《【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第7章 第3课时 波的特有现象 声波 超声波课件 人教大纲版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第7章 第3课时 波的特有现象 声波 超声波课件 人教大纲版.ppt（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、考考 纲纲 要要 求求三三 年年 考考 情情热热 点点 考考 向向考点考点要求要求2007年年2008年年2009年年 波波的叠加、的叠加、波的干涉、波的干涉、衍射现象衍射现象全国卷全国卷(T16选择选择) 上海物理上海物理(T2A填空填空)重庆卷重庆卷(T15选择选择)广东卷广东卷(T14填空填空) 波特有的现象波特有的现象(叠加、叠加、干涉、衍射、多普勒干涉、衍射、多普勒效应、声波的特点等效应、声波的特点等)也是高考考查的一个也是高考考查的一个方面，但并不是年年方面，但并不是年年有考题对超声波的有考题对超声波的应用、多普勒效应作应用、多普勒效应作为高考不断渗入的新为高考不断渗入的新知识点应
2、引起足够的知识点应引起足够的重视重视. 声波、超声声波、超声波及其应用波及其应用多普勒效应多普勒效应第第3 3课时课时 波的特有现象波的特有现象 声波声波 超生波超生波1波的叠加波的叠加 (1)波的独立传播原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自的波的独立传播原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自的 不发生任何变化不发生任何变化 (2)叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点都同时参与两列叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点都同时参与两列 波引起的振动，其振动的位移为两列波单独存在引起的位移的波引起的振动，其振动的位移为两列波单独存在引起的位移的 矢量和矢量和波形和位移波
3、形和位移2波特有的现象波特有的现象 (1)波波的干涉的干涉 产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇 现象：两列波相遇时，某些区域振动总是现象：两列波相遇时，某些区域振动总是 ，某些区域振动总是，某些区域振动总是 ，且加强区和减弱区互相间隔，且加强区和减弱区互相间隔加强加强 减弱减弱 (2)波的衍射波的衍射 产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝缝)的尺寸跟波长的尺寸跟波长 ，或者比，或者比波长波长 现象：波绕过障碍物继续传播现象：波绕过障碍物继续传播差不多差不多更小更小衍射始终存在，只是有的衍射明显，有
4、的衍射不明显衍射始终存在，只是有的衍射明显，有的衍射不明显(3)多普勒效应多普勒效应定义：由于波源和观察者有相对运动，使观察者感到定义：由于波源和观察者有相对运动，使观察者感到 发生变化的现象发生变化的现象实质：实质： 的频率没有变化，观察者接收到的频率发生变化的频率没有变化，观察者接收到的频率发生变化波的频率波的频率波源波源怎样理解关于加强点、减弱点的位移与振幅？怎样理解关于加强点、减弱点的位移与振幅？1振振动加强点的动加强点的“加强加强”是做简谐运动的振幅变大了；振动减弱点的是做简谐运动的振幅变大了；振动减弱点的“减减 弱弱”是做简谐运动的振幅变小了既然做简谐运动，其位移就变化，就不是做简
5、谐运动的振幅变小了既然做简谐运动，其位移就变化，就不 会始终保持最大，或始终保持最小会始终保持最大，或始终保持最小2加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变 化，各质点仍围绕平衡位置振动，与振源振动周期相同化，各质点仍围绕平衡位置振动，与振源振动周期相同3加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即AA1A2，质点的振动，质点的振动能量大，并且始终最大减弱处振幅小，等于两列波的振幅之差，即能量大，并且始终最大减弱处振幅小，等于两列波的振幅之差，即A|A1A2|，质点振动能量小
