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2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第31讲机械波(复习讲义)(学生版+解析)
展开 这是一份2026年高考物理一轮讲义+练习(湖南专用)第31讲机械波(复习讲义)(学生版+解析),文件包含四川省宣汉中学2025-2026学年高一下学期期中考试数学试题原卷版docx、四川省宣汉中学2025-2026学年高一下学期期中考试数学试题Word版含解析docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共4页, 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc202784241" 01考情解码·命题预警 PAGEREF _Tc202784241 \h 2
\l "_Tc202784242" 02体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc202784242 \h 3
\l "_Tc202784243" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc202784243 \h 3
\l "_Tc202784244" 考点一 机械波的形成与描述 PAGEREF _Tc202784244 \h 3
\l "_Tc202784245" 知识点1 机械波的形成 分类 PAGEREF _Tc202784245 \h 3
\l "_Tc202784246" 知识点2 波的图像 PAGEREF _Tc202784246 \h 4
\l "_Tc202784247" 知识点3 波速、波长、频率(周期)及其关系 PAGEREF _Tc202784247 \h 5
\l "_Tc202784248" 考向1 波的形成 PAGEREF _Tc202784248 \h 5
\l "_Tc202784249" 考向2 波的描述 PAGEREF _Tc202784249 \h 7
\l "_Tc32368" 考点二 振动图像与波的图像的综合应用9
\l "_Tc21871" 知识点1.振动图像与波的图像的比较9
\l "_Tc28628" 知识点2.求解波的图像与振动图像综合问题的关键点9
\l "_Tc15736" 考向1 波的图像与质点的振动图像的互判10
\l "_Tc11976" 考向2 波的图像与振动图像的综合应用12 PAGEREF _Tc11976 \h 8
\l "_Tc880" 考点三 波的多解问题13
\l "_Tc202784253" 知识点1 波的多解形成的原因 PAGEREF _Tc202784253 \h 13
\l "_Tc21485" 考向1.波的周期性形成多解 PAGEREF _Tc21485 \h 10
\l "_Tc728" 考向2. 波的双向性形成多解 PAGEREF _Tc728 \h 14
\l "_Tc8035" 考向3.波形的隐含性形成多解 PAGEREF _Tc8035 \h 15
\l "_Tc202784252" 考点二 波的干涉 衍射 多普勒效应 PAGEREF _Tc202784252 \h 16
\l "_Tc202784253" 知识点1 波的干涉 衍射 多普勒效应 PAGEREF _Tc202784253 \h 16
\l "_Tc202784254" 考向1 波的衍射 PAGEREF _Tc202784254 \h 17
\l "_Tc202784255" 考向2 波的干涉 PAGEREF _Tc202784255 \h 20
\l "_Tc202784256" 考向3 多普勒效应 PAGEREF _Tc202784256 \h 23
\l "_Tc202784257" 04真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc202784257 \h 25
考点一 机械波的形成与描述
\l "_Tc25045" 知识点1 机械波的形成 分类
1.机械波的形成和传播
(1)产生条件
①有 ;
②有 ,如空气、水、绳子等。
(2)传播特点
①传播 、能量和信息;
②介质中质点不 ;
③介质中各质点振动频率、起振方向都与波源 。
2.机械波的分类
\l "_Tc16775" 知识点2 波的图像
1.坐标轴:横坐标x表示在波的传播方向上各质点的 ,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的 。
2.意义:表示介质中的“ ”在“某一时刻”的位移。
3.图像(以简谐波为例):如图所示。
4.波的特点
(1)当Δt=nT(n=1,2,3,…)时,两个时刻波的波形相同,波传播的距离x=nλ。
(2)在波的传播方向上:①当两质点平衡位置间的距离为nλ(n=1,2,3,…)时,它们的振动步调相同;②当两质点平衡位置间的距离为(2n+1)λ2(n=0,1,2,3,…)时,它们的振动步调相反。
5.波的传播方向与质点振动方向的互判
6.振动图像和波的图像的比较
