2026届新高考物理三轮冲刺复习：机械波

2026届新高考物理三轮冲刺复习机械波一、机械波(选必一第三章第1节)

警示:不能在真空中传播。1.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)传播振动形式、传播______、传播信息。(2)质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,质点不随波______。提醒:前带后,后跟前,波的形式向后传。波源介质能量迁移3.机械波的分类:分类横波纵波实例绳波弹簧波、声波判断依据质点振动方向和波的传播方向__________质点振动方向和波的传播方向在同一条直线上形状凹凸相间:有______、_____疏密相间:有______、______互相垂直波峰波谷密部疏部二、波的传播(选必一第三章第2节)1.波的图像:(1)图像的建立:如图所示,用横坐标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______,在xOy平面上,画出各点(x,y),用____________把各点连接起来就得到了波的图像。平衡位置位移平滑的曲线(2)图像的物理意义:表示在波的传播方向上,某一时刻各质点离开__________的位移。(3)简谐波:波形图像是__________的波。简谐波在传播时,介质中各质点在做__________。2.波长、频率和波速:物理量波长周期或频率波速定义在波动中,振动相位总是______的两个______质点间的距离,通常用λ表示在波动中,各个质点的振动周期或频率是________,它们都等于______的振动周期或频率波速是指波在介质中______的速度平衡位置正弦曲线简谐运动相同相邻相同的波源传播物理量波长周期或频率波速关系在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于__________决定因素一个波长λf提醒:(1)在横波中,两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长。(2)在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长。注意:“相邻”和“振动相位总是相同的”是波长定义的关键,二者缺一不可。三、波的干涉、衍射和多普勒效应(选必一第三章第3~5节)1.波的叠加:几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播,在重叠的区域里,质点同时参与这几列波引起的振动,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.波的衍射和干涉的比较:3.多普勒效应(1)条件:波源和观察者之间有__________。(2)现象:观察者感到______发生变化。(3)实质:波源的频率______,观察者接收到的频率发生______。(4)规律:波源的频率______,只是观察者接收到的波的频率发生变化。如果二者相互靠近,观察者接收到的频率______;如果二者相互远离,观察者接收到的频率______。相对运动频率不变变化不变变大变小【质疑辨析】(1)在机械波传播过程中,介质中的质点沿着波的传播方向移动。(

)提示:(1)在机械波传播过程中,介质中的质点在平衡位置附近振动,不会沿着波的传播方向移动。(2)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同。(

)(3)波源停止振动,已形成的波仍然继续向前传播。(

)(4)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。(

)提示:(4)通过波的图像可以找出该时刻任一质点的位移。×√√×(5)波速表示介质中质点振动的快慢。(

)提示:(5)波速表示介质中机械波传播的快慢。(6)一切波都能发生干涉现象和衍射现象。(

)提示:(6)一切波都能发生衍射现象,产生干涉现象的两列波的频率须相同。(7)两列波叠加时,加强区的质点振幅变大,质点一直处于位移最大处。(

)提示:(7)两列波叠加时,加强区的质点振幅变大,但该质点也在振动,位移一直在发生变化。(8)发生多普勒效应时,波源的真实频率不会发生任何变化。(

)×××√考点一

机械波的产生

波的图像1.机械波传播的四个特点(1)波传到介质中任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任意一个质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。(3)波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变。

图像方法微平移法:沿波的传播方向将波的图像进行微小平移,然后由两条波形曲线来判断。例如:图中t时刻质点A振动方向向下,质点B振动方向向上,质点C振动方向向下图像方法“上下坡”法:沿着波的传播方向看,上坡的点向下振动,下坡的点向上振动。即“上坡下,下坡上”。例如:图中,A点向上振动,B点向下振动,C点向上振动同侧法:质点的振动方向与波的传播方向在波的图像的同一侧逆描波形法:逆着波的传播方向重描波形,笔尖经过某一位置时向上运动,对应该处的质点的振动方向就是向上,反之则向下【典例剖析】角度1

机械波的形成与传播【典例1】(2025·北京高考)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√

√角度2

波的图像【典例3】(多选)(2023·天津等级考)在均匀介质中,位于坐标原点的波源从t=0时刻开始沿y轴做简谐运动,形成沿x轴传播的简谐横波,t=0.5s时的波形如图所示,此刻平衡位置在x=2.5m处的质点刚开始振动,则下列说法正确的有(

)A.在这种介质中波速v=4m/sB.x=1m处质点在t=0.3s时位于波谷C.波源的位移表达式为y=0.02sin(5πt+π)mD.经过半个周期x=−1m处的质点向左迁移半个波长√√

考点二

波的图像与振动图像的综合应用【核心要点】1.两类图像的比较比较项目振动图像波的图像图像正(余)弦曲线正(余)弦曲线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物理意义某个质点在不同时刻的位移某一时刻各个质点的位移比较项目振动图像波的图像图像信息(1)振动周期、振幅(2)某一质点在各时刻的位移(3)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)所有质点在该时刻的位移和加速度方向(3)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,图像沿波的传播方向平移,原有波形做周期性变化比较项目振动图像波的图像振动方向的判断(看下一时刻的位移)(将波沿传播方向平移)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,每一个质点都有自己的振动图像2.三步法求解两类图像问题【典例剖析】【典例4】(2025·西青区模拟)近年来,中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录,创下该类国产仪器深度探测纪录,对保障国家能源安全具有重要意义。若一列简谐横波沿x轴传播,如图所示,图甲是t=3s时的波形图像,P为波传播方向上的一个质点,此时yP=5cm,图乙是x=2m处质点Q的振动图像。下列说法正确的是(

)A.该波沿x轴正方向传播B.该波通过2m的障碍物时,不会发生明显的衍射现象C.质点P再经过0.25s通过的路程为5cmD.t=4s时,质点P的加速度方向沿y轴正方向,且加速度在增大√

考点三

波的多解问题【核心要点】1.造成波的多解问题的三大因素周期性(1)时间周期性:相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形完全相同,时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解(2)空间周期性:沿传播方向上,相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同,质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解双向性(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波形的隐含性问题中,只给出完整波形的一部分,或给出几个特殊点,而其余信息均处于隐含状态,波形存在多种情况2.解决波的多解问题的思路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Δt或Δx:若此关系为时间,则t=nT+Δt(n=0,1,2,…);若此关系为距离,则x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)。【典例剖析】角度1

双向性和周期性【典例5】(多选)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1m和x2=7m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是(

)A.7m/s

B.2m/s

C.1.2m/s D.1m/s√√

√

考点四

波的干涉、衍射

多普勒效应【核心要点】1.波的衍射现象:(1)产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。(2)衍射现象的两点提醒:a.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,波长越大越易发生明显衍射现象。b.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现象。

(2)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。3.多普勒效应的成因分析:相对位置图示结论声波波源S和观察者A相对静止f波源=f观察者,音调不变声波波源S不动,观察者A运动,由A→B或A→C若靠近波源,A→B,则f波源<f观察者,音调变高;若远离波源,A→C,则f波源>f观察者,音调变低观察者A不动,声波波源S运动,由S→S1f波源<f观察者,音调变高【提醒】多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离,而是取决于二者相对速度的大小和方向。角度1

多普勒效应【典例7】(多选)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有(

)A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同√√【解析】选B、C。雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声,这是光的速度比声波的速度大引起的,选项A错误;超声波被血管中血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化,是多普勒效应,选项B正确;观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低,是多普勒效应,选项C正确;同一声源发出的声波,在空气和水中的传播速度不同,是声速与介质有关,不是多普勒效应,选项D错误