6、，并且始终最小，若，质点振动能量小，并且始终最小，若A1A2，则减弱处，则减弱处不振动不振动4加强点的位移变化范围：加强点的位移变化范围：|A1A2|A1A2|，减弱点位移变化范围：，减弱点位移变化范围：|A1A2|A1A2|.5加强与减弱的条件加强与减弱的条件 当波源振动步调一致两列波相遇时，到两波源路程差当波源振动步调一致两列波相遇时，到两波源路程差sk k(k k 0,1,2,3，)的质点振动加强，的质点振动加强，s(2k k1) (k k0,1,2,3，)的质点振动的质点振动 减弱当两波源振动情况相反时，上述结果相反减弱当两波源振动情况相反时，上述结果相反1. (2010湖北黄冈湖北黄
7、冈)如图如图731所示，所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波为两个振动情况完全一样的波 源，两列波的波长都为源，两列波的波长都为，它们在介质中产生干涉现象，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共在空间共 形成形成6个振动减弱的区域个振动减弱的区域(图中虚线处图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图是振动减弱区域中的一点，从图中可看出中可看出()图图731 AP点到两波源的距离差等于点到两波源的距离差等于1.5 B两波源之间的距离一定在两波源之间的距离一定在2.5个波长到个波长到3.5个波长之间个波长之间 CP点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强点此时刻振动最弱，过半个周
8、期后，振动变为最强 D当一列波的波峰传到当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到点时，另一列波的波谷也一定传到P点点 解析：解析：从从S1、S2的中点起到向右三条虚线上，的中点起到向右三条虚线上，S1、S2的距离差依次为的距离差依次为0.5、1.5、2.5. 答案：答案：ABD2如图如图732表示产生机械波的波源表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰 (1)波源正在移向波源正在移向() AA点点 BB点点 CC点点 DD点点 (2)观察到波的频率最低的点是观察到波的频率最低的点是() AA点点 BB点点 CC点点 DD点点 图图73
9、2解析：解析：(1)从从波长变化情况来看，波源正在移向波长变化情况来看，波源正在移向A点点(2)由于波源远离由于波源远离B点，所以，观察到波的频率最低的点是点，所以，观察到波的频率最低的点是B点点答案：答案：(1)A(2)B1声波是纵波声波是纵波2声波的分类声波的分类 (1)可闻声波：频率范围在可闻声波：频率范围在 Hz的声波的声波 (2)超声波：频率高于超声波：频率高于 Hz的声波，可用于工程质量检测及疾病的诊断的声波，可用于工程质量检测及疾病的诊断 (3)次声波：频率低于次声波：频率低于 Hz的声波的声波3人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间
10、隔为 .2020 00020 000200.14 s3(2009重庆，重庆，15)图图733 同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图图733所示，以下说法正确的是所示，以下说法正确的是()声波能发生干涉、衍射等现象，声音的共振现象称为声音的共鸣声波能发生干涉、衍射等现象，声音的共振现象称为声音的共鸣A声波在水中波长较大，声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线是水中声波的波形曲线B声波在空气中波长较大，声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高，水中质点振动频率较高
11、，a是水中声波的波形曲线是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高，空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线是空气中声波的波形曲线解析：解析：因因声波的波速在水中较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波的波速在水中较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由声波在水和空气中传播的频率相同，再由vf知，声波在水中传播的波长长知，声波在水中传播的波长长答案：答案：A【例【例1】 (2010河北石家庄河北石家庄)两列简谐波沿水平弹性绳相向传播，波长均为两列简谐波沿水平弹性绳相向传播，波长均为2 m，波速均为，波速均为1 m/s.t0时，两列波的前