\l "_Tc16775" 知识点3 波速、波长、频率(周期)及其关系
1.波长λ:在波的传播方向上,振动相位总是 的两个相邻质点间的距离。
2.波速v:波在介质中的传播速度,由 本身的性质决定。
3.频率f:由波源决定,等于波源的 ;与周期的关系为f=1T。
4.波长、波速和频率(周期)的关系:v= = 。
\l "_Tc17630" 考向1 波的形成
例1 (2025·湖南·三模)一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看作一个质点,这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图,质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点2、3、4……各个质点依次振动,把振动从绳的左端传到右端。t=12T时,质点9刚要开始运动。下列说法正确的是( )
A.t=14T时,质点4的刚开始振动
B.t=12T时,质点9开始向下运动
C.t=34T时,质点5的加速度达到最大
D.t=T时,质点13第一次到达波峰
【变式训练1】(2025·广东广州·三模)某同学在玩“打水漂”时,向平静的湖面抛出石子,恰好向下砸中一个安全警戒浮漂,浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动,在水面形成一列简谐波,距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶,则( )
A.小树叶将远离浮漂运动
B.小树叶将先向下运动
C.浮漂的振幅越大,波传到S处时间越短
D.浮漂的振幅越大,小树叶振动频率越大
【变式训练2】(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)声波是一种典型的纵波,在纵波中各质点只在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,故沿着波前进的方向,波中介质会出现疏密不同的部分,因此纵波也被称为“疏密波”(如图甲)。若把某时刻纵波中各质点偏离平衡位置的位移记录下来,画在坐标纸上,则可得到该时刻波的图像。若一列沿水平方向传播的纵波及该时刻对应的波的图像如图乙所示(只展示整个纵波的一部分,在纵波中密部中心处和疏部中心处的质点偏离平衡位置的位移为零),已知“质点A”在图示时刻的位置在其平衡位置的右侧,且运动方向水平向右。则下列说法正确的是( )
A.图乙中密部中心点到相邻的疏部中心点之间的距离为一个波长
B.图乙中疏部中心处的质点振动速度为零
C.图乙中波的传播方向沿水平方向向左
D.“质点A”的振动周期不等于该波的传播周期
\l "_Tc17630" 考向2 波的描述
例2 (2025·广东·模拟预测)马老师和王老师在操场上给同学们演示绳波的形成和传播,一位老师手持绳子一端以周期T上下振动,可以认为是简谐振动,图示时刻绳子上A质点正向下运动,绳子上1、3两质点在最低点,绳子上质点2在最高点,O、O1两质点在平衡位置,相距x,则( )
A.绳波是纵波
B.是王老师手持绳子上下振动
C.绳波的传播速度v=2x3T
D.老师减小振动周期则绳波的速度将增大
【变式训练1】(2025·江西·模拟预测)绳上一质点A从t=0时刻起开始上下做振幅为0.2m的简谐运动,t=0.6s时绳上所形成的波形如图所示,此时质点A恰处于平衡位置,波刚好传播到质点B,已知质点A和质点B的平衡位置的距离为1.8m,下列说法正确的是( )
A.质点A的起振方向是竖直向下
B.这列波的传播速度为2m/s
C.质点A在0~1s时间内通过的路程为0.8m
D.质点B在0~1s时间内通过的路程为0.8m
【变式训练2】(2025·湖北荆州·三模)在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波,波速为4m/s,振幅为A,M、N是平衡位置相距2m的两个质点,如图所示。t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处,已知该波的周期大于1s。下列说法正确的是( )
A.该波的周期为53s
B.t=7.25s时,N离开平衡位置的位移为22A
C.从t=0时起,N点的振动方程为y=Asinπt+π2
D.从t=13s到t=23s,M的动能逐渐增大
考点二 振动图像与波的图像的综合应用
知识点1.振动图像与波的图像的比较
知识点2.求解波的图像与振动图像综合问题的关键点
(1)分清振动图像与波的图像。此步骤最简单,只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波的图像,横坐标为t则为振动图像。
(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。
(3)找准波的图像对应的时刻,找准振动图像对应的质点。
\l "_Tc16322" 考向1 振动图像与波形图像互判
例1 .(2025·福建三明·三模)介质中坐标原点O处的波源在时刻开始振动,产生的简谐横波沿x轴正方向传播,时刻传到L处,波形如图。下列描述处质点的振动图像是( )
A.B.
C.D.
