2027物理步步高 大一輪復習第八章　第41課時　機械波

第八章機械振動與機械波機械波第41課時1.知道機械波的形成條件及特點。2.掌握波速、波長和頻率的關系，會分析波的圖像。3.知道波的干涉、衍射現象和多普勒效應，掌握發生干涉和明顯衍射的條件。目標要求考點一機械波的形成與傳播考點二波傳播的周期性和多解性問題內容索引課時精練考點三波的干涉、衍射現象多普勒效應機械波的形成與傳播考點一1.機械波(1)機械波的形成條件①有發生機械振動的_____。②有傳播_____，如空氣、水等。(2)傳播特點①機械波傳播的只是振動的_____和_____，質點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波_____。②波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向_____。波源介質形式能量遷移相同③介質中每個質點都做_____振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期_____。④波源經過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離。(3)分類橫波：質點的振動方向與波的傳播方向_____；縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上。受迫相同垂直2.波的圖像(1)坐標軸：橫軸表示各質點的__________，縱軸表示該時刻各質點的______。(2)意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質點離開__________的位移。(3)圖像(如圖)平衡位置位移平衡位置

相同振動頻率介質無關λf

(2025·安徽卷·2)如圖，某同學演示波動實驗，將一根長而軟的彈簧靜置在光滑水平面上，彈簧上系有一個標記物，在左端沿彈簧軸線方向周期性地推、拉彈簧，形成疏密相間的機械波。下列表述正確的是A.彈簧上形成的波是橫波B.推、拉彈簧的周期越小，波長越長C.標記物振動的速度就是機械波傳播的速度D.標記物由靜止開始振動的現象表明機械波能傳遞能量√

彈簧上形成的波的振動方向與傳播方向平行是縱波，故A錯誤；同一介質中，波的傳播速度相同，推、拉彈簧的周期越小，波的周期越小，由λ=vT可知，波長越短，故B錯誤；標記物振動的速度反映的是機械波中質點在平衡位置附近往復運動的快慢，機械波的傳播速度是波在介質中的傳播速度，二者不是同一個速度，故C錯誤；標記物由靜止開始振動，說明它獲得了能量，這是因為機械波傳播過程中也把能量傳遞給標記物，故D正確。

√

(多選)(2025·山東卷·9)均勻介質中分別沿x軸負向和正向傳播的甲、乙兩列簡諧橫波，振幅均為2cm，波速均為1m/s，M、N為介質中的質點。t=0時刻的波形圖如圖所示，M、N的位移均為1cm。下列說法正確的是A.甲波的周期為6sB.乙波的波長為6mC.t=6s時，M向y軸正方向運動D.t=6s時，N向y軸負方向運動√√

波的傳播方向與質點振動方向的互判“同側”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側

“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質點向下振動，“下坡”時質點向上振動

返回“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一x坐標的兩波形曲線上的點來判斷質點振動方向

考點二波傳播的周期性和多解性問題

2.造成波傳播問題多解的主要因素(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關系不明確。②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關系不明確。(2)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：質點振動方向不確定。

(2025·湖南省名校大聯考)圖中實線為一列簡諧橫波在某一時刻的波形曲線，經過0.1s后，其波形曲線如圖中虛線所示。(1)若波向左傳播，求它在0.1s內傳播的最小距離；答案

0.05m

(2)若波向右傳播，求它的周期；

(3)若波速是3.5m/s，求波的傳播方向。答案

向右傳播

√√

返回考點三波的干涉、衍射現象多普勒效應1.波的疊加原理：在波的疊加中，質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.波的干涉條件：______相同、相位差恒定、振動方向相同。3.發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長___，或者跟波長相差不多。說明：(1)障礙物或孔的尺寸大小并不是決定衍射是否發生的條件，僅是衍射現象是否明顯的條件，一般情況下，波長越長越容易發生明顯衍射。(2)當孔的尺寸遠小于波長時，盡管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，也很難觀察到波的衍射現象。頻率小4.多普勒效應的成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內接收到的完全波的個數。(2)當波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率_____，當波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率_____。說明：在多普勒效應中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間的距離發生變化，觀察者接收到的頻率發生了變化。增加變小

(多選)(2025·浙江1月選考·12)如圖甲所示，兩波源S1和S2分別位于x=0與x=12m處，以x=6m為邊界，兩側為不同的均勻介質。t=0時兩波源同時開始振動，其振動圖像相同，如圖乙所示。t=0.1s時x=4m與x=6m兩處的質點開始振動。不考慮反射波的影響，則A.t=0.15s時兩列波開始相遇B.在6m<x≤12m間S2波的波長為1.2mC.兩列波疊加穩定后，x=8.4m處的質

