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(课标通用)2021高考物理一轮复习 14 波与相对论 第二节 机械波课件

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14波与相对论[选修3-4]第二节机械波知识架构答案1.发生机械振动的波源传播介质振动形式随波迁移相同2.垂直同一直线平衡位置位移3.平衡位置4.λf5.两列波的频率相同障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多声波和观察者之间有相对运动基础自测1.判断正误(1)机械波的传播过程中各质点不随波的传播而迁移.()(2)在水平方向上传播的波是横波.()(3)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同.()(4)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移.()(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍.()(6)波速表示介质中质点运动的快慢.()(7)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象.()(8)在振动加强区的质点的位移总是最大.()(9)一切波都能发生衍射现象.()(10)多普勒效应说明波源的频率发生变化.()(11)观察者接收到的波的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运动.()答案:(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)×(11)√2.如图14-2-1所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图,虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图.该波的波速为0.8m/s,则下列说法正确的是()图14-2-1A.这列波的波长是12cmB.这列波的周期是0.5sC.这列波是沿x轴正方向传播的D.t=0时,x=4cm处的质点振动方向为沿y轴负方向E.这列波是沿x轴负方向传播的解析:由波形图读出波长,利用波速求解周期,根据传播时间求出可能的传播距离或者将时间与周期相比较,就可以判断传播方向.由题图知该波的波长λ=12cm,故A项正确.由v=λT,得T=12×10-20.8s=0.15s,故B项错误.因tT=0.20.15=43,故该波沿x轴负方向传播,故C项错误,E项正确.由波沿x轴负方向传播可判定t=0时刻,x=4cm处质点的振动方向沿y轴负方向,故D项正确.答案:ADE3.下列关于多普勒效应的说法中,正确的是()A.只要波源在运动,就一定能观察到多普勒效应B.如果声源静止,就观察不到多普勒效应C.当声源朝靠近观察者运动时,声源的频率不变D.当声波远离观察者运动时,观察者接收到的频率变低E.当声源相对于观察者运动时,观察者听到的声音的频率可能变高,也可能变低解析:波源运动时,波源与观察者距离不一定变化,不一定发生多普勒效应,A错;声源静止时,若观察者向声源运动,能发生多普勒效应,B错;声源朝着观察者运动时,声源频率不变,观察者接收到的频率增大,C、D对,声源相对观察者运动时,二者距离可能增大,也可能减小,故观察者接收到的频率可能变低,也可能变高,E对.答案:CDE4.利用发波水槽得到的水面波形如图14-2-2甲、乙所示,则图甲显示了波的现象,图乙显示了波的现象.图14-2-2解析:由波的干涉和衍射概念知,图甲是一列波的传播,显示了波的衍射现象,图乙是两列波的传播,显示了波的干涉现象.答案:衍射干涉5.(2018年高考·课标全国卷Ⅱ)声波在空气中的传播速度为340m/s,在钢铁中的传播速度为4900m/s.一平直桥由钢铁制成,某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音,分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00s.桥的长度为m.若该声波在空气中的波长为λ,则它在钢铁中的波长为λ的倍.解析:设声波在钢铁中的传播时间为t1、传播速度为v1,在空气中的传播时间为t2、传播速度为v2,桥长为l,则l=v1t1=v2t2,而t2-t1=1.00s,代入数据解得l≈365m.又λ=vf,声波频率不变,所以λ钢λ空=v1v2,得λ钢=v1v2λ空=24517λ.答案:36524517考点突破(1)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同.(2)介质中每个质点做的都是受迫振动,所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同.因此可以断定:波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变.图14-2-3(3)振源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离,所以有v=λT=λf.(4)质点振动nT(波传播nλ)时,波形不变.(5)相隔波长整数倍的两质点,振动状态总相同;相隔半波长奇数倍的两质点,振动状态总相反.【典例1】某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s.下列说法正确的是W.A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为6HzC.该水面波的波长为3mD.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【解析】水面波是一种机械波,由题知周期为T=53s,则频率为0.6Hz,根据v=λT可以求得波长为3m,波能传播波的形式和能量,但质点并不随波传播,故选ACE.【答案】ACE变式训练1(多选)如图14-2-4所示,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m.一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点.下列说法正确的是()图14-2-4A.在t=6s时刻波恰好传到质点d处B.在t=5s时刻质点c恰好到达最高点C.质点b开始振动后,其振动周期为4sD.在4s

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