3.2 波的描述2 学案 word版含答案

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3.2 波的描述2 学案 word版含答案

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预习案
【自主学习】
回忆上节课内容,思考:
1. 波形图与振动图像有什么区别?
2.可从波形图与振动图像获取哪些信息(或物理量)?
【学始于疑】(请将预习中不能解决的问题记录下来,供课堂解决。)
课堂案
【合作探究一】教材65页练习4
总结:
巩固练习:(多选)(2019·全国卷Ⅰ)一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是(  )
A.质点Q的振动图像与图(b)相同
B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大
C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大
D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示
E.在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大
【合作探究二】教材77页A组题5,B组题6
总结:
巩固练习(多选)(经典高考题)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q开始计时,P、Q两质点的振动图像如图所示。则(  )
A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从P传到Q的时间可能为7 s
C.该波的传播速度可能为2 m/s D.该波的波长可能为6 m
【合作探究三】教材78页B组题3
总结:
【进阶闯关检测】
A类基础关
1.取向上为质点振动的正方向,得到如图所示的两个图象,其中图甲是一列波的图象,A是介质中的一个质点,图乙是介质中另一个质点的振动图象,B为振动中的某一个时刻,关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向,下列说法正确的是 ( )
A.A质点向下 B.A质点向上
C.B时刻向下 D.B时刻向上
2.一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T。t=0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是 (  )
A.t=0时质点a的速度比质点b的大
B.t=0时质点a的加速度比质点b的大
C.图2可以表示质点a的振动
D.图2可以表示质点b的振动
B类能力关
3.一列简谐波向右传播,沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点,当P点经过平衡位置时,Q点也恰好经过平衡位置,如图所示,已知P、Q间只有一个波峰,试画出P、Q间可能的波形。
4.一简谐横波沿x轴正向传播,图1是t=0时刻的波形图,图2是介质中某质点的振动图象,则该质点的x坐标值合理的是 (  )
A.0.5m B.1.5m
C.2.5m D.3.5m
C类综合关(选做)
5.(15分)如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形,这列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T。问:
(1)该列波的波速为多大?
(2)若波速大小为74 m/s,波速方向如何?
【合作探究一】巩固练习答案
解析 本题考查波的图像和振动图像及其相关知识点。t=时刻,题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动,而题图(a)中质点Q在t=时刻从平衡位置向上振动,平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动,所以质点Q的振动图像与题图(b)不同,平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示,A项错误,D项正确;在t=0时刻,质点P处在波谷位置,速率为零,与其平衡位置的距离最大,加速度最大,而质点Q运动到平衡位置,速率最大,加速度为零,即在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的小,质点P的加速度比质点Q的大,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大,B项错误,C、E两项正确。答案 CDE
【合作探究二】巩固练习答案
解析 根据振动图像可知,质点Q开始振动的方向沿y轴正方向,周期T=6 s,而且由振动图像可知波由P传到Q所用的时间t=(nT+4) s,即由P传到Q所用的时间可能为4 s,10 s,16 s,…,波速v== m/s,即可能的波速为2.5 m/s,1 m/s,0.625 m/s,…,波长λ=vT=,即可能的波长为15 m,6 m,3.75 m,…。综上所述,A、D两项正确,B、C两项错误。答案 AD
【进阶闯关检测】答案
A类基础关
1.取向上为质点振动的正方向,得到如图所示的两个图象,其中图甲是一列波的图象,A是介质中的一个质点,图乙是介质中另一个质点的振动图象,B为振动中的某一个时刻,关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向,下列说法正确的是 ( BC )
A.A质点向下 B.A质点向上
C.B时刻向下 D.B时刻向上
解析:图甲表示的是波的图象,由于波沿x轴正方向传播。所以,图中质点A的振动方向向上,选项B正确,A错误;图乙表示的是振动图象,在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值),选项C正确,D错误。
2.一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T。t=0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是 ( BD )
A.t=0时质点a的速度比质点b的大
B.t=0时质点a的加速度比质点b的大
C.图2可以表示质点a的振动
D.图2可以表示质点b的振动
解析:t=0时刻a在波峰,速度为零,加速度最大,b在平衡位置,加速度为零,速度最大,A错、B对。根据“上下坡”法可以判断,t=0时刻b点在平衡位置且向下运动,C错D对。
B类能力关
3.一列简谐波向右传播,沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点,当P点经过平衡位置时,Q点也恰好经过平衡位置,如图所示,已知P、Q间只有一个波峰,试画出P、Q间可能的波形。
答案:
解析:简谐波的波形是正弦波,根据P、Q两点均在平衡位置,且P、Q间只有一个波峰,故可画出4种波形,见答案。
4.(沈阳二中2016年高二下学期期中)一简谐横波沿x轴正向传播,图1是t=0时刻的波形图,图2是介质中某质点的振动图象,则该质点的x坐标值合理的是 ( C )
A.0.5m B.1.5m
C.2.5m D.3.5m
解析:本题考查波动图象与质点振动图象的关系,要明确波的传播方向与质点振动方向的关系,顺着波的传播方向看“上坡下”“下坡上”根据振动图象中t=0时刻质点所处的位置和振动方向,可以判断C选项正确。
C类综合关(选做)
5.(15分)如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形,这列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T。问:
(1)该列波的波速为多大?
(2)若波速大小为74 m/s,波速方向如何?
解析 由图像可知:λ=8 m
由3T<t2-t1<4T知波传播距离3λ<Δx<4λ,即n=3
(1)当波向右传播时,波传播距离s=(3λ+3) m=(3×8+3) m=27 m,
v== m/s=54 m/s。
当波向左传播时,波传播距离s=(3λ+5) m=(3×8+5) m=29 m,
v== m/s=58 m/s。
(2)当波速大小为74 m/s时,0.5 s内通过的距离s为:
s=vt=74×0.5 m=37 m。
因为s=37 m=(4λ+5) m,所以波向左传播。
答案 (1)54 m/s或58 m/s
(2)向左

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