(xùn)練 1 關(guān)于機(jī)械振動和機(jī)械波的關(guān)系 以下說法中正確的是 A 有機(jī)械振動必有機(jī)械波 B 波源振動時(shí)的運(yùn)動速度和波的傳播速度始終相同 C 由某波源激起機(jī)械波 機(jī)械波和波源的頻率始終相同 D 一旦波源停止振動 由它激起的機(jī)械波也立即停止波動 2 如圖所示 兩根細(xì)線長度均為 2m A 細(xì)線豎直懸掛且在懸點(diǎn) O 處穿有 一個(gè)金屬小球 a B 懸掛在懸點(diǎn)O 處 細(xì)線下端系有一金屬小球 b 并且有 m a m b 把金屬小球 b 向某一側(cè)拉開 3cm到 b 處 然后同時(shí)讓金屬小球 a b 由靜止開始釋放 則兩小球的最終情況是 A a 小球先到達(dá)最低點(diǎn) 不可能和 b 小球在最低點(diǎn)相碰撞 B b 小球先到達(dá)最低點(diǎn) 不可能和 a 小球在最低點(diǎn)相碰撞 C a b 兩小球恰好在最低點(diǎn)處發(fā)生碰撞 D 因?yàn)椴恢?m a m b 的具體數(shù)值 所以無法判斷最終兩小球的最終情況 3 一列橫波沿 x 軸正方向傳播 t 0 時(shí)刻的波動圖像如 圖所示 已知改橫波的傳播速度是 10m s 那么橫波上一 點(diǎn) P 在 t 0 2s時(shí)的位移是 A 2cm B 2cm C 2m D 2m 4 一列沿x軸傳播的簡諧橫波 某時(shí)刻的圖像如圖所示 質(zhì)點(diǎn)A的位置坐標(biāo)為 5 0 且此時(shí)它正沿y 軸正方向運(yùn)動 再經(jīng)2 s將第一次到達(dá)正方向最大位移 由此可知 A 這列波的波長為10 m B 這列波的頻率為0 125 Hz C 這列波的波速為25 m s D 這列波是沿 x 軸的正方向傳播的 5 以下關(guān)于波的說法中正確的是 A 干涉現(xiàn)象是波的特征 因此任何兩列波相遇時(shí)都會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 B 因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL可以與通常的障礙物尺寸相比 所以聲波很容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 C 聲波是橫波 D 縱波傳播時(shí) 媒質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)將隨波的傳播一直向前移動 OO A B a b b 0 2 2 2 4 6 8 10 12 x m y cm 第 3 題 v P 第 4 題 第 6頁 第 9 題 6 甲 乙兩個(gè)作簡諧振動的單擺擺長之比為 9 4 則它們的振動周期之比 T 甲 T 乙 在甲擺完成 10 次全振動的時(shí)間內(nèi) 乙完成 次全振動 7 聲音在空氣中的傳播速度為 340 m s 在水中的傳播速度為 1450 m s 一列在空氣中的波長為 0 5 m 的聲波 當(dāng)它傳入水中后的頻率是 Hz 波長應(yīng)為 m 保留 2 位小數(shù) 8 如圖所示 是一列波在 t 0 時(shí)的波形圖 波速為 20 m s 傳播方向沿 x 軸正向 從 t 0 到 t 2 5 s 的時(shí)間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn) M 所通過的路程是 m 位移是 m 用小數(shù)表示 9 如圖所示 光滑圓弧軌道的半徑 R 極大 圓弧底部中點(diǎn)為 O 兩個(gè)相同的小球分別在 O點(diǎn)正上方 高 h 處的 A 點(diǎn)和離 O 很近的軌道上的 B 點(diǎn) 現(xiàn)同時(shí)讓兩球由靜止釋放 若它們能同時(shí)到達(dá) O 點(diǎn) 則 高 h 為 此題和選擇題 2 類似 10 一列沿 x 軸正方向傳播的橫波 某時(shí)刻的波形圖像如圖中的 所示 經(jīng) t 0 2 s后 波形圖像如 圖中 所示 求這列波的波速 思考若沿 x軸負(fù)方向傳播的情況 11 一列橫波的波源在圖中的坐標(biāo)原點(diǎn) O處 經(jīng)過 0 4 s 振動從 O點(diǎn)向右傳播 20 cm P 點(diǎn)離 O點(diǎn) 的距離是 80 cm 求 1 P 點(diǎn)起振時(shí)的速度方向如何 2 該波從原點(diǎn)向右傳播時(shí)開始計(jì)時(shí) 經(jīng)多長時(shí)間質(zhì)點(diǎn) P 