2026屆新高考物理三輪沖刺復(fù)習(xí)機械波一、機械波(選必一第三章第1節(jié))

警示:不能在真空中傳播。1.形成條件:(1)有發(fā)生機械振動的______。(2)有傳播______,如空氣、水等。2.傳播特點:(1)傳播振動形式、傳播______、傳播信息。(2)質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動,質(zhì)點不隨波______。提醒:前帶后,后跟前,波的形式向后傳。波源介質(zhì)能量遷移3.機械波的分類:分類橫波縱波實例繩波彈簧波、聲波判斷依據(jù)質(zhì)點振動方向和波的傳播方向__________質(zhì)點振動方向和波的傳播方向在同一條直線上形狀凹凸相間:有______、_____疏密相間:有______、______互相垂直波峰波谷密部疏部二、波的傳播(選必一第三章第2節(jié))1.波的圖像:(1)圖像的建立:如圖所示,用橫坐標x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的_________,縱坐標y表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的______,在xOy平面上,畫出各點(x,y),用____________把各點連接起來就得到了波的圖像。平衡位置位移平滑的曲線(2)圖像的物理意義:表示在波的傳播方向上,某一時刻各質(zhì)點離開__________的位移。(3)簡諧波:波形圖像是__________的波。簡諧波在傳播時,介質(zhì)中各質(zhì)點在做__________。2.波長、頻率和波速:物理量波長周期或頻率波速定義在波動中,振動相位總是______的兩個______質(zhì)點間的距離,通常用λ表示在波動中,各個質(zhì)點的振動周期或頻率是________,它們都等于______的振動周期或頻率波速是指波在介質(zhì)中______的速度平衡位置正弦曲線簡諧運動相同相鄰相同的波源傳播物理量波長周期或頻率波速關(guān)系在一個周期的時間內(nèi),振動在介質(zhì)中傳播的距離等于__________決定因素一個波長λf提醒:(1)在橫波中,兩個相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長。(2)在縱波中,兩個相鄰密部(或疏部)間的距離等于波長。注意:“相鄰”和“振動相位總是相同的”是波長定義的關(guān)鍵,二者缺一不可。三、波的干涉、衍射和多普勒效應(yīng)(選必一第三章第3~5節(jié))1.波的疊加:幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征繼續(xù)傳播,在重疊的區(qū)域里,質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動,質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的________。矢量和2.波的衍射和干涉的比較:3.多普勒效應(yīng)(1)條件:波源和觀察者之間有__________。(2)現(xiàn)象:觀察者感到______發(fā)生變化。(3)實質(zhì):波源的頻率______,觀察者接收到的頻率發(fā)生______。(4)規(guī)律:波源的頻率______,只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化。如果二者相互靠近,觀察者接收到的頻率______;如果二者相互遠離,觀察者接收到的頻率______。相對運動頻率不變變化不變變大變小【質(zhì)疑辨析】(1)在機械波傳播過程中,介質(zhì)中的質(zhì)點沿著波的傳播方向移動。(

)提示:(1)在機械波傳播過程中,介質(zhì)中的質(zhì)點在平衡位置附近振動,不會沿著波的傳播方向移動。(2)機械波在傳播過程中,各質(zhì)點振動的周期、起振方向都相同。(

)(3)波源停止振動,已形成的波仍然繼續(xù)向前傳播。(

)(4)通過波的圖像可以找出任一質(zhì)點在任意時刻的位移。(

)提示:(4)通過波的圖像可以找出該時刻任一質(zhì)點的位移?！痢獭獭?5)波速表示介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢。(

)提示:(5)波速表示介質(zhì)中機械波傳播的快慢。(6)一切波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象。(

)提示:(6)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的兩列波的頻率須相同。(7)兩列波疊加時,加強區(qū)的質(zhì)點振幅變大,質(zhì)點一直處于位移最大處。(

)提示:(7)兩列波疊加時,加強區(qū)的質(zhì)點振幅變大,但該質(zhì)點也在振動,位移一直在發(fā)生變化。(8)發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源的真實頻率不會發(fā)生任何變化。(

)×××√考點一

機械波的產(chǎn)生

波的圖像1.機械波傳播的四個特點(1)波傳到介質(zhì)中任意一點,該點的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介質(zhì)中每個質(zhì)點都做受迫振動,因此,任意一個質(zhì)點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同。(3)波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),由于介質(zhì)的情況不同,它的波長和波速可能改變,但頻率和周期都不會改變。

圖像方法微平移法:沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D像進行微小平移,然后由兩條波形曲線來判斷。例如:圖中t時刻質(zhì)點A振動方向向下,質(zhì)點B振動方向向上,質(zhì)點C振動方向向下圖像方法“上下坡”法:沿著波的傳播方向看,上坡的點向下振動,下坡的點向上振動。即“上坡下,下坡上”。例如:圖中,A點向上振動,B點向下振動,C點向上振動同側(cè)法:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在波的圖像的同一側(cè)逆描波形法:逆著波的傳播方向重描波形,筆尖經(jīng)過某一位置時向上運動,對應(yīng)該處的質(zhì)點的振動方向就是向上,反之則向下【典例剖析】角度1

機械波的形成與傳播【典例1】(2025·北京高考)質(zhì)點S沿豎直方向做簡諧運動,在繩上形成的波傳到質(zhì)點P時的波形如圖所示,則(

)A.該波為縱波B.質(zhì)點S開始振動時向上運動C.S、P兩質(zhì)點振動步調(diào)完全一致D.經(jīng)過一個周期,質(zhì)點S向右運動一個波長距離√

