2027届新高考物理热点精准复习机械波

【学习目标】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。考点一机械波与波的图像考点二波的图像和振动图像的综合应用考点三波的多解问题内容索引课时作业2027届新高考物理热点精准复习机械波考点四波的干涉、衍射多普勒效应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。考点一机械波与波的图像波源介质形式能量迁移相同受迫相同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偏移平衡位置的____________。

(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开____________________的位移。

平衡位置位移平衡位置

相同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。(

)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.机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍。(

)4.波速表示介质中质点振动的快慢。(

)振动频率介质无关λf✕√✕✕

例1D考向一波的形成与传播

(多选)如图甲所示，水袖舞是中国京剧的特技之一。某时刻抖动状态可简化为如图乙所示，下列说法中，正确的是(

)A.该时刻M处的质点回复力最大B.质点振动到N处时速度最大C.加快抖动的频率，传播速度变快D.M处的质点经过四分之一个周期到达Q处例2【解析】该时刻M处的质点位移最大，回复力最大，A正确；质点振动到N处时，处于平衡位置，速度最大，B正确；波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，波传播速度仍保持不变，C错误；波传播的是波振动的形式，质点只是在平衡位置上下振动，所以M处的质点不会随波到达Q处，D错误。甲

乙AB振动图像和波的图像的比较考点二波的图像和振动图像的综合应用比较项目振动图像波的图像研究对象一个质点波传播方向上的所有质点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图像

横坐标表示时间表示各质点的平衡位置物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移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)

(同侧法)Δt后的图形随时间推移，图像延伸，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(多选)“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波t=0时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于x=4m处，图乙为质点M的振动图像，则(

)A.该列波的传播速度为2m/sB.该列波沿x轴负方向传播C.质点M在9s内通过的路程为340cmD.质点M在2s内沿x轴运动了8m例3

AB甲

乙(多选)一列简谐横波沿x轴传播，如图甲所示，实线和虚线分别为t=0和t=t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=1.0m和x2=4.0m的两个质点，图乙为质点Q的振动图像，则(

)A.波的传播方向为x轴负方向B.波速大小为40m/sC.t2的大小为0.05sD.从t=0时刻起，质点P第一次到达波峰

处所需要的时间为0.175s例4

BD甲

乙1.造成波的多解问题的主要因素(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。如：a.只知道质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。b.只知道质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下(或向左、向右)两种可能。c.只告诉波速而未说明波的传播方向，则波传播的方向有两种情形，即沿x轴正方向或沿x轴负方向传播。考点三波的多解问题2.解决波的多解问题的一般思路(1)首先考虑是否存在多解，若存在多解，分析造成多解的原因，从双向性、周期性分别进行考虑。(2)对于双向性问题，两个方向对应的情形都要分别考虑。对于周期性因素造成多解的情况，一般采用从特殊到一般的思维方法，即先找出一个周期内Δt或Δx满足条件的关系，若为时间关系，则t=nT＋Δt(n=0，1，2，…)；若为距离关系，则x=nλ＋Δx(n=0，1，2，…)。(3)注意题目是否有其他限制条件，如果波的周期、波长、波速有限定，则应根据限定条件求出符合的解。

例5BD甲

乙

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。

注意：(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。考点四波的干涉、衍射多普勒效应频率小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____________。

注意：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。增加减小(2023·广东卷)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为1.5×106Hz的声波，下列说法中，正确的是(

)A.两列声波相遇时一定会发生干涉B.声波由水中传播到空气中，波长会改变C.该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时会发生明显衍射D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关例6

B(2023·浙江6月选考)如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长，O处探测到声波强度为400个单位，然后将A管拉长d=15cm，在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则(

)A.声波的波长λ=15cmB.声波的波长λ=30cmC.两声波的振幅之比为3∶1D.两声波的振幅之比为2∶1例7

C(多选)(2025·浙江1月选考)如图甲所示，两波源S1和S2分别位于x=0与x=12m处，以x=6m为边界，两侧为不同的均匀介质。t=0时两波源同时开始振动，其振动图像相同，如图乙所示。t=0.1s时x=4m与x=6m两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响，则(

)A.t=0.15s时两列波开始相遇B.在6m＜x≤12m间S2波的波长为1.2mC.两列波叠加稳定后，x=8.4m处的质点振动减弱D.两列波叠加稳定后，在0＜x＜6m间共有7个加强点例8BC甲

乙

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。技能点拨

技能点拨课时作业答案速对第八单元第21讲机械波题号1234567答案CBDDBBDC题号89101112答案ABCDBBDBC1.超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践。关于超声波及其应用，下列说法中正确的是(

)A.在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度B.超声波的频率越高，衍射本领越强C.高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪D.“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回来的波的频率低于其发射的超声波的频率C2.(多选)关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的有(

)A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动C.甲、乙两列车相向行驶正在接近，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅

客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率D.测量星球上某些元素发出的光波的频率，与地球上这些元素静止时发出的光波的频率对照，

可算出星球靠近或远离地球的速度BD3.(2025·安徽卷)如图所示，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。下列说法中，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【解析】弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，A错误；同一介质中，波的传播速度相同，则波的传播速度不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由公式λ=vT可知，波长越短，B错误；标记物振动的速度反映的是标记物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的传播速度，二者意义不同，C错误；标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，D正确。D

B5.某消音器的原理图如图所示，声音自入口进入后分成两部分，分别通过通道a、b继续向前传播，在右端汇聚在一起后通过出口排出，下列说法中，正确的是(

)A.该消音器的消音原理为声波的多普勒效应B.通道a、b的弧长不能设计成相等C.同一消音器对所有频率的声音都能消除D.同一消音器只能消除某一频率的声音B

D7.(2025·黑吉辽蒙卷)平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是(

)A.

B.C.D.【解析】根据题意P点位于其最大正位移处，故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处；根据干涉规律可知，相邻波峰与波峰，波谷与波谷连线上的点都是加强点，故A中曲线ab上的点存在振动加强点。C正确。C

ABC9.如图甲所示为一列简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、－0.5A；如图乙所示为质点Q的振动图像。下列说法中，正确的是(

)A.波沿x轴正方向传播，0.5s时刻质点P正在向y轴正方向运动B.波沿x轴正方向传播，0.5s时刻质点Q正在向y轴正方向运动C.波速为4cm/s，0.5s时刻质点P在减速、质点Q在加速D.波速为4cm/s，质点P、Q的运动方向有时相同有时相反D甲

乙

10.如图甲所示，某一简谐横波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。图乙为t=0时A质点右侧介质1中的部分波形图，此时波恰好传播至介质2中的B点，图丙为该时刻之后B质点的振动图像。已知B、C两质点间的距离为0.75cm，波在介质2中的传播速度为1.0×103m/s。下列说法中，正确的是(

)A.质点A起振时速度方向为y轴正方向 B.t=1×10－5s时质点C第一次到达波谷C.在0~0.01s内，A经过的路程为1cm D.质点C与质点B振动的相位差为2πB甲

乙

丙

11.(多选)如图甲所示，S为与波源处于同一均匀介质中的点，其与两波源P1、P2的距离分