2027届新高考物理热点精准复习 机械波

2027届新高考物理热点精准复习机械波[学习目标]

1．知道机械波的特点及形成过程。2．理解波速、波长、频率的关系，会分析波的图像。3．掌握波的干涉和发生明显衍射的条件，了解多普勒效应。回归教材·双基过关1．机械波(1)形成条件①有发生机械振动的波源。②有传播____，如空气、水等。介质(2)传播特点①传播振动形式、传递____、传递信息。②质点只在各自的平衡位置附近做________，并不随波____。(3)机械波的分类①横波：质点的振动方向与波的传播方向相互____，有波峰和波谷。②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在__________，有疏部和密部。能量简谐运动迁移垂直同一直线上

相同相邻波峰波谷密部疏部波源介质λf(5)波的图像①坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的________，纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的____。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2．波的干涉(1)现象：形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的________。(2)条件：两列波的____相同、相位差恒定、振动方向相同。3．波的衍射(1)现象：波能够____障碍物或通过孔继续向前传播。(2)发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比____小或相差不多。干涉图样频率绕过波长4．多普勒效应(1)现象：观察者感到____发生变化。(2)条件：波源和观察者之间有________(距离发生变化)。(3)实质：波源频率不变，观察者接收到的____发生变化。频率相对运动频率1．易错易混辨析(1)在机械波的传播过程中，各质点随波的传播而迁移。 (

)(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)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。 (

)(4)波的传播在时间上有周期性，在空间上也有周期性。 (

)(5)机械波传递的是振动形式、能量和信息。 (

)(6)波的图像描述的是一个质点的位移随时间变化的关系。 (

)×√×√√×2．(鲁科版选择性必修第一册改编)(多选)下列说法正确的是(

)A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了B．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化C．多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的D．当观察者向波源靠近时，观察到波的频率变小√√BC

[当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，选项C正确；发生多普勒效应时是观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化，选项A错误，B正确；当观察者向波源靠近时，会观察到波的频率变大，选项D错误。]3．(人教版选择性必修第一册改编)(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显的衍射。下列措施可能使波发生较为明显的衍射的是(

)A．增大波源的振动频率B．减小波源的振动频率C．增大障碍物的长度D．减小障碍物的长度√√

4．(人教版选择性必修第一册改编)(多选)简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。以下说法正确的是(

)A．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向B．质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向C．再过半个周期时，质点P的位移为负值D．经过一个周期，质点P通过的路程为4a√√CD

[波沿x轴正方向传播，由同侧法知，P此刻的速度沿y轴正方向，故A错误；P此刻的位移沿y轴正方向，由－kx＝ma可知，P此刻的加速度沿y轴负方向，故B错误；分析可知，再经过半个周期，质点P的位移为负值，故C正确；由题图可知，质点P的振幅为a，则经过一个周期，质点P通过的路程为4a，故D正确。]考点深研·题型突破考点1

波的形成、传播与图像1．机械波的传播特点(1)介质中各质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，任一质点的振动频率和周期都与波源的振动频率和周期相同。

2．波的图像的信息(如图所示)(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。

角度1波的形成与传播[典例1]

(多选)(2025·河南卷)贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一，被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出A5、B5、C6、D6、E6等音。已知A5音和D6音所对应的频率分别为880Hz和1175Hz，则(

)A．在空气中传播时，A5音的波长大于D6音的B．在空气中传播时，A5音的波速小于D6音的C．由空气进入水中，A5音和D6音的频率都变大D．由空气进入水中，A5音的波长改变量大于D6音的√√

√

角度2波的图像[典例3]

(2025·北京卷)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√

教考衔接·人教版选择性必修第一册P66“练习与应用”T3如图所示的是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。(1)请判断此机械波的类型。(2)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？[衔接分析]上述高考真题与教材练习题在情境上相似，都是考查了机械波的形成与传播、机械波的类型、传播方向与振动方向的关系，不过高考题涉及机械波的周期性、波动本质(传播振动形式，振动质点不随波迁移)等更多知识点，综合度更高，此高考题可以看作是教材习题的拓展延伸。[典例4]

(多选)(2025·山东青岛一模)如图所示，均匀介质中有一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时刻质点B位于波谷位置，t1＝0.3s时刻B第一次回到平衡位置，t2＝0.4s时刻质点A第一次回到平衡位置。已知A、B的平衡位置间距离为1.1m。下列说法正确的是(

)A．t＝0时质点A向上振动B．该波周期为1.2sC．该波波长为1.5mD．该波波速为1m/s√√

方法解读图像演示“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动

“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧

规律方法：波的传播方向与质点振动方向的互判方法解读图像演示“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向

振动图像波的图像图像

物理意义表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各个质点的位移考点2

波的图像和振动图像的综合应用1．振动图像与波的图像的比较

振动图像波的图像图像信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻质点速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判

振动图像波的图像图像变化随着时间推移，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形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作的集体照片2．由两类图像判断波的传播规律的方法(1)首先根据横轴是长度还是时间分清哪一个是波的图像，哪一个是振动图像，注意各个质点振动的周期和振幅相同。(2)从确定的振动图像中可以找出某质点在波的图像中某一时刻的振动方向，根据该质点振动方向确定波的传播方向。角度1两类图像信息的应用[典例5]如图所示，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为x＝2m处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是(

)

√

角度2图像的转换[典例6]

(多选)(2025·陕晋青宁卷)一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于1m，a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点，其振动图像如图所示。则t＝0时的波形图可能为(

