人教版第十二章机械波习题课

机械波习题课人教版3-4第十二章机械波第一课时本章重点“机械振动、机械波”这一章知识点不是很多,高考要求也比较低,但是高考每年必考,每卷一题,并且多是以基础题和中档题为主,注重学生能力的考查.高考在这一章出题最多的是:振动在介质中的传播——波,横波和纵波,横波的图象,波长、频率和波速的关系,而且考纲对这几个考点的要求也是比较高的.这几个考点的内容是历年高考必考,其中命题率最高的知识点就是波的图象、频率、波长、振动与波动相结合的问题,所以下面谈谈这个考点中的热点题型.自主学习复习本章知识点，完成以下知识填空知识点1机械波横波和纵波机械波的概念机械波的形成(1)定义：_________在介质中的传播形成机械波．(2)产生条件：①_____；②_____．由此可知有波必有振动，但有振动未必形成波．机械振动波源介质机械波的分类(1)横波：质点振动方向与波的传播方向__________的波叫横波．横波有凸部(波峰)和凹部(波谷)．抖动绳子一端而在绳子上所形成的波就是横波，水表面的波可以近似看做横波．(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在___________的波叫纵波．纵波有密部和疏部．声波是最常见的_____，地震所产生的波既有横波又有纵波．机械波的特点(1)机械波传播的是振动形式和_____．质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移．(2)介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率____，而且各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向____，即各质点的振动方式与振源的振动方式完全一致．(3)离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.相互垂直同一直线上纵波能量相同相同一、基础知识题组1.[机械波的特点](多选)对于机械波，下列说法正确的是()A.各质点都在各自的平衡位置附近振动B.相邻质点间必有相互作用力C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D.各质点随波的传播而迁移•解析：根据机械波的物理模型，振源的振动使其周围质点依次振动，各质点能够依次振动，是因为相邻质点间存在相互作用力，沿波的传播方向，后一质点的振动必落后于前一质点，而且质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，随波一起传出去的是能量和振动形式．正确答案为ABC.•答案：ABC•知识点2横波的图象波速、波长和频率(周期)的关系Ⅱ•1.横波的图象•(1)坐标轴：横轴表示各质点的__________，纵轴表示该时刻各质点的_____．•(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开__________的位移．平衡位置位移平衡位置•(3)图象：•(4)应用：•①直接读取________和________，以及该时刻各质点的_____．•②确定某时刻各质点加速度和速度的_____，并能比较大小．•③结合波的传播方向可确定各质点的__________或由各质点的振动方向确定波的__________．振幅A波长λ位移方向振动方向传播方向•波的传播方向与质点的振动方向的判断方法内容图象上下坡法沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动同侧法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧微平移法将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定2、(多选)简谐横波某时刻的波形图如图所示，由此图可知()•A.若质点a向下运动，则波是从左向右传播的•B.若质点b向上运动，则波是从左向右传播的•C.若波从右向左传播，则质点c向下运动•D.若波从右向左传播，则质点d向上运动•解析：若波从左向右传播，根据“上下坡法”可知：a、b点向上运动，c、d点向下运动，可知B正确，A错误；若波从右向左传播，同理可知：a、b点向下运动，c、d点向上运动，可知C错误，D正确．•答案：BD知识点3：波长、波速、频率及其关系•(1)波长λ：在波动中，振动相位总是_____的两个相邻质点间的距离．•(2)波速v：波在介质中的传播速度，由_____本身的性质决定．•(3)频率f：由波源决定，等于波源的__________．•(4)波长、波速和频率的关系：①v＝_____；②v＝λT.相同介质振动频率λf3、[2012·安徽高考]一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图所示．已知波速为10m/s，则t＝0.1s时正确的波形应是下图中的()•[解题探究](1)根据题中条件可以确定哪些物理量？•(2)如何根据t＝0时刻的波形图确定t＝0.1s时刻的波形图？•提示：可以根据波速和时间计算出波沿x轴传播的距离来确定波移动的距离．提示：由波形图可以确定波长λ＝4.0m，由此可以求出波的周期T＝λv.[尝试解答]选C.由t＝0时刻的波形图可知该列波的波长为4.0m，所以波的传播周期为T＝λv＝4.010s＝0.4s，所以t＝14T，由于波沿x轴正方向传播，所以从t＝0时刻的波形沿x轴正方向移动四分之一个波长，故C正确．1.[波的图象](多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示．下列说法正确的是()A.由波形图可知该波的波长为4mB.由波形图可知x＝2m处的质点Q该时刻位移为0.2mC.经1/4周期后质点P运动到Q点D.经1/4周期后质点R的速度变为零提升训练解析：相邻两波峰的距离或者相邻两波谷的距离即为波长，由题图可知波长λ＝4m，A正确；因为此时Q在波谷，而振幅A＝0.2m，所以Q的位移为－0.2m，B错误；波的传播只是传播振动的形式而不是质点的传播，所以P点只是在它的平衡位置处上下振动，C错；由波的图象可以判断出质点R向下振动，经T4到达波谷，此时速度为0,D正确．故本题选AD.答案：AD2.[振动和波的关系]关于振动和波的关系，以下说法正确的是()A.如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B.物体做机械振动，一定产生机械波C.波在介质中传播的频率由波源决定，与介质的性质无关D.波源振动的越快，波的速度也越大•解析：波源停止振动，介质中已经振动起来的质点有一定的能量，要继续振动一段时间，波也要继续传播一段时间才停止，A错误；产生机械波的条件是机械振动和传播振动的介质，B错误；波的频率由波源决定，与介质无关，波速和介质有关，C正确；波源振动快慢和波的传播速度是两个不同的概念，D错误．•答案：C3.[波长、波速、频率的关系]如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()A.f1＝2f2，v1＝v2B.f1＝f2，v1＝0.5v2C.f1＝f2，v1＝2v2D.f1＝0.5f2，v1＝v2解析：因为机械波的波速由介质决定，频率由振源决定，所以f1＝f2；由图知：32λ1＝3λ2＝L，得λ1＝2λ2，由v＝λf得v1＝2v2，故C正确．答案：C4、[2013·北京高考]一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是()A．这列波的振幅为4cmB．这列波的周期为1sC．此时x＝4m处质点沿y轴负方向运动D．此时x＝4m处质点的加速度为0解析：由题图可知，这列波的振幅为2cm，波长λ＝8m，而波速v＝4m/s，知周期T＝λv＝84s＝2s，则A、B项错误；根据振动方向与波传播方向的关系，可知此时x＝4m处的质点沿y轴正方向运动，其加速度为0，则C项错误，D项正确．答案：D•机械波的特点及各物理量之间的关系•(1)介质依存性：机械波离不开介质．•(2)能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息．•(3)传播不移性：在传播方向上，各质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移．•(4)时空重复性：机械波传播时，介质中的质点不断地重复着振源的振动形式．•(5)周期、频率同源性：介质中各质点的振动周期均等于振源的振动周期且在传播中保持不变．•(6)起振同向性：各质点开始振动方向与振源开始振动的方向相同．•(7)波长、波速和频率的关系：v＝λ·f，f由波源决定，v由介质决定．作业完成51~53页例题及举一反三习题