【变式训练1】(多选)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t=7 s时,简谐波的波动图像可能正确的是( )
\l "_Tc16322" 考向2 波的图像与振动图像的综合应用
例2 (2025·湖北·三模)一列简谐横波沿x轴传播,波速为2m/s,振幅为10cm。图甲为该横波传播一个周期时的波形图,从此时开始计时,P点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.该横波波源的平衡位置在x=0处
B.0.75s时刻P点速度达到最大
C.从波源开始振动到P点开始振动,波源处质点通过的路程为35cm
D.从图甲时刻开始,波向前传播5m的时间内,P点通过的路程为50cm
【变式训练1】((2025·河北石家庄·三模)在海洋气象观测中,一列沿x轴传播的海浪(可视为简谐波)被监测站记录,t=0时刻的波形图如图甲所示,浮标P和Q分别位于和处。浮标P的振动图像如图乙所示。求:
(1)海浪沿x轴传播的速度大小;
(2)从t=0开始,浮标Q到达波峰的时间。
考点三 波的多解
知识点.波的多解形成的原因
1.波的周期性
(1)质点振动nT(n=1,2,3,…)时,波形不变。
(2)在波的传播方向上,当两质点平衡位置间的距离为nλ(n=1,2,3,…)时,它们的振动步调总相同;当两质点平衡位置间的距离为(2n+1)eq \f(λ,2)(n=0,1,2,3,…)时,它们的振动步调总相反。
2.造成波传播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。
考向1.波的周期性形成多解
例1(2025·重庆·三模)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示,在 时的波形如图中虚线所示。 则下列说法正确的是( )
A.在时,平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动
B.这列波的波长为 2m
C.这列波的周期可能为 0.8s
D.这列波的传播速度可能为 2.5m/s
思维建模
解决波的多解问题的一般思路
(1)首先考虑是否存在多解,若存在多解,分析造成多解的原因,从双向性、周期性分别进行考虑。
(2)对于双向性问题,两个方向对应的情形都要分别考虑。对于周期性因素造成多解的情况,一般采用从特殊到一般的思维方法,即先找出一个周期内Δt或Δx满足条件的关系,若为时间关系,则t=nT+Δt(n=0,1,2,…);若为距离关系,则x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)。
(3)注意题目是否有其他限制条件,如果波的周期、波长、波速有限定,则求出符合限定条件的解。
【变式训练1】(2025·河北张家口·一模)近年来,战绳逐渐成了一项风靡全球的高效燃脂运动器械,几乎出现在各个健身房中,甚至是不少人心目中的“燃脂神器”。一次战绳练习中,某运动达人晃动战绳一端使其上下振动(可视为简谐振动)形成横波,如图甲所示。图乙(a)、(b)分别是同一战绳上P、Q两质点的振动图像,波的传播方向为P到Q。已知该波的波长大于2 m、小于5 m,P、Q两质点在波的传播方向上相距5 m,下列说法正确的是( )
A.该列波的波长可能为4 m
B.该列波的波速可能为209 m/s
C.P、Q两质点振动方向始终相反
D.t=1.25 s时,质点Q沿y轴正方向振动
考向2. 波的双向性形成多解
例2 (2025·贵州毕节·三模)一列简谐横波在时的波形如图甲所示,处质点的振动图像如图乙所示,则波速可能是( )
A.B.C.1m/sD.
