高二物理《第十二章 机械波》(导学案)

(2)因波向左传播，且3T<Δt<4T，则必有3λ<s′<4λ，故n＝3，v左＝(16n＋12)m/s＝60 m/s.
(3)因波速v＝68m/s，所以s＝v·Δt＝68×0.5m＝34m＝(4＋ )λ，故波向右传播．
答案(1)若波向右传播，v右＝(16n＋4)m/s(n＝0,1，2，…)；若波向左传播，v左＝(16n＋12) m/s(n＝0,1,2，…)
二、波的图象与振动图象的区分和联系
面对波的图象和振动图象问题时可按如下步骤来分析：
1．先看两轴：由两轴确定图象种类．
2．读取直接信息：从振动图象上可直接读取周期和振幅；从波的图象上可直接读取波长和振幅．
3．读取间接信息：利用振动图象可确定某一质点在某一时刻的振动方向；利用波的图象可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判．
图6
答案见解析
2．(波的图象)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图5所示，介质中质点P、Q分别位于x＝2m，x＝4m处．从t＝0时刻开头计时，当t＝15s时质点Q刚好第4次到达波峰．
图5
(1)求波速；
(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程)．
答案(1)1m/s(2)x＝0.2sin(0.5πt)m
这些物理现象分别属于波的()
A．反射、衍射、干涉、多普勒效应
B．折射、衍射、多普勒效应、干涉
C．反射、折射、干涉、多普勒效应
D．衍射、折射、干涉、多普勒效应
答案A
解析在春天里一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；同学围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应．

4.1 波的衍射互动课堂疏导引导1.波的衍射现象波可以绕过障碍物继续传播的现象.（1）衍射是波特有的现象.（2）一切波都能发生衍射现象2.产生明显衍射现象的条件障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长差不多.①障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象.②波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波（称为子波）在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象.③当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到. 案例 下列关于波的衍射的说法正确的是（ ）A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象，所以选项A 对C 错.发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B 是正确的.声波的波长在1.7 cm 到17 m 之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波才容易发生衍射现象，所以选项D 也是正确的.答案：ABD活学巧用1.如图12-5-1所示为观察水面波衍射的实验装置，AC 和BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长.则关于波经过孔后的传播情况，下列描述中正确的是（ ）图12-5-1A.此时能明显地观察到波的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔AB 扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D.如果孔的大小不变，波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象思路解析：从图知水波波长跟小孔尺寸相差不大，此时能明显观察到波的衍射现象，如果孔AB 扩大到比波长大得多，就不能产生明显的衍射现象，所以A 、C 均正确.波绕过障碍物，即发生衍射时，波的特征并未发生改变，即波的波长、频率和波速不改变，故B 选项正确.当波的频率增大，波速不变，波长fv =λ变小，有可能比孔宽小得多，衍射现象就越不明显，故D 选项错误.答案：ABC高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