12、端相距时，两列波的前端相距1 m，波形如图，波形如图734所示，则图中各波形对应的时刻所示，则图中各波形对应的时刻t1、t2、t3、t4分别为分别为()图图734A2 s,1.5 s,1 s,2.5 sB2 s,1 s,1.5 s,2.5 sC1 s,1.5 s,2 s,2.5 sD1 s,2 s,1.5 s,4 s 解析：解析：由由t0时刻变为时刻变为t1时刻的波形图，由波的叠加原理知，左右两列波各沿传播时刻的波形图，由波的叠加原理知，左右两列波各沿传播 方向传播一个波长，因而历时方向传播一个波长，因而历时t1T，而，而T 2 s，故，故t12 s同理同理t2时刻，两波时刻，两波 形恰好正对
13、，则左右两列波各沿传播方向传播形恰好正对，则左右两列波各沿传播方向传播 ，历时，历时 T，故，故t2 T1.5 sT3 时刻为两波各沿传播方向传播时刻为两波各沿传播方向传播 对应的波形，故对应的波形，故t3 1 st4时刻为两波各沿时刻为两波各沿 传播方向传播传播方向传播 对应的波形，故对应的波形，故t4 T2.5 s因而因而A正确正确 答案：答案：A波的叠加问题的种类及解法：波的叠加问题的种类及解法：1两列两列波叠加后，求某时刻的波形波叠加后，求某时刻的波形2两列波叠加后，求某时刻某质点的振动状态两列波叠加后，求某时刻某质点的振动状态 解答这种问题时，一般先画出两列波叠加时各自的波形，然后根
14、据两列波解答这种问题时，一般先画出两列波叠加时各自的波形，然后根据两列波 叠加时的位移关系，确定合振动的位移，从而确定波形或质点的其它振动叠加时的位移关系，确定合振动的位移，从而确定波形或质点的其它振动 参量参量11如图如图735所示，所示，S1、S2是弦线两端的两个波源，它们的振动周期都是弦线两端的两个波源，它们的振动周期都为为T、振幅都为、振幅都为A，某时刻，某时刻S1发出的波恰好传到发出的波恰好传到C，S2发出的波恰好传到发出的波恰好传到 A，图中只画出了此时刻两列波在，图中只画出了此时刻两列波在AC部分的叠加波形，部分的叠加波形，S1A间、间、S2C间间波形没有画出，下列说法中正确的是
15、波形没有画出，下列说法中正确的是()图图735AA、B、C三点是振动减弱点三点是振动减弱点BA、C是振动减弱点；是振动减弱点；B是振动加强点，振幅为是振动加强点，振幅为2AC再过再过 ，AC间的波形是一条直线间的波形是一条直线D再过再过 ，AC间的波形不是一条直线间的波形不是一条直线 解析：解析：两两列波同时开始传播，由波形可以得出，列波同时开始传播，由波形可以得出，S1首先向下运动，首先向下运动，S2首先向首先向上运动，上运动，A、B、C三点都是减弱点，三点都是减弱点，A正确，正确，B错误若两列波单独传播，再错误若两列波单独传播，再过四分之一周期，两列波的波形应如图所示，过四分之一周期，两列
16、波的波形应如图所示，AC之间的所有质点在两列波的之间的所有质点在两列波的作用下位移均应为零，此时作用下位移均应为零，此时AC间波形为一条直线，间波形为一条直线，C正确，正确，D错误，选错误，选A、C. 答案：答案：AC【例【例2】 如如图图736所示，所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷图中同实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷图中所标的所标的a、b、c、d四点中四点中d点到两波源距离相等，下列说法中正确的有点到两波源距离相等，下列说法中正确的有()图图736 A该时刻
17、该时刻a质点振动最弱，质点振动最弱，b、c质点振动最强，质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱质点振动既不是最强也不是最弱 B该时刻该时刻a质点振动最弱，质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强质点振动都最强 Ca质点的振动始终是最弱的，质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的质点的振动始终是最强的 D再过再过T/4后的时刻，后的时刻，a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱解析：解析：该时刻该时刻a质点振动最弱，质点振动最弱，b、c质点振动最强，因为它们分别是波峰与波谷、质点振动最强，因为它们分别是波峰与波谷、波峰
