2027年高考物理一轮复习学案练习含答案08-第八章 机械振动 机械波02-第2讲 机械波（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习学案练习含答案08-第八章 机械振动 机械波02-第2讲 机械波（教用），共16页。试卷主要包含了波的传播规律与波的图像，波的干涉、衍射、多普勒效应等内容，欢迎下载使用。
课标要求
通过观察，认识波的特征；能区别横波和纵波；能用图像描述横波；理解波速、波长和频率的关系；知道波的反射和折射现象；通过实验，了解波的干涉与衍射现象；通过实验，认识多普勒效应；能解释多普勒效应产生的原因；能列举多普勒效应的应用实例。
考点一 波的传播规律与波的图像
回归教材 强基础
1．机械波
（1） 机械波的形成条件：_ _ _ _ ；_ _ _ _ 。
（2） 机械波的特点
①机械波传播的只是振动的_ _ _ _ 和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。
②介质中每个质点都做_ _ _ _ 振动，介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
③各质点开始振动（即起振）的方向均相同。
④一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为_ _ _ _ _ _ 。
（3） 机械波的分类
①横波：质点振动方向与波的传播方向_ _ _ _ 。
②纵波：质点振动方向与波的传播方向_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 波源；介质
（2） 形式；受迫；4A
（3） 垂直；在同一直线上
2．描述机械波的物理量
（1） 波长：在波动中，振动相位总是_ _ _ _ 的两个_ _ _ _ 质点间的距离，用λ 表示。
①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于_ _ _ _ 。
②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于_ _ _ _ 。
（2） 波速：波在介质中的传播速度，由_ _ _ _ 本身的性质决定。
（3） 频率：由波源决定，等于_ _ _ _ 的振动频率。
（4） 波长、波速和频率的关系：_ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 相同；相邻；波长；波长
（2） 介质
（3） 波源
（4） v=fλ
3．机械波的图像
（1） 坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的_ _ _ _ _ _ _ _ ，纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的_ _ _ _ 。简谐波的图像是正弦（或余弦）曲线。
（2） 物理意义：描述某一时刻介质中各质点相对_ _ _ _ _ _ _ _ 的位移。
【答案】（1） 平衡位置；位移
（2） 平衡位置
易错辨析
1．有机械振动一定有机械波。（ ）
【答案】×
2．声源的振动消失，声波立即停止传播。（ ）
【答案】×
3．波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动。（ ）
【答案】√
4．机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。（ ）
【答案】√
5．波速表示介质中质点振动的快慢。（ ）
【答案】×
6．波的频率由介质决定。（ ）
【答案】×
7．通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。（ ）
【答案】×
8．从波的图像可以知道各质点振动的振幅。（ ）
【答案】√
突破核心 提能力
根据波的图像、波的传播方向判定质点的振动方向的方法
例1 （2025·北京卷·5，3分）质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则（ ）
A. 该波为纵波
B. 质点S开始振动时向上运动
C. S、P两质点振动步调完全一致
D. 经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离
【答案】B
【解析】由图可知，该波上质点的振动方向与波的传播方向垂直，是横波，故A错误；根据同侧法可知，质点P开始振动的方向向上，则质点S开始振动时向上运动，故B正确；由图可知，S、P两质点平衡位置的距离为32λ ，则两质点振动步调相反，故C错误；质点不能随波传播，只能在平衡位置附近上下振动，故D错误。
例2 （2024· 新课标卷·19，6分）多选 位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（ ）
A. 波的周期是0.1s
B. 波的振幅是0.2m
C. 波的传播速度是10m/s
D. 平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
【答案】BC
【解析】由振动图像可知振幅为0.2m，周期为0.2s，A错误，B正确；由振动图像可知，波源开始振动方向向上，P点开始振动时波源恰好第2次处于波谷位置，说明波源已经振动74个周期，波传播了74λ=3.5m，可知波长等于2m，则波速v=λT=10m/s，C正确；质点P与质点Q相差1m，该距离为波长的一半，则质点P、Q的振动步调完全相反，质点Q开始振动时还处于平衡位置，则质点P在平衡位置，D错误。
考点二 波的干涉、衍射、多普勒效应
回归教材 强基础
1．波的叠加
观察两列波的叠加过程可知：两列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不_ _ _ _ _ _ _ _ ，只是在重叠的区域里，质点同时参与这两列波引起的振动，质点的位移等于这两列波单独传播时引起的_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】互相干扰； 位移的矢量和
2．波的干涉和衍射
【答案】相同； 小； 干涉图样
3．多普勒效应
（1） 多普勒效应：由于波源和观察者之间有_ _ _ _ _ _ _ _ ，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象。
（2） 当波源与观察者有相对运动时，如果二者互相靠近，观察者接收到的频率_ _ _ _ ；如果二者互相远离，观察者接收到的频率_ _ _ _ 。
【答案】（1） 相对运动
（2） 增大；减小
易错辨析
1．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。（ ）
【答案】×
2．一切波都能发生衍射现象。（ ）
【答案】√
3．多普勒效应说明波源的频率发生变化。（ ）
【答案】×
4．观察者与声源间没有相对运动也可能产生多普勒效应。（ ）
【答案】×
突破核心 提能力
1.波的干涉中加强点与减弱点的比较
2.波的干涉中加强点和减弱点的判断方法
（1）图像法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰（或波谷与波谷）的交点是加强点，波峰与波谷的交点是减弱点。各加强点或减弱点各自连接形成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。
（2）公式法
①当两个相干波源的振动步调一致时，到两个波源的距离之差Δx=nλ(n=0,1,2,⋯)处是加强区，Δx=(2n+1)λ2(n=0,1,2,⋯)处是减弱区。
②当两个相干波源的振动步调相反时，到两个波源的距离之差Δx=(2n+1)λ2(n=0,1,2,⋯)处是加强区，Δx=nλ(n=0,1,2,⋯)处是减弱区。
例3 （2025· 黑吉辽蒙卷·5，4分）平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意知，P点位于其最大正位移处，可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处，B、D错误；根据干涉规律可知，相邻波峰与波峰、波谷与波谷连线上的点都是加强点，故A图像中的曲线ab上的点存在振动加强点，C正确，A错误。
例4 （2025·浙江1月选考卷·12，4分）多选 如图1所示，两波源S1和S2分别位于x=0与x=12m处，以x=6m为边界，两侧为不同的均匀介质。t=0时两波源同时开始振动，其振动图像相同，如图2所示。t=0.1s时x=4m与x=6m两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响，则（ ）
A. t=0.15s时两列波开始相遇
B. 在6m