12.3 波长、频率和波速[目标定位] 1.理解波长的含义，能从波的图象中求出波长.2.知道波传播的周期和频率，理解波的周期和频率与质点振动的周期和频率的关系.3.会用公式v＝λf解答实际的波动问题.4.掌握波在传播过程中的周期性和双向性．一、波长、周期和频率[问题设计]学习了波的图象之后，甲同学认为两波峰间或两波谷间的距离就是一个波长，乙同学认为相邻波峰与波谷间的距离为一个波长，而丙同学认为相邻波峰与波谷间的距离应为半个波长．你认为他们的想法对吗？为什么？[要点提炼]1．波长(1)在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，通常用λ表示．(2)在横波中，两个或两个之间的距离等于波长；在纵波中，两个部或两个之间的距离等于波长．(3)相距一个(或整数倍个)波长的两个质点在任何时刻振动状态都．(4)波长反映了波的周期性．2．周期(T)和频率(f)(1)介质中各个质点振动的周期或频率是相同的，都等于波源的振动周期或频率．波的周期(频率)由决定．(2)一个周期内波在介质中传播的距离等于．(3)周期反映了波的周期性．[延伸思考]“振动相位总是相同”的含义是什么？二、波速[问题设计]游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，这说明什么？当波从一种介质进入另一种介质时波速是否改变？阅读课本内容“0 ℃时几种介质中的声速v/(m·s－1)”，说明波速与什么有关．[要点提炼]1．波速(1)定义：波在介质中传播的速度．(2)定义式：v＝λT＝2．波长、频率和波速的决定因素(1)波速由介质决定，与波的频率、波长无关．(2)周期和频率取决于波源，而与v、λ无直接关系(3)波长由和共同决定．波从一种介质传播到另一种介质，波的频率不变，由于波速的变化，波长也将随之变化．3．造成波动问题多解的主要因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确．②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确．(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定．②振动方向双向性：质点振动方向不确定．[延伸思考]波速就是质点振动速度吗？一、对波长、周期、频率和波速的理解例1下列说法正确的是( )A．当机械波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是波长B．传播一列简谐波的同一种均匀介质中各质点具有相同的周期和振幅C．由波在均匀介质中的传播速度公式v＝λf可知，频率越高，波速越大D．在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动情况完全相同例2一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是( )A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则同一时刻质点P的位移与波源的位移相同二、波的多解性例3一列横波在x轴上传播，t1＝0和t2＝0.005 s时的波形如图1中的实线和虚线所示．图1(1)设周期大于(t2－t1)，求波速；(2)设周期小于(t2－t1)，并且波速为6 000 m/s，求波的传播方向．例4如图2所示，一列简谐波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15 m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是( )图2A．0.6 m B．0.3 mC．0.2 m D．0.1 m1.(对波长的理解)关于机械波的波长，下列说法正确的是( )A．平衡位置相距一个波长的两个质点运动情况总是相同B．运动情况总是相同的两个质点相距一个波长C．在横波中，两个相邻的波峰间的距离等于一个波长D．在横波中，波峰到相邻的波谷之间的距离等于半个波长2．(波长、周期、频率和波速)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率3．(波长、周期、频率和波速)如图3所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，下面说法中正确的是( )图3A．这列波的波长是4 mB．这列波的传播速度是10 m/sC．质点Q(x＝9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰D．M点以后各质点开始振动的方向都是向下4．(波的多解性)一列横波在t＝0时刻的波形如图4中实线所示，在t＝1 s时的波形如图中虚线所示．由此可以判定此波的( )图4A．波长一定是4 cmB．周期一定是4 sC．振幅一定是2 cmD．传播速度一定是1 cm/s题组一波长、周期、频率和波速1．下列等于一个波长的是( )A．在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离B．波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离C．一个周期内振动传播的距离D．一个正弦波形的曲线长2．声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时( )A．频率变小，波长变大 B．波长变小，频率变大C．频率不变，波长变大 D．频率不变，波长变小3．关于波的频率，下列说法正确的是( )A．波的频率由波源决定，与介质无关B．