點振動減弱D.兩列波疊加穩定后，在0<x<6m間共有7個加強點√√

當右側波傳到x=6

m位置時所用時間為0.1

s=5T，即此時x=6

m處質點從平衡位置向上振動；此時x=0處的波源S1也在平衡位置向上振動，即振動方向相同，可知在0<x<6

m內到x=0和x=6

m兩點的路程差為波長整數倍時振動加強，波在該區間內的波長λ1=v1T=40×0.02

m=0.8

m可知x-(6-x)=nλ1=0.8n即x=3+0.4n其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7則共有15個振動加強點，選項D錯誤。波的干涉現象中加強點、減弱點的判斷方法1.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，各加強點或減弱點各自連接形成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強線和減弱線，兩種線互相間隔，加強點與減弱點之間各質點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間。

(多選)(2025·河南鄭州市三模)如圖甲，固定有蜂鳴器的滑塊在M、N間做簡諧運動，O點為平衡位置。小明使用該裝置時聽到蜂鳴器的頻率會變化，為解釋該現象查閱資料后發現，當觀察者靜止時，其接收頻率f與波源移動速度v的關系如圖乙所示(取波源靠近觀察者時速度為正)，其中f0為波源頻率。現將滑塊推至M點由靜止釋放，小明的耳朵在N點正右側，已知A、B為關于O點對稱的兩點，蜂鳴器發聲頻率為1000Hz，則滑塊A.到達N點時，小明聽到的頻率等于1000HzB.同向經過A、B兩點時，小明聽到的頻率相同C.連續兩次經過A點時，小明聽到的頻率相同D.從M點到N點的過程中(不包含M點、N點)，小明

聽到的頻率先大于1000Hz，后小于1000Hz√√

到達N點時，滑塊的速度為零，波源與小明相對靜止，小明聽到的頻率等于1

000

Hz，A正確；同向經過A、B兩點時，波源相對小明的速度大小和方向都相同，小明聽到的頻率相同，B正確；連續兩次經過A點時，波源相對小明的速度方向不相同，小明聽到的頻率不相同，C錯誤；從M點到N點的過程中(不包含M點、N點)，波源一直靠近觀察者，小明聽到的頻率一直大于1

000

Hz，D錯誤。返回課時精練精練高頻考點提升關鍵能力對一對題號123456答案BBCBADB題號

7891011答案ADCDBCD答案1234567891011

√1234567891011答案基礎落實練1234567891011答案

根據多普勒效應，甲救護車向右運動的過程中，A聽到警笛聲的頻率增大，B聽到警笛聲的頻率減小，A、B兩人聽到警笛聲的頻率不同，故A正確；障礙物或孔的尺寸比波長小或跟波長相差不多，波將發生明顯的衍射現象，題圖乙要在大山后面的房舍內收聽到廣播，發射臺發出的信號波長越長效果越好，故B錯誤；題圖丙在發射載人宇宙飛船時，火箭要產生較強的超低頻振動，由于該頻率與人體內臟和身軀的固有頻率接近，所以容易使人體器官發生共振，造成人體器官的損傷，故C正確；1234567891011答案

2.(2025·北京卷·5)質點S沿豎直方向做簡諧運動，在繩上形成的波傳到質點P時的波形如圖所示，則A.該波為縱波B.質點S開始振動時向上運動C.S、P兩質點振動步調完全一致D.經過一個周期，質點S向右運動一個波長距離√1234567891011答案1234567891011答案

3.(2025·江蘇南通市檢測)固定在振動片上的金屬絲周期性觸動水面可以形成水波，某時刻拍得一幅如圖所示的照片。由照片可知A.金屬絲正向右移動B.金屬絲在水面上左右振動C.單位時間內通過a點的波數比b點多D.水波向左傳播的速度大1234567891011√答案1234567891011答案

根據水波的波紋可知，左邊形成的波紋比較密，所以金屬絲是向左移動，故A錯誤；水波的振幅是上下的，故金屬絲在水面上下振動，故B錯誤；波源向左運動，根據多普勒效應，可知單位時間內通過a點的波數比b點多，故C正確；波的傳播速度大小取決于介質，所以金屬絲兩側水波傳播的速度一樣大，故D錯誤。4.(2024·廣東卷·3)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播。波速為1m/s，t=0時的波形如圖所示。t=1s時，x=1.5m處的質點相對平衡位置的位移為A.0 B.0.1mC.-0.1m D.0.2m√1234567891011答案1234567891011答案

√1234567891011答案√1234567891011答案

√1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案

1234567891011答案

(2)波在水中的傳播速度大?。?234567891011答案答案

0.25m/s

(3)質點N第10次到達波峰的時刻。1234567891011答案答案

0.24s1234567891011答案

8.(多選)(2025·湖南卷·7)如圖，A(0，0)、B(4，0)、C(0，3)在xy平面內，兩波源分別置于A、B兩點。t=0時，兩波源從平衡位置起振，起振方向相同且垂直于xy平面。頻率均為2.5Hz。兩波源持續產生振幅相同的簡諧橫波，波分別沿AC、BC方向傳播，波速均為10m/s。下列說法正確的是A.兩橫波的波長均為4mB.t=0.4s時，C處質點加速度為0C.t=0.4s時，C處質點速度不為0D.t=0.6s時，C處質點速度為0√1234567891011答案能力綜合練√

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