18、与波峰、波谷与波谷相遇的点，这不难理解但是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点，这不难理解但是d既不是波峰和波峰叠加，既不是波峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？从图中可以看出，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？从图中可以看出，d是是S1、S2连连线的中垂线上的一点，到线的中垂线上的一点，到S1、S2的距离相等，所以两列波在任何时刻在该点的振的距离相等，所以两列波在任何时刻在该点的振动方向和位移均同向，由叠加原理得该点必然为振动最强点在干涉现象中，振动方向和位移均同向，由叠加原理得该点必然为振动最强点在干涉现象中，振动加强点和减弱点是固定的，不随时间的延伸而变化，即加强点
19、始终加强，减弱动加强点和减弱点是固定的，不随时间的延伸而变化，即加强点始终加强，减弱点始终减弱点始终减弱答案：答案：BC判断振动强弱的依据是振幅而不是位移，简谐运动的位移随时间是变化判断振动强弱的依据是振幅而不是位移，简谐运动的位移随时间是变化的，而振幅是不变的的，而振幅是不变的21如图如图737(a)所示，一根弹性绳，所示，一根弹性绳，O、A、B为绳上三点，为绳上三点，OA2 m，OB5 m，t0时刻时刻O点和点和B点同时开始向上振动且振动图象相同，如点同时开始向上振动且振动图象相同，如图图737(b)所示所示(取向上为正方向取向上为正方向)已知振动在绳上传播的速度为已知振动在绳上传播的速度
20、为5 m/s，则，则()图图737At0.6 s时刻，质点时刻，质点A速度为负向最大速度为负向最大Bt0.7 s时刻，质点时刻，质点A速度为零，位移为速度为零，位移为2A0Ct0.75 s时刻，质点时刻，质点A速度为零，位移也为零速度为零，位移也为零D00.8 s时间内，质点时间内，质点A通过的路程为通过的路程为2A0解析：解析：由图象可知由图象可知T0.4 s，vT2 m，OA之间相距一个波长，之间相距一个波长，OB之间相之间相距距2.5个波长，所以个波长，所以A点滞后点滞后O点一个周期，滞后点一个周期，滞后B点点1.5个周期，因为两列波为个周期，因为两列波为相干波，所以相干波，所以A点从点
21、从t0.4 s时刻开始振动，在时刻开始振动，在t0.6 s时刻应该振动到位移为零时刻应该振动到位移为零处，此时由处，此时由B点振动的波正好传到点振动的波正好传到A点，因此点，因此A点不再振动，它通过的路程应为点不再振动，它通过的路程应为2A0.故选故选C、D答案答案答案：答案：CD 有一障碍物的高度为有一障碍物的高度为10 m，下列哪一列波衍射最明显，下列哪一列波衍射最明显()A波长为波长为40 m的波的波 B波长为波长为9.9 m的波的波 C频率为频率为40 Hz的声波的声波 D频率为频率为5 000 MHz的电磁波的电磁波【错解】【错解】 波长为波长为9.9 m与障碍物的尺寸相差最小，衍射
22、最明显故选与障碍物的尺寸相差最小，衍射最明显故选B选项选项 解析：解析：几几列波的波长分别为列波的波长分别为A40 m，B9.9 m，C m8.5 m D m0.06 m由波发生明显衍射的条件得波长为由波发生明显衍射的条件得波长为40 m的波的波 衍射最明显故正确选项为衍射最明显故正确选项为A.【 正解】正解】1 错因：没有分清主次，抓住了次要条件错因：没有分清主次，抓住了次要条件障碍物或孔的尺寸相差不多，障碍物或孔的尺寸相差不多， 而忽略了主要条件而忽略了主要条件障碍物或孔的尺寸比波长小障碍物或孔的尺寸比波长小2明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸d比波长比波长小，或者相差不多其含小，或者相差不多其含 意是：意是：d时均能发生明显衍射，且时均能发生明显衍射，且比比d大的越多衍射越明显；当大的越多衍射越明显；当 d时，而且时，而且比比d小得不多的情况下，也能发生衍射，小得越少衍射越明显小得不多的情况下，也能发生衍射，小得越少衍射越明显. 【反思总结】【反思总结】 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册