波的频率与波速无直接关系C．波由一种介质传到另一种介质时，频率要发生变化D．由公式f＝vλ可知，频率与波速成正比，与波长成反比4．如图1所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是( )图1A ．B 、C 两点的振幅相同B ．C 、E 两点的平衡位置间的距离为半个波长C ．A 、C 两质点的位移相同D ．波在A 、B 两质点间传播的时间为14周期 5．图2是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b 位置的质点起振时间比a 位置的质点晚0.5 s ，b 和c 之间的距离是5 m ，则此列波的波长和频率分别为( )图2A ．5 m,1 HzB ．10 m,2 HzC ．5 m,2 HzD ．10 m,1 Hz题组二 波的多解性6．一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )A ．4 m 、6 m 和8 mB ．6 m 、8 m 和12 mC ．4 m 、6 m 和12 mD ．4 m 、8 m 和12 m7．一列简谐横波在t ＝0时刻的波形如图3中的实线所示，t ＝0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T 大于0.02 s ，则该波的传播速度可能是( )图3A ．2 m/sB ．3 m/sC ．4 m/sD ．5 m/s8.一列简谐波在t 时刻的波形如图4中实线所示，此时刻质点M 的运动方向向上，经过时间Δt 后的波形如图中虚线所示，若振源周期为T ，则( )图4A ．Δt 一定为14TB ．Δt 可能为14TC ．Δt 一定为34TD ．Δt 可能为34T 9．一列波长大于3 m 的横波沿着x 轴正方向传播，处在x 1＝1.5 m 和x 2＝4.5 m 的两质点A 、B 的振动图象如图5所示．由此可知( )图5A ．1 s 末A 、B 两质点的位移相同B ．2 s 末A 点的振动速度大于B 点振动速度C ．波长为4 mD ．波速为1 m/s题组三 综合应用10.一列波沿直线传播，某时刻的波形图如图6所示，处在平衡位置上的a 质点，与坐标原点相距0.6 m ，a 正向上运动，再经0.02 s ，a 将第一次到达波峰，则：图6(1)该波的传播方向；(2)该波的周期；(3)该波的波速．11．如图7所示，甲为某一列波在t ＝1.0 s 时的图象，乙为参与该波动的P 质点的振动图象．图7(1)求该波波速v；(2)在甲图中画出再经过3.5 s时的波形图；(3)求再经过3.5 s时P质点的路程s和位移．12．如图8所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图．图8(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期；(结果保留两位有效数字)(2)若波向右传播，求它的可能传播速度；(3)若波速是45 m/s，求波的传播方向．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高二物理学科导学案第十二章第3节《波长、频率和波速》编制人：陈玉萍审核人：孙秋寒编制时间：2015-05-07 学生完成所需时间：班级：姓名：第小组【使用说明】1、依据学习目标自学课本，查阅相关资料，完成“自主学习”部分，用红笔标注重点、疑点2、课堂上通过小组合作、互动、展示、点评加深对本节知识的理解达成目标3、五分钟完成测评题目【学习目标】1、掌握波长、频率、波速的物理意义；能在机械波的图象中识别波长；2、掌握波长、频率和波速之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析问题3、培养学生阅读材料、识别图象、钻研问题的能力．【重点、难点】教学重点:波长、频率和波速之间的关系教学难点:波的多解性问题【问题导学】学点Ⅰ波长1.如图所示：简谐横波的图象中，=0、=0.1、=0.2、=0.3、=0.4、=0.5、=0.6这些质点的振动方向如何？在这些质点中振动相同的是哪些点？哪些质点的振动是完全相同的？（振动完全相同指质点的位移、回复力、加速度、速度都相同）2.振动步调完全一致的两个质点振动的相同，它们在任何时刻对的位移的和总是。

3.波长：单位：符号表示：波长的其它解释：两个相邻的运动状态总是相同的质点间的距离，或在振动过程中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离叫做波长。

4.在横波中，两个相邻或两个相邻之间的距离等于。

在纵波中两个相邻或两个相邻之间的距离等于。

学点Ⅱ频率和波速1．思考讨论：若波源的振动频率（周期）是，则波传播的频率和周期是多少？为什么？2．经过一个周期，振动在介质中的传播的距离等于 ；经过半个周期，振动在介质中的传播的距离等于 ；经过四分之一个周期，振动在介质中的传播的距离等于一个波长的 。

3. 波长、频率和波速的关系：机械波在介质中的传播速度由 本身的 决定，在不同的介质中， 是不同的。

说明：1. 相隔距离为整数个波长n （n ＝0，1，2，3……）的点的振动完全相同，把振动完全相同的点称同相点．波长反映了波在空间的周期性．2. 相隔距离为半波长的奇数倍的两点的振动完全相反，这种点称反相点．距离为（2n+1）2（n ＝0，1，2，3……）的两点，任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置．了解教材29页表格学点Ⅲ 波的多解性问题由于波传播的周期性和波传播方向的不确定性会造成多种可能结果，即造成多解。