（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册第3章 章末综合提升讲义.doc

1、巩固层巩固层知识整合知识整合 提升层提升层能力强化能力强化 振动图像与波的图像的区别与联系振动图像与波的图像的区别与联系 对波的图像和振动图像的区别与联系的考查属于基础题型对波的图像和振动图像的区别与联系的考查属于基础题型，虽难度不大虽难度不大，但它是但它是 新课标下高考的热点题新课标下高考的热点题，由于波的图像与振动图像形状相似由于波的图像与振动图像形状相似，很多同学在应用时易混在很多同学在应用时易混在 一起一起，因此对波的图像和振动图像问题要形成良好的思维习惯因此对波的图像和振动图像问题要形成良好的思维习惯 (1)先看两轴：由两轴确定图像种类先看两轴：由两轴确定图像种类 (2)读取直接信息

2、：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读 取波长和振幅取波长和振幅 (3)利用波速关系式：波长利用波速关系式：波长、波速波速、周期周期(频率频率)间一定满足间一定满足 v T f. (4)如果是相互联系的波的图像与振动图像如果是相互联系的波的图像与振动图像，要注意质点的振动方向与波的传播方要注意质点的振动方向与波的传播方 向的相互确定向的相互确定 已知波形图和波的传播方向已知波形图和波的传播方向，可以确定质点的振动方向可以确定质点的振动方向 已知质点的振动方向和波的图像已知质点的振动方向和波的图像，可以确定波的

3、传播方向可以确定波的传播方向 【例【例 1】(多选多选)一列简谐横波一列简谐横波，某时刻的图像如图甲所示某时刻的图像如图甲所示，从该时刻开始计时从该时刻开始计时， 质点质点 M 的振动图像如图乙所示的振动图像如图乙所示，则则() 甲甲乙乙 A波沿波沿 x 轴正方向传播轴正方向传播 B波速是波速是 25 m/s C经过经过t0.4 s，质点质点 M 通过的路程是通过的路程是 4 m D质点质点 P 比质点比质点 Q 先回到平衡位置先回到平衡位置 BC由题图乙可知质点由题图乙可知质点 M 在在 t0 时刻在平衡位置且向上运动时刻在平衡位置且向上运动，则波必定沿则波必定沿 x 轴轴 负方向传播负方向

4、传播，选项选项 A 错误；由题图甲可知波长错误；由题图甲可知波长20 m，由题图乙可知周期由题图乙可知周期 T810 1 s，所以波速所以波速 v T 25 m/s，选项选项 B 正确；正确；t0.4 sT 2， ，所以质点所以质点 M 通过的路程通过的路程为为 2A4 m，选项选项 C 正确正确；由于波沿由于波沿 x 轴负方向传播轴负方向传播，P 点振动方向向下点振动方向向下，回到平衡位置回到平衡位置 的时间大于的时间大于T 4， ，而而 Q 点回到平衡位置的时间为点回到平衡位置的时间为T 4， ，所以选项所以选项 D 错误错误 一语通关一语通关解答此类问题的技巧如下：解答此类问题的技巧如下

5、： 波的图像及应用波的图像及应用 波的图像描述的是在波的传播方向上介质中的各个质点在某一时刻离开平衡位波的图像描述的是在波的传播方向上介质中的各个质点在某一时刻离开平衡位 置的位移置的位移，因此只要明确了波的图像因此只要明确了波的图像、波的传播方向和介质中各质点振动方向三者的关波的传播方向和介质中各质点振动方向三者的关 系系，再结合再结合 vf 就可解决有关波的大多数问题就可解决有关波的大多数问题常见问题如下：常见问题如下： (1)已知波形图和波的传播方向已知波形图和波的传播方向，确定质点的振动方向；确定质点的振动方向； (2)已知波的图像和介质中质点的振动方向已知波的图像和介质中质点的振动方

6、向，确定波的传播方向；确定波的传播方向； (3)已知质点的振动方向和波的传播方向已知质点的振动方向和波的传播方向，确定某时刻的波形图；确定某时刻的波形图； (4)已知某时刻的波形图已知某时刻的波形图，画该时刻前画该时刻前、后的波形图；后的波形图； (5)已知两时刻的波形图求解相关的物理量；已知两时刻的波形图求解相关的物理量； (6)已知振动图像和某时刻的波形图求相关的物理量已知振动图像和某时刻的波形图求相关的物理量 【例【例 2】(多选多选)在均匀介质中坐标原点在均匀介质中坐标原点 O 处有一波源做简谐运动处有一波源做简谐运动，其表达式为其表达式为 y 5sin 2tm，它在介质中形成的简谐横