【变式训练1】一列简谐横波在某一时刻波的图像如图中实线所示。下列说法中正确的是( )
A.平衡位置分别为A、B的2个质点的振幅相等
B.如果波向右传播,平衡位置分别为B、C的2个质点,在此时刻的振动方向相反
C.若波速为240 m/s,那么波的频率为30 Hz
D.若虚线是简谐横波在t=eq \f(1,4) s时的波形图,那么波的传播速度为8eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(4n+1)) m/seq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n=0,1,2…))
\l "_Tc16322" 考向3 波形的隐含性形成多解
例3 (2025·甘肃·模拟预测)如图甲所示,一列简谐横波沿水平直线时,a、b为介质中相距30m的两个质点,某时刻a、b两质点正好都经过平衡位置,且a、b间只有一个波峰。已知这列波波源做简谐振动的图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.波源的振动方程为x=2sinπ2tcm
B.40s内位于波源的质点运动的路程为40cm
C.该简谐横波传播速度的大小可能为7.5m/s
D.该简谐横波传播速度的大小有四个可能值
【变式训练1】(2025·重庆·三模)一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示,在 时的波形如图中虚线所示。 则下列说法正确的是( )
A.在时,平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动
B.这列波的波长为 2m
C.这列波的周期可能为 0.8s
D.这列波的传播速度可能为 2.5m/s
考点四 波的干涉 衍射 多普勒效应
知识点1 波的干涉 衍射 多普勒效应
1.波的衍射:波 继续向前传播的现象。只有 或 跟波长相差不多,或者 时,才能观察到明显的衍射现象。
2.波的干涉:频率 、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动 ,某些区域的振动 ,并且振动加强和振动减弱的区域 的现象。
3.波的干涉现象中振动加强点、减弱点的判断方法
(1)公式法
某质点的振动是加强还是减弱,取决于该点到两相干波源的距离之差Δr。
①当两波源振动步调一致时:
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),则振动减弱。
②当两波源振动步调相反时:
若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动减弱。
(2)波形图法
在某时刻波的干涉的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,而波峰与波谷的交点一定是减弱点,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,即加强线和减弱线,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。
多普勒效应:由于波源和观察者之间有 运动,使观察者感到接收到的波的频率 的现象;波源与观察者相对静止时,观察者观测到波的频率 波源振动的频率;波源与观察者相互靠近,观察者观测到的波的频率 波源振动的频率;波源与观察者相互远离,观察者观测到的波的频率 波源振动的频率。
5.多普勒效应的理解
(1)形成条件:波源和观察者之间有相对运动。
(2)现象:观察者接收到的波的频率发生变化。
(3)实质:波源与波的频率不变,观察者接收到的波的频率变化。
(4)成因分析
①接收频率:观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
②当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波的频率变大;当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的波的频率变小。
考向1 波的衍射
例1 (2025·河北·模拟预测)均匀介质中有一三维坐标系,x、y轴在水平面内,z轴垂直于xOy平面。波源O由平衡位置开始垂直xOy平面振动,产生的简谐横波在水平面内向四周传播,某时刻(设为t=0时刻)出现如图甲所示的状态,实线圆、虚线圆分别表示波峰、波谷,且此时刻水平面内只有一圈波谷。图乙是水平面内某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.该波遇到10m大小的物体时不能发生衍射
B.t=1.25s时质点B正在平衡位置向下运动
C.图乙可能是距O点1.5m远的质点D的振动图像
D.在0~1.25s这段时间内,质点C运动的路程为40cm
【变式训练1】(2025·河南·三模)如图甲所示为某简谐横波在t=0时刻的波形图,Q是平衡位置在x1=4m处的质点,M是平衡位置在x2=8m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该简谐波沿x轴负方向传播
B.该波在传播过程中若遇到9m的障碍物,则发生明显的衍射现象
C.该简谐波的传播速度为400m/s
D.质点M简谐运动表达式为y=10sin10πtcm