第一次到達(dá)波峰 保留一位小數(shù) 第 8 題 0 2 2 2 4 6 8 10 12 x m y cm v 第 10 題 y cm O 20 4 x cm P 4 第 11 題 第 7頁 振動和波檢測 20 10 4 1 如圖所示 甲圖為一列簡諧橫波在 t 0 2s 時(shí)刻的波動圖象 乙圖為這列波上質(zhì)點(diǎn) P 的振動圖象 則該波 A 沿 x 軸負(fù)方傳播 波速為0 8m s B 沿 x 軸正方傳播 波速為 0 8m s C 沿 x 軸負(fù)方傳播 波速為 5m s D 沿 x 軸正方傳播 波速為 5m s 2 已知心電圖記錄儀的出紙速度 紙帶移動的速度 是 2 5cm s 如圖所示是儀器記錄下的某人的心 電圖 圖中每個(gè)小格的邊長為 0 5cm 由此可知 A 此人的心率約為 75 次 分鐘 B 此人的心率約為 125次 分鐘 C 此人心臟每跳動一次所需時(shí)間約為 0 70 秒 D 此人心臟每跳動一次所需時(shí)間約為 0 60 秒 3 一列簡諧橫波沿 x 軸傳播 周期為 T t 0 時(shí)刻的波形如圖所示 此時(shí)平衡位置位于 x 3 m處的質(zhì)點(diǎn) 正在向上運(yùn)動 若 a b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為 x a 2 5 m x b 5 5 m 則 A 當(dāng) a 質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí) b 質(zhì)點(diǎn)恰在波谷 B t T 4 時(shí) a 質(zhì)點(diǎn)正在向 y 軸負(fù)方向運(yùn)動 C t 3T 4 時(shí) b 質(zhì)點(diǎn)正在向 y 軸負(fù)方向運(yùn)動 D 在某一時(shí)刻 a b 兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同 x m y m 0 1 0 P 甲 2 0 t s y m 0 0 2 乙 0 4 第 8頁 4 2008 年北京時(shí)間 5 月 12 日 14 時(shí) 28 分 在四川省紋川縣 北緯 31 度 東經(jīng) 103 4 度 發(fā)生了 8 級地震 它是印度板塊向亞洲板塊俯沖 造成青藏高原快速隆升導(dǎo)致的 已知地震波分為 縱波 P 波 速度 v p 9km s 橫波 S 波 速度 v S 4km s v p v s 一種簡易 地震儀由豎直彈簧振子 P 和水平彈簧振子 H 組成 在一次地震中 震源 地地震儀下方 觀察到兩振子相差 5s 開始振動 則 A P 先開始振動 震源距地震儀約 36km B P 先開始振動 震源距地震儀約 25km C H先開始振動 震源距地震儀約 36km D H先開始振動 震源距地震儀約 25km 5 簡諧波沿 x 軸傳播 波速為 50m s t 0 時(shí)的波形如圖 M 處的質(zhì)點(diǎn)此 時(shí)正經(jīng)過平衡位置沿 y軸正方向運(yùn)動 畫出 t 0 5s 時(shí)的波形圖 6 圖中的實(shí)線表示 t 時(shí)刻的一列簡諧橫波的圖像 虛線則表示 t t 時(shí)刻該波的圖像 設(shè) T為該波的 周期 則 t的取值 其中 n 0 1 2 3 A 若波沿 x軸正方向傳播 t n 4 1 T B 若波沿 x軸負(fù)方向傳播 t n 2 1 T C 若波沿 x軸正方向傳播 t n 4 3 T D 若波沿 x軸負(fù)方向傳播 t n 1 T 震源 第 9頁 7 如圖所示 是一列簡諧波在 t 0 時(shí)刻的波動圖象 已知這列波是沿 x 軸正方向傳播 波速為 20 m s 下列四個(gè)是波上的 P 質(zhì)點(diǎn)的振動圖像 其中正確的是 4 y cm t s 4 0 4 y cm t s 4 0 0 4 y cm t s 4 4 y cm t s 4 0 A B C D 參考答案 二 典型題例 例 3 ABC 例 4 ABCD 三 波的干涉衍射針對訓(xùn)練 1 C 2 D 3 BD 4 D 5 AB 6 BC 7 BD 8 BCD 9 BD 10 C 11 A 12 水 波長變大 振動和波針對訓(xùn)練 1 C 2 A 3 B 4 B 5 B 6 3 2 15 7 680 2 13 8 2 5 0 05 9 8 R 10 右 1 1 1 4 40 m s 4 n vn t 左 2 3 3 4 40 m s 4 n vn t 11 1 下 2 t 1 9s 振動和波檢測 1 C 2 A 3 C 4 A 6 C 7 B