7、波沿它在介质中形成的简谐横波沿 x 轴正方向传播轴正方向传播，某时刻波刚好传播到某时刻波刚好传播到 x 12 m 处处，波形图像如图所示波形图像如图所示，则则() A此后再经此后再经 6 s 该波传播到该波传播到 x24 m 处处 BM 点到此后第点到此后第 3 s 末的振动方向沿末的振动方向沿 y 轴正方向轴正方向 C波源开始振动时的运动方向沿波源开始振动时的运动方向沿 y 轴负方向轴负方向 D此后此后 M 点第一次到达点第一次到达 y3 m 处所需时间是处所需时间是 2 s AB由波源振动表达式可知由波源振动表达式可知 2， ，而而2 T ，所以所以 T4 s，由波形图知由波形图知8 m，

8、 波速波速 v T 2 m/s，xvt12 m，故故 A 项正确项正确；经过经过t3 s，波向前传播的距离波向前传播的距离 为为x，xvt6 m，画出这一时刻的波形图如图中虚线所示画出这一时刻的波形图如图中虚线所示，由图可知由图可知，M 点振动方向沿点振动方向沿 y 轴正方向轴正方向，B 项正确项正确；在波的传播过程中在波的传播过程中，各质点的起振方向都与波源各质点的起振方向都与波源 的起振方向相同的起振方向相同，可得波源起振方向沿可得波源起振方向沿 y 轴正方向轴正方向，C 项错误项错误；此时此时 M 点在点在 y3 m 处处 且沿且沿 y 轴负方向振动轴负方向振动，第一次到达第一次到达 y

9、3 m 处所用时间小于处所用时间小于T 2， ，故故 D 项错误项错误 一语通关一语通关 1波源做筒谐运动波源做筒谐运动，在波的传播方向上的介质质点也跟着做同频率的简谐运动在波的传播方向上的介质质点也跟着做同频率的简谐运动， 各质点的振动频率都等于波源的振动频率各质点的振动频率都等于波源的振动频率波源从平衡位置开始振动的方向波源从平衡位置开始振动的方向，也就是介也就是介 质中各质点起始振动的方向质中各质点起始振动的方向 2离波源较远的质点是由于离波源较近的质点的带动而开始振动的离波源较远的质点是由于离波源较近的质点的带动而开始振动的，因而离波源因而离波源 较远的质点开始振动的时刻总是落后于离波

10、源较近的质点较远的质点开始振动的时刻总是落后于离波源较近的质点 培养层培养层素养升华素养升华 观察振动原理的应用观察振动原理的应用：心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置，人的心人的心 脏跳动时会产生一股股强弱不同的生物电脏跳动时会产生一股股强弱不同的生物电， 生物电的变化可以通过周围组织传到身体的生物电的变化可以通过周围组织传到身体的 表面表面 医生用引导电极放置于肢体或躯体的一定部位就可通过心电图仪记录出心电变化医生用引导电极放置于肢体或躯体的一定部位就可通过心电图仪记录出心电变化 的波动曲线的波动曲线，这就是心电图这就是心电图请去医院进行

11、调查研究请去医院进行调查研究下面是甲下面是甲、乙两人在同一台心电乙两人在同一台心电 图仪上作出的心电图图仪上作出的心电图，分别如图甲分别如图甲、乙所示乙所示， 医生通过测量后记下甲的心率是医生通过测量后记下甲的心率是 60 次次/分分 甲甲乙乙 设问探究设问探究 1该心电图仪图纸移动的速度该心电图仪图纸移动的速度 2乙的心动周期和心率乙的心动周期和心率 提示：提示：1.由由 vf 知知v2510 3 60/60 m/s2.510 2 m/s. 2由由 vf 得得 fv 2.5 10 2 2010 3 Hz5 4 Hz75 次次/分分 T1 f 0.8 s. 深度思考深度思考 (多选多选)为了研

12、究乐音的物理规律为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛声某同学用计算机录制下优美的笛声 do 和 和 sol， 然后在电脑上用软件播放然后在电脑上用软件播放，分别得到如图分别得到如图(a)、(b)的两个振动图像的两个振动图像，由此可以判断由此可以判断() Ado 和和 sol 的周期之比约为的周期之比约为 32 Bdo 和和 sol 的频率之比约为的频率之比约为 32 Cdo 和和 sol 在空气中传播的波速之比为在空气中传播的波速之比为 32 Ddo 和和 sol 在空气中传播的波长之比为在空气中传播的波长之比为 32 AD在振动图像中在振动图像中，周期为相邻两个波峰或两个波谷之间的间隔周期为相邻两个波峰或两个波谷之间的间隔，由图可知两个由图可知两个 振动的周期之比为振动的周期之比为 32，频率之比为频率之比为 23.声波在同种介质中传播的速度固定声波在同种介质中传播的速度固定，根据根据 vT 可得波长之比为可得波长之比为 32，故故 A、D 正确正确