【变式训练2】(24-25高三上·陕西汉中·阶段练习)某运动员在花样游泳比赛中,有一场景:用手拍皮球,水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示,波源O起振方向向下,垂直于水平介质平面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播。t=0时,离O点10m的质点A开始振动;t=2s时,离O点20m的质点B开始振动,此时质点A第3次(刚开始振动时记为第0次)回到平衡位置。下列说法正确的是( )
A.该波周期为34sB.该波传播速度为10m/s
C.t=2s时,质点A的振动方向向下D.该波遇到尺寸为3m的障碍物会发生明显衍射现象
考向2 波的干涉
例2(2025·湖南长沙·模拟预测)如图甲所示,在三维直角坐标系O—xyz的xOy平面内,两波源S1、S2分别位于x1=-0.2m、x2=1.2m处。两波源垂直xOy平面振动,振动图像分别如图乙、丙所示。M为xOy平面内一点且MS2-MS1=0.2m。空间有均匀分布的介质且两波在介质中波速为v=2m/s,则( )
A.平衡位置在x轴上且x=0.2m处质点开始振动方向沿z轴负方向
B.两列波叠加区域内,平衡位置在x轴上且x=0.6m处质点振动减弱
C.两列波叠加区域内,平衡位置在x轴上且x=0.5m处质点振动加强
D.若从两列波在M点相遇开始计时,则M处质点的振动方程为z=0.4sin(10πt+π)m
【变式训练1】(2025·河南·二模)2025年1月西藏日喀则市定日县发生6.8级地震,震后仅10分钟,解放军就派出飞机飞往灾区,见证了中国速度和国家温暖。若在三维直角坐标系O−xyz之中的xOy平面内有两个振动情况完全相同且沿z轴方向振动的振源M(0,0,0)、N(0,8km,0),形成的地震波均在xOy平面内传播,如图甲所示。M形成的地震波沿x轴传播的波形图如图乙所示,a、b为x轴上两质点,该波传到a、b两点的时间差为2s,下列说法正确的是( )
A.该地震波的波速为4km/s
B.该地震波的周期为2s
C.M形成的波使a、b两点振动情况总相同
D.x轴上O到b点之间(不含O、b)不可能有振幅为4cm的质点
【变式训练2】(2025·山东潍坊·三模)x轴上两波源P、Q的平衡位置坐标分别为x1=−10m、x2=10m,形成的简谐横波在同种均匀介质中相向传播,某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为2m/s,下列说法正确的是( )
A.两波源的起振方向相反
B.从图示时刻经5s两列波相遇
C.各质点振动稳定后,在P、Q之间的连线上共有10个加强点
D.各质点振动稳定后,平衡位置在坐标原点的质点的振幅为45cm
考向3 多普勒效应
例3 (2025·河北·模拟预测)歼-20(图甲)是我国现役的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机,图乙为歼-20某次执行任务水平飞行时的示意图,图中一系列圆表示歼-20不同时刻发出的声波所到达的位置,这些圆相切于一点,歼-20恰处于该点上。下列说法正确的是( )
A.歼-20正在靠近P点
B.歼-20的速度与它发出声波的速度大小相等
C.Q处速度为零的观察者接收到声波的频率等于歼-20发出声波的频率
D.P处速度为零的观察者接收到声波的频率高于Q处速度为零的观察者接收到声波的频率
【变式训练1】处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s。已知t=0时,波刚传播到x=40m处,波形如图所示。在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A.波源开始振动时方向沿y轴负方向
B.x=10m处质点每秒向右移动200m
C.当t=0.1s时,x=40m处的质点恰好到达波谷的位置
D.若波源向x轴正方向匀速运动,接收器接收到波的频率大于10Hz
【变式训练2】(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)生活中很多情景都属于振动和波的现象,下列四种情景的说法正确的是( )
A.如图甲,人造地球卫星经过地面跟踪站上空,跟踪站接收到的信号频率先减小后增大
B.如图乙,如果孔的大小不变,使波源的频率增大,能观察到更明显的衍射现象
C.如图丙,手掌摩擦盆耳使得水花飞溅,是因为摩擦力较大
D.如图丁为干涉型消声器的结构示意图,波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ2的奇数倍
(2025·河南·高考真题)贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一,被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出A5、B5、C6、D6、E6等音。已知A5音和D6音所对应的频率分别为880Hz和1175Hz,则( )
A.在空气中传播时,A5音的波长大于D6音的
B.在空气中传播时,A5音的波速小于D6音的
C.由空气进入水中,A5音和D6音的频率都变大
D.由空气进入水中,A5音的波长改变量大于D6音的
(2025·陕晋青宁卷·高考真题)一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1m,a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点,其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为( )
A.B.
C.D.
