第六章专题2机械波课件2027届高考物理一轮专题复习

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—(1)产生振动：波源(2)传播振动：介质，如空气、水等(1)传播振动形式、传递能量、传递信息(2)质点只在平衡位置振动，不沿机械波传播方向移动
质点的振动方向与波的传播方向垂直 的机械波，有波峰和波谷波的传播方向与质点的振动方向在 同一直线上，有疏部和密部
形成条件传播特 点分 类
典例精析命题视角1 机械波的形成与传播，形成条件与传播特性综合分析，横纵波识别与推理论证结合【典例1】(中等)(2025 ·温州三模)(多选)一列纵波波源做频率为1.0 Hz的简谐振动，在介质中形成疏密相间的状态向右传播，t=0时刻部分质点振动情况如图所示。图中虚线代 表相邻各质点1、2、3、… 、13的平衡位置且相距为0.5cm,小圆点代表该时刻各质点振动所在的位置。下列说法正确的是( BD )
A.这列纵波的波长为2cm 1 2 3 4 5B.该时刻质点7振动方向向左 s,质点3恰好运动到图中质点7的位置D.经过20.25 s,质点4的运动路程大于质点6的运动路程
…9 10 11 1213… 1 110 11 12 13
1 2 3
解析：BD 质点3和质点7均在平衡位置，二者相距半个波长，这列纵波的波长为4 cm,A 错误；因为质点5在左侧最大位移处，所以该时刻质点7振动方向向左，B 正确；质点只振动不移动，质点3不可能运动到题图中质点7的位置，C 错误；经过t=20.25 ,经过20个周期时二者的路程相等，最后四分之一周期时间内， 质点4向右运动并经过平衡位置，速度大，路程大，质点6向左运动到最大位移处 后向右运动，速度小，路程小，所以，质点4 的运动路程大于质点6的运动路程， D 正确。
命题视角2 波的传播方向与质点振动方向的互判，聚焦方法迁移与动态推理能力波的传播方向与质点振动方向的互判方法
【典例2】(容易)(2025·北京卷)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( B)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
向向上，则质点S 开始振动时向上运动，B正确；S、P两质点平衡位置的距离为则两质点振动步调相反，C 错误；波传播过程中质点不随波迁移，只能在平衡位置 附近振动，D 错误。
解析：B 由题图可知，该波上质点的振动方向与波传播方向垂直，所以该波为横波，A 错误；根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知，质点P开始振动的方
基础梳理振动图像与波的图像的比较
典例精析命题视角 波的图像与振动图像的综合应用，聚焦图像综合应用，考查传播规律与多解分析能力1.关键点：图像物理意义和关联参数分清振动图像与波的图像，二者之间的纽带是时间(时刻)找准波的图像对应的时刻“二找找准振动图像对应的质点“三判”- 、、
【典例3】(中等)(2025 ·杭州模拟)(多选)图甲是一列机械波在t=0.1s 时刻的波形图，图乙是平衡位置在x=4 m处质点的振动图像，则下列说法正确的是(CD)
A.该列波向右传播，传播速度为20m/sB.x=2m 处的质点经过0.4 s 的时间将沿x轴传播8mC.在t=0.15s时，x=4 m处的质点具有向下的最大加速度
D.t=0到 t=0.125 s内，x=4m 处的质点经过的路程为(8+2 √2cm
解析：CD 由题图甲和题图乙可知，λ=4 m, T=0.2 s,则该列波的传播速度为波向左传播，A 错误；质点只是在平衡位置上下振动，并不会随波的传 播方向迁移，B 错误；由题图乙可知，在t=0.15 s 时，x=4 m 处的质点处于正向最大 位移处，具有向下的最大加速度，C 正确；x=4 m 处的质点的振动方程为 将t=0.125 s 代入得y=2√2 cm,质点经过的路
程为s=2A+y=(8+2√2)cm,D 正确。
基础梳理1.造成波的问题多解的三大因素
2.解决波的多解问题的关键(1)通常采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件关系的△t 或△x, 若此关系为时间，则t=nT+△t(n=0,1,2,…);若此关系为距离，则x=nλ+△x (n=0,1,2,…·)。(2)根据公式 或 求波速等有关的问题，要注意题目是否有其他限制条 件，如波的周期、波长、波速有限定，求出符合限定条件的解。
典例精析命题视角 波的多解问题，聚焦多因素耦合分析，强调从特殊到一般的物理思维【典例4】(双向性形成多解 · 中等)(多选)如图甲所示，一列简谐横波沿直线传播，P 、Q为波传播路径上相距12 m的两个质点，P 、Q两个质点的振动图像分别如图乙、丙所示，则