)√√CD

[A选项中波长小于1m，A错误；t＝0时刻，b应位于负向最大位移处，B错误；C、D选项图满足波长λ＞1m，以及t＝0时刻a在平衡位置、b在负向最大位移处，C、D正确。]规律方法：三步求解波的图像与振动图像综合问题

(2)图像法：在某时刻的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的相遇点是加强点，波峰与波谷的相遇点是减弱点。加强点或减弱点各自连接形成加强线和减弱线，以两波源为中心向外辐射，两种线互相间隔，这就是干涉图样，如图所示。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。2．波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。3．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变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。[典例7]

(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(

)√C

[由于P点位于其最大正位移处，所以P点位于波峰与波峰的交点，故B、D错误；由题图可知，两列波分别向左、向上传播，沿左上方将减弱点连线，则连线上的点均为振动减弱点，故A错误，C正确。][典例8]

(多选)(2025·浙江1月选考)如图1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2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(

)

√√

波在该点的振动形式正处在平衡位置在向上运动，S2波在该点的振动形式正处在平衡位置向下振动，可知该点的振动减弱，选项C正确；当S2波传到x＝6m位置时所用时间为0.1s＝5T，即此时x＝6m处质点从平衡位置向上振动；此时x＝0处的波源S1也在平衡位置向上振动，即振动方向相同，可知在0<x<6m内到x＝0和x＝6m两点的路程差为波长整数倍时振动加强，波在该区间内的波长λ1＝v1T＝40×0.02m＝0.8m，可知x－(6m－x)＝nλ1＝0.8n(m)，其中n为整数，即x＝(3＋0.4n)m(n为整数)，可得n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7，则在0<x<6m间共有15个振动加强点，选项D错误。故选BC。][教师备选资源](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√

课时数智作业(三十九)机械波题明：第1～6题，每小题4分；第7～9题，每小题5分；本试卷共51分。1．现代潜艇利用超声波、电磁波进行侦查、通信，下列说法正确的是(

)A．潜艇声呐发出的超声波从深水区传到浅水区时传播方向会改变，这是波的衍射现象B．海洋生物发出的超声波会影响潜艇声呐发出的超声波信号的传递C．潜艇声呐接收到的反射超声波信号的频率比发出时小，说明所探测的目标潜艇与自己靠近D．与在空气中相比，潜艇声呐发出的超声波通信信号在海水中更容易绕过海底山崖被友军潜艇接收到√题

[潜艇声呐发出的超声波从深水区传到浅水区时传播方向会改变，这是深水区和浅水区介质的轻微差别引起的，所以这是波的折射现象，A错误；根据波的独立传播特点可知，海洋生物发出的超声波不会影响潜艇声呐发出的超声波信号的传递，B错误；潜艇声呐接收到的反射超声波信号的频率比发出时小，根据多普勒效应的规律可知，所探测的目标潜艇与自己远离，C错误；与在空气中相比，潜艇声呐发出的超声波通信信号在海水中的传播速度更大，则相同频率的超声波在海水中的波长较大，根据发生明显衍射的条件可知，同一超声波通信信号在海水中更容易绕过障碍物被友军潜艇接收到，D正确。]题号135246879102．(2025·安徽卷)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√题/p>

题号135246879103．(2025·辽宁抚顺一模)某同学手握住绳子的一端，手做简谐运动使绳子振动起来。以手的平衡位置为坐标原点，在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，其中xP＝2m，xQ＝0.5m。若手抖动的频率是4Hz，下列说法正确的是(

)A．该绳波传播速度为1m/sB．此时绳子上P点正沿x轴正方向运动C．此时绳子上Q点正沿y轴负方向运动D．再经过0.125s，Q点到达x轴上方对称位置√题/p>

题号135246879104．(2025·吉林长春一模)降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用。假设t0时刻外界噪声的波形图如图所示，下列选项中的声波(均为t0时刻波形图)对该噪声降噪效果最好的是(

)题A

[因为降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用，则由波的干涉的减弱区的特点可知，两列波应频率相同、振幅相同、波长相同、波速相同，但相位相反，只有A符合。故选A。]题/p>

√题

题号135246879106．(2024·江西卷)如图(a)所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6300m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是(

)题．振动减弱；d＝4.725mmB．振动加强；d＝4.725mmC．振动减弱；d＝9.45mmD．振动加强；d＝9.45mm√题/p>

题号135246879107．(多选)(2025·湖南卷)如图，A(0，0)、B(4，0)、C(0，3)在xy平面内，两波源分别置于A、B两点。t＝0时，两波源从平衡位置起振，起振方向相同且垂直于xy平面，频率均为2.5Hz。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿AC、BC方向传播，波速均为10m/s。下列说法正确的是(

)题．两横波的波长均为4mB．t＝0.4s时，C处质点加速度为0C．t＝0.4s时，C处质点速度不为0D．t＝0.6s时，C处质点速度为0√题

题/p>

题号135246879108．(2025·云南卷)如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t＝0时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左、右两边界上振动质点的平衡位置。t＝1.5s和t＝2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则(

)题．波速为2.5m/sB．波源的平衡位置距离P点1.5mC．t＝1.0s时，波源处于平衡位置且向下运动D．t＝5.5s时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同√题/p>

题离为x′＝2m/s×1.5s＝3m，而由B项分析可知Q点到波源的平衡位置距离为3m，所以t＝1.5s时波传播至Q点，由波的周期性可知t＝5.5s时P、Q间的波形与t＝1.5s时的波形相