(2025·云南·高考真题)如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t=0时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t=1.5s和t=2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则( )
A.波速为2.5m/s
B.波源的平衡位置距离P点1.5m
C.t=1.0s时,波源处于平衡位置且向下运动
D.t=5.5s时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同
(2025·广西·高考真题)某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音(简谐声波),其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图,图中的坐标原点位于同一质点处,声速为340m/s。
(1)从图中读出这两列波的波长。
(2)该时刻这两列波叠加,分别求x=0和x=0.375m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移。
(3)求这两列波叠加后的周期。
(2025·安徽·高考真题)如图,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是( )
A.弹簧上形成的波是横波
B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长
C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
(2025·山东·高考真题)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅均为2cm,波速均为1m/s,M、N为介质中的质点。t=0时刻的波形图如图所示,M、N的位移均为1cm。下列说法正确的是( )
A.甲波的周期为6sB.乙波的波长为6m
C.t=6s时,M向y轴正方向运动D.t=6s时,N向y轴负方向运动
9.(2024·浙江·高考真题)频率相同的简谐波源S1、S2,和接收点M位于同一平面内,S1、S2到M的距离之差为6m。t=0时S1,S2,同时垂直平面开始振动,M点的振动图像如图所示,则( )
A.两列波的波长为2mB.两列波的起振方向均沿x正方向
C.S1和S2,在平面内不能产生干涉现象D.两列波的振幅分别为3cm和1cm
10.(2024·湖南·高考真题)如图,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距,时刻A点位于波谷,B点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是( )
A.波长为B.波速为
C.时刻,B点速度为0D.时刻,A点速度为0
11.(2024·江西·高考真题)如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是( )
A.振动减弱;B.振动加强;
C.振动减弱;D.振动加强;
12.(2024·广东·高考真题)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为,时的波形如图所示。时,处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0B.C.D.
13.(2024·安徽·高考真题)某仪器发射甲、乙两列横波,在同一均匀介质中相向传播,波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示,则这两列横波( )
A.在处开始相遇B.在处开始相遇
C.波峰在处相遇D.波峰在处相遇
14.(2024·江苏·高考真题)如图所示,水面上有O、A、B三点共线,OA=2AB,时刻在O点的水面给一个扰动,t1时刻A开始振动,则B振动的时刻为( )
A.t1B.C.2t1D.
15.(2024·重庆·高考真题)一列沿x轴传播的简谐波,在某时刻的波形图如图甲所示,一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,若该波的波长大于3米。则( )
A.最小波长
B.频率
C.最大波速
D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
波的描述
选择题
非选择题
湖南卷T7,5分
湖南卷T2,4分
浙江卷1月卷T15,3分
湖南卷T2,4分
浙江卷1月卷T6,3分
干涉 衍射
选择题
非选择题
浙江卷1月卷T14,4分
浙江卷6月卷T9,3分
浙江卷6月卷T11,3分
考情分析:
1.纵观近几年的湖南高考试题,机械波的传播与图像考查频率较高,几乎每年的高考都会涉及。。
2.从命题思路上看,试题情景为将创设更多新颖、丰富的实际情境背景,考查机械波知识,引导学生关注科技发展,培养学生在全新情境下运用知识的能力,体现物理学科的实用性和时代性。
复习目标:
目标1.知道机械波的形成条件及特点。
目标2.掌握波速、波长和频率的关系,会分析波的图像。
目标3.知道波的干涉、衍射现象和多普勒效应,掌握发生干涉和明显衍射的条件。。
分类
质点振动方向与波的传播方向的关系
形状
举例
横波
凹凸相间;有 、
绳波等
纵波
疏密相间;有 、 疏
弹簧波、
声波等
“上下
坡”法
沿波的传播方向,“上坡”时质点向下振动,“下坡”时质点向上振动
“同侧”
法
波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧
“微平
移”法
将波形沿传播方向进行微小的平移,再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断质点振动方向
比较项目
振动图像
波的图像
研究对象
一个质点
波传播方向上的所有质点
研究内容
某质点位移随时间的变化规律
某时刻所有质点在空间分布的规律
图像
横坐标
表示时间
表示各质点的平衡位置
物理意义
某质点在各时刻的位移
某时刻各质点的位移
振动方向
的判断
Δt后
的图形
随时间推移,图像延伸,但已有形状不变
随时间推移,图像沿波的传播方向平移,原有波形做周期性变化
联系
(1)纵坐标均表示质点的位移;
(2)纵坐标的最大值均表示振幅;
(3)波在传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动
振动图像
波的图像
图像
物理意义
表示某质点各个时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图像信息
(1)质点振动周期
(2)质点振幅
(3)各时刻质点位移
(4)各时刻速度、加速度方向
(1)波长、振幅
(2)任意一质点在该时刻的位移
(3)任意一质点在该时刻的加速度方向
(4)传播方向、振动方向的互判
图像变化
随时间推移,图像延续,但已有形状不变
随时间推移,图像沿传播方向平移
形象比喻
记录着一个人一段时间内活动的录像带
记录着许多人某时刻动作、表情的集体照片
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