A.该波一定从Q 点向P 点传播B.t=0 时刻，P 、Q连线中点处的质点有可能处于平衡位置
C. s 时，P 、Q两质点的位移不相同D.该波的波速可能为4 m/s
下列说法正确的是( CD)
解析：CD 因波长未知，所以无法确定波的传播方向，A 错误；由题图乙可知，t=0时刻，质点P 处于平衡位置，由题图丙知质点Q 处于波峰，故 P 、Q 间的距离一定 不等于波长的整数倍，所以P、Q连线中点处的质点不可能处于平衡位置，B 错误；由题图乙、题图丙可知， s 时，质点P 的位移为负，质点Q 的位移为正，位移不
该波的周期为T=4 s,若波由质点P 向质点Q 传播，则波长满足0,1,2,…),可得该波的波速为 m/s(n=0,1,2,…),波速的可能值为12 m/s, 若波由质点Q 向质点P 传播，则波长满足 2,…),可得该波的波速为 m/s(n= 0,1,2,…),波速的可能值为4 m/s, 正确。
【典例5】(时间的周期性形成多解 · 中等)(多选)一列简谐横波在t=0 s时的波形图如图所示，a 、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为xa=0.5m、 x₆=2.0m 、 xε=3.5m 。 此时质点b正沿y轴负方向运动，且在t=1.5s 时出现在波 谷。则下列说法正确的是( BC)A.该波沿x轴正方向传播B.该波的传播速度大小可能为3m/s C.t=1.5s时刻质点a的速度一定最大
D. 质点c 的振动方程可能为
解析：BC 由于此时质点b 正沿y 轴负方向运动，根据“同侧法”可知，该波沿x 轴负方向传播，A 错误；由于质点b 正沿y 轴负方向运动，且在t=1.5s 时运动到波谷，则 .5s(n=0,1,2,…), 解得 由图像可知，波长λ=2m,则波速 解得 时，波速为3m/s,B 正确；t=1.5s 时刻，即经过时间 结合图像可知质点a 一定在平衡位置，此时速度一定最大，C 正确；根据 可知无论n 取何值，T 都不可能等于4s, 即质点c 的振动方程不可能为 错误。
基础梳理1.衍射现象的两点提醒(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，波长与障碍物或孔的尺寸越接近越容易发生明显的衍射 现象。(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很 难观察到波的衍射。
2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率是指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，观察者接收到的频率变大；当波源与观察 者相互远离时，观察者接收到的频率变小。
典例精析命题视角1 波的衍射，考查障碍物或孔的尺寸与波长的定量关系【典例6】 (容易)如图，在水槽里放三块挡板，中间留两个狭缝，水波通过狭 缝前的传播情况如图所示。在挡板后M 、N点放置乒乓球，下列说法正确的 是(AA.若两个乒乓球都振动起来，则两个乒乓球的振动频率相等B. 若右侧乒乓球振动起来，则左侧乒乓球可能没有振动 源C.若两个乒乓球都振动起来，则波源的频率一定等于乒乓球的固有频率D.增大波源的振动频率，衍射现象更明显
解析：A 若两个乒乓球都振动起来，都做受迫振动，其振动频率等于波源的振动频率，所以两个乒乓球的振动频率相等，A正确；由于左侧狭缝宽度与波 长更接近，衍射现象更明显，所以若右侧乒乓球振动起来，则左侧乒乓球一 定振动，B错误；若两个乒乓球都振动起来，则波源的频率一定等于乒乓球振 动的频率，但不一定等于乒乓球的固有频率，C错误；增大波源的振动频率， 则波长会变小，衍射现象变得不明显，D错误。
命题视角2 多普勒效应，掌握相对速度对频率的影响【典例7】(容易)如图为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是(CA.该图表示的是干涉现象 左B.左侧波的频率小于右侧波的频率C.前侧波的频率大于后侧波的频率 后 前D.单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 右
解析：C 题图表示的是多普勒效应，A错误；根据波的图样可知，前侧形成的波纹比较密，后侧形成的波纹比较稀疏，由多普勒效应可知，前侧波的频率 大于后侧波的频率，左侧波的频率等于右侧波的频率，救护车向前运动，单 位时间内前侧接收的完全波个数比后侧的多，C正确，B 、D错误。左
后 前右