第八章 第41课时 机械波-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

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1.知道机械波的形成条件及特点。2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图像。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。
考点一　机械波的形成与传播
考点二　波传播的周期性和多解性问题
考点三　波的干涉、衍射现象　多普勒效应
1.机械波(1)机械波的形成条件①有发生机械振动的 。②有传播 ，如空气、水等。(2)传播特点①机械波传播的只是振动的 和 ，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波 。②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向 。
③介质中每个质点都做 振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期 。④波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离。(3)分类横波：质点的振动方向与波的传播方向 ；纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上。
2.波的图像(1)坐标轴：横轴表示各质点的 ，纵轴表示该时刻各质点的 。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移。(3)图像(如图)
　　 (2025·安徽卷·2)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·江苏苏州市三模)一列沿x轴传播的简谐波在t=0时刻的波形如图所示，P、Q是在波的传播方向上平衡位置相距1 m的两个质点，质点P此时刻恰过平衡位置并沿y轴负方向振动。已知波的周期为6 s，下列说法正确的是A.该波沿x轴负方向传播B.该波的振幅是40 cmC.t=0时，质点Q正在做加速运动D.t=1 s时，质点P刚好运动到x=4 m处
波的传播方向与质点振动方向的互判
波传播的周期性和多解性问题
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。
(2026·江苏泰州市调研)舞水袖是我国戏剧演员在舞台上表达感情时使用的一种技法。某次表演中，演员抖动长袖一端，随之舞动的长袖上形成的简谐横波如图所示，其中实线为t1=0时刻的波形图，虚线为t2=0.3 s时刻的波形图，波的周期T>0.3 s，关于该列简谐波，下列说法正确的是A.周期一定为1.2 sB.频率可能为5 HzC.若波沿x轴正方向传播，则波速可能为15 m/sD.若波沿x轴负方向传播，则波速一定为5 m/s
(2026·江苏南京市六校联合体调研改编)一列简谐横波沿x轴正向传播，a、b为x轴上的两质点，其平衡位置相距1 m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)求质点b在0~1.4 s时间内的运动路程；
(3)若该波的波长大于1 m，求波速大小。
波的干涉、衍射现象　多普勒效应
1.波的叠加原理：在波的叠加中，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。2.波的干涉条件： 相同、相位差恒定、振动方向相同。3.发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长 ，或者跟波长相差不多。说明：(1)障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射是否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长越长越容易发生明显衍射。(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射现象。
4.多普勒效应的成因分析(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，观察者接收到的频率 ，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率 。说明：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间的距离发生变化，观察者接收到的频率发生了变化。
(2025·江苏南京市期末)如图甲所示，在x轴上有两个波源S1和S2，两波源在纸面内做垂直于x轴的简谐运动，其振动图像分别如图乙、丙所示，两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为0.25 m/s，则A.两波源形成的波振幅不同，不能产生干涉现象B.x=0处的点为振动减弱点，振幅为2 mC.x=1 m处的点为振动加强点，振幅为6 mD.振动减弱点的位移始终为2 m，振动加强点的位移始终为6 m
波的干涉现象中加强点、减弱点的判断方法1.图像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，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。
(2025·江苏徐州市一模)如图所示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A.该图表示的是干涉现象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D.单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同
精练高频考点提升关键能力
1.(2025·江苏盐城市三模)下列说法中正确的是A.当观察者与波源发生相对运动时，接收到波的频率与波源发出的频率　一定不同B.在波的干涉中，振动加强点的位移始终最大C.干涉和衍射是波所特有的现象D.机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度也增大
2.(2025·江苏泰州市调研)一列沿水平方向向左传播的纵波，某时刻波的图像如图所示，该时刻质点PA.振动方向向左B.速度增大C.加速度方向向右D.加速度增大
3.(2025·北京卷·5)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
4.(2025·海南卷·5)如图所示，实线和虚线分别是沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻和t=0.5 s的波形图，已知波的周期T>0.5 s，下列关于该列波说法正确的是A.波长为5 cmB.波速为10 cm/sC.周期为1 sD.t=0时刻，质点M向下振动
5.(2025·江苏南通市模拟)位于水面上的波源S1、S2，产生两列周期均为T、振动方向相同、振幅均为A的相干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，a、b、c、d、e是水面上的五个点，其中有一小树叶(未画出)位于d处，下列说法正确的是A.b点的振动加强，c点的振动减弱B.一段时间后，小树叶被水波推至b处C.a、e两点在某时间内也会振动D.若波源S2突然停止振动，之后的2T内，b点通过的路程为16A
6.(2025·江苏常州市模拟)一列简谐横波沿着x轴的正方向传播，t=0时，波形图如图所示，t=4 s时，平衡位置在x=6 m处的质点第二次到达波谷。下列说法中正确的是A.该波的波速为1.5 m/sB.波源的起振方向沿y轴正方向C.图示时刻x=4 m处质点的回复力沿y轴负方向D.该波的周期为4 s
7.(2026·江苏徐州市检测)在同一均匀介质中，位于x=-6 m和x=12 m处的两个波源M和N均沿y轴方向做简谐运动，形成横波a和b，t=0时的波形图如图所示，此时波a和b分别传播到x=-2 m和x=8 m处。下列说法正确的是A.波a、b在相遇之后不会发生稳定的干涉现象B.t=0时，质点P沿y轴负方向运动C.x=1 m处的质点为振动加强点D.x=3 m处的质点为振动减弱点
8.(2026·江苏南京市检测)一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，其中t时刻和t+0.4 s时刻在x轴上-3 m至3 m区间内的波形图如图中同一条图线所示，下列说法正确的是A.质点振动周期一定为0.4 sB.该波最小波速为10 m/sC.从t时刻开始计时，x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点后回到平衡位置D.在t+0.8 s时刻，x=-2 m处的质点位移为零
9.(2026·江苏省南京师范大学附属中学一模)位于坐标原点O的波源完成两个振幅均为A、周期不同的全振动后保持静止。t=0时刻，此时波形如图所示，波沿着x轴正方向恰好传到x=6 m处，其中第一个全振动的周期T1=0.5 s。则A.波在这种介质中传播的速度为8 m/sB.第二个全振动的周期T2=0.5 sC.t=1 s时刻，x=9 m的质点在平衡位置且向　+y方向振动D.在1 s