2027物理步步高 大一轮复习第八章　第41课时　机械波

第八章机械振动与机械波机械波第41课时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。目标要求考点一机械波的形成与传播考点二波传播的周期性和多解性问题内容索引课时精练考点三波的干涉、衍射现象多普勒效应机械波的形成与传播考点一1.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_____。波源介质形式能量迁移相同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。(3)分类横波：质点的振动方向与波的传播方向_____；纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上。受迫相同垂直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。(3)图像(如图)平衡位置位移平衡位置

相同振动频率介质无关λf

(2025·安徽卷·2)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√

弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，故A错误；同一介质中，波的传播速度相同，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由λ=vT可知，波长越短，故B错误；标记物振动的速度反映的是机械波中质点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，二者不是同一个速度，故C错误；标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波传播过程中也把能量传递给标记物，故D正确。

√

(多选)(2025·山东卷·9)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为2cm，波速均为1m/s，M、N为介质中的质点。t=0时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为1cm。下列说法正确的是A.甲波的周期为6sB.乙波的波长为6mC.t=6s时，M向y轴正方向运动D.t=6s时，N向y轴负方向运动√√

波的传播方向与质点振动方向的互判“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

“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

返回“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质点振动方向

考点二波传播的周期性和多解性问题

2.造成波传播问题多解的主要因素(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。

(2025·湖南省名校大联考)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.1s后，其波形曲线如图中虚线所示。(1)若波向左传播，求它在0.1s内传播的最小距离；答案

0.05m

(2)若波向右传播，求它的周期；

(3)若波速是3.5m/s，求波的传播方向。答案

向右传播

√√

返回考点三波的干涉、衍射现象多普勒效应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。说明：(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。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_____。说明：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。增加变小

(多选)(2025·浙江1月选考·12)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√√

当右侧波传到x=6

m位置时所用时间为0.1

s=5T，即此时x=6

m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<6

m内到x=0和x=6

m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=40×0.02

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则共有15个振动加强点，选项D错误。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。

(多选)(2025·河南郑州市三模)如图甲，固定有蜂鸣器的滑块在M、N间做简谐运动，O点为平衡位置。小明使用该装置时听到蜂鸣器的频率会变化，为解释该现象查阅资料后发现，当观察者静止时，其接收频率f与波源移动速度v的关系如图乙所示(取波源靠近观察者时速度为正)，其中f0为波源频率。现将滑块推至M点由静止释放，小明的耳朵在N点正右侧，已知A、B为关于O点对称的两点，蜂鸣器发声频率为1000Hz，则滑块A.到达N点时，小明听到的频率等于1000HzB.同向经过A、B两点时，小明听到的频率相同C.连续两次经过A点时，小明听到的频率相同D.从M点到N点的过程中(不包含M点、N点)，小明

听到的频率先大于1000Hz，后小于1000Hz√√

到达N点时，滑块的速度为零，波源与小明相对静止，小明听到的频率等于1

000

Hz，A正确；同向经过A、B两点时，波源相对小明的速度大小和方向都相同，小明听到的频率相同，B正确；连续两次经过A点时，波源相对小明的速度方向不相同，小明听到的频率不相同，C错误；从M点到N点的过程中(不包含M点、N点)，波源一直靠近观察者，小明听到的频率一直大于1

000

Hz，D错误。返回课时精练精练高频考点提升关键能力对一对题号123456答案BBCBADB题号

7891011答案ADCDBCD答案1234567891011

√1234567891011答案基础落实练1234567891011答案

根据多普勒效应，甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率增大，B听到警笛声的频率减小，A、B两人听到警笛声的频率不同，故A正确；障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，波将发生明显的衍射现象，题图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误；题图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤，故C正确；1234567891011答案

2.(2025·北京卷·5)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√1234567891011答案1234567891011答案

3.(2025·江苏南通市检测)固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波，某时刻拍得一幅如图所示的照片。由照片可知A.金属丝正向右移动B.金属丝在水面上左右振动C.单位时间内通过a点的波数比b点多D.水波向左传播的速度大1234567891011√答案1234567891011答案

根据水波的波纹可知，左边形成的波纹比较密，所以金属丝是向左移动，故A错误；水波的振幅是上下的，故金属丝在水面上下振动，故B错误；波源向左运动，根据多普勒效应，可知单位时间内通过a点的波数比b点多，故C正确；波的传播速度大小取决于介质，所以金属丝两侧水波传播的速度一样大，故D错误。4.(2024·广东卷·3)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1m/s，t=0时的波形如图所示。t=1s时，x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为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)波在水中的传播速度大小；1234567891011答案答案

0.25m/s

(3)质点N第10次到达波峰的时刻。1234567891011答案答案

0.24s1234567891011答案

8.(多选)(2025·湖南卷·7)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A.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√1234567891011答案能力综合练√

12345678