√角度2

波的圖像【典例3】(多選)(2023·天津等級考)在均勻介質(zhì)中,位于坐標原點的波源從t=0時刻開始沿y軸做簡諧運動,形成沿x軸傳播的簡諧橫波,t=0.5s時的波形如圖所示,此刻平衡位置在x=2.5m處的質(zhì)點剛開始振動,則下列說法正確的有(

)A.在這種介質(zhì)中波速v=4m/sB.x=1m處質(zhì)點在t=0.3s時位于波谷C.波源的位移表達式為y=0.02sin(5πt+π)mD.經(jīng)過半個周期x=?1m處的質(zhì)點向左遷移半個波長√√

考點二

波的圖像與振動圖像的綜合應(yīng)用【核心要點】1.兩類圖像的比較比較項目振動圖像波的圖像圖像正(余)弦曲線正(余)弦曲線研究內(nèi)容某質(zhì)點位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點在空間分布的規(guī)律物理意義某個質(zhì)點在不同時刻的位移某一時刻各個質(zhì)點的位移比較項目振動圖像波的圖像圖像信息(1)振動周期、振幅(2)某一質(zhì)點在各時刻的位移(3)各時刻速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)所有質(zhì)點在該時刻的位移和加速度方向(3)傳播方向、振動方向的互判圖像變化隨時間推移,圖像延續(xù),但已有形狀不變隨時間推移,圖像沿波的傳播方向平移,原有波形做周期性變化比較項目振動圖像波的圖像振動方向的判斷(看下一時刻的位移)(將波沿傳播方向平移)聯(lián)系(1)縱坐標均表示質(zhì)點的位移(2)縱坐標的最大值均表示振幅(3)波在傳播過程中,各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動,每一個質(zhì)點都有自己的振動圖像2.三步法求解兩類圖像問題【典例剖析】【典例4】(2025·西青區(qū)模擬)近年來,中科院研發(fā)的第三代橫波遠探測成像測井儀在超深井中實現(xiàn)了清晰的井外地質(zhì)成像及8340米深度的探測紀錄,創(chuàng)下該類國產(chǎn)儀器深度探測紀錄,對保障國家能源安全具有重要意義。若一列簡諧橫波沿x軸傳播,如圖所示,圖甲是t=3s時的波形圖像,P為波傳播方向上的一個質(zhì)點,此時yP=5cm,圖乙是x=2m處質(zhì)點Q的振動圖像。下列說法正確的是(

)A.該波沿x軸正方向傳播B.該波通過2m的障礙物時,不會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.質(zhì)點P再經(jīng)過0.25s通過的路程為5cmD.t=4s時,質(zhì)點P的加速度方向沿y軸正方向,且加速度在增大√

考點三

波的多解問題【核心要點】1.造成波的多解問題的三大因素周期性(1)時間周期性:相隔周期整數(shù)倍時間的兩個時刻的波形完全相同,時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確造成多解(2)空間周期性:沿傳播方向上,相隔波長整數(shù)倍距離的兩質(zhì)點的振動情況完全相同,質(zhì)點間距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確造成多解雙向性(1)傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定(2)振動方向雙向性:質(zhì)點振動方向不確定波形的隱含性問題中,只給出完整波形的一部分,或給出幾個特殊點,而其余信息均處于隱含狀態(tài),波形存在多種情況2.解決波的多解問題的思路通常采用從特殊到一般的思維方法,即找出一個周期內(nèi)滿足條件關(guān)系的Δt或Δx:若此關(guān)系為時間,則t=nT+Δt(n=0,1,2,…);若此關(guān)系為距離,則x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)?！镜淅饰觥拷嵌?

雙向性和周期性【典例5】(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播,已知x軸上x1=1m和x2=7m處質(zhì)點的振動圖像分別如圖1、圖2所示,則此列波的傳播速率可能是(

)A.7m/s

B.2m/s

C.1.2m/s D.1m/s√√

√

考點四

波的干涉、衍射

多普勒效應(yīng)【核心要點】1.波的衍射現(xiàn)象:(1)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者跟波長相差不多。(2)衍射現(xiàn)象的兩點提醒:a.障礙物或孔的尺寸大小并不是決定衍射能否發(fā)生的條件,僅是衍射現(xiàn)象是否明顯的條件,波長越大越易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象。b.當孔的尺寸遠小于波長時,盡管衍射十分突出,但衍射波的能量很弱,也很難觀察到波的衍射現(xiàn)象。

(2)圖像法:在某時刻波的干涉的波形圖上,波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點一定是加強點,而波峰與波谷的交點一定是減弱點。3.多普勒效應(yīng)的成因分析:相對位置圖示結(jié)論聲波波源S和觀察者A相對靜止f波源=f觀察者,音調(diào)不變聲波波源S不動,觀察者A運動,由A→B或A→C若靠近波源,A→B,則f波源<f觀察者,音調(diào)變高;若遠離波源,A→C,則f波源>f觀察者,音調(diào)變低觀察者A不動,聲波波源S運動,由S→S1f波源<f觀察者,音調(diào)變高【提醒】多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生不是取決于波源與觀察者之間的距離,而是取決于二者相對速度的大小和方向。角度1

多普勒效應(yīng)【典例7】(多選)在下列現(xiàn)象中,可以用多普勒效應(yīng)解釋的有(

)A.雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲B.超聲波被血管中的血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化C.觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會變低D.同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同√√【解析】選B、C。雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲,這是光的速度比聲波的速度大引起的,選項A錯誤;超聲波被血管中血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化,是多普勒效應(yīng),選項B正確;觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會變低,是多普勒效應(yīng),選項C正確;同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中的傳播速度不同,是聲速與介質(zhì)有關(guān),不是多普勒效應(yīng),選項D錯誤