資源簡介

章末素養提升
物理觀念 機械波 (1)形成條件：波源、介質，二者缺一不可 (2)特點：傳播振動形式、傳遞能量和信息，質點不會隨波遷移 (3)波與振動的關系：有機械振動不一定有機械波，有機械波必有機械振動 (4)分類：按機械波傳播方向和振動方向的關系分為橫波和縱波
描述波的物理量 (1)波長λ：一個周期傳播的距離 (2)頻率f(周期T)：由波源決定 (3)波速v：由介質決定 (4)關系：v＝ λf 或v＝
波的一些現象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的疊加、波的干涉、多普勒效應。
科學思維 圖像法 波的圖像： (1)物理意義：橫坐標表示波的傳播方向上各質點的平衡位置，縱坐標表示某一時刻各質點偏離平衡位置的位移 (2)圖像信息：波長λ、各質點的振幅A、各質點的位移x等 (3)波的傳播方向和各質點的振動方向互判
模型法 橫波和縱波模型 多普勒效應模型
科學探究 1.通過實驗認識波的反射和折射現象 2.探究波發生明顯衍射的條件 3.通過實驗研究和分析波的干涉現象
科學態度與責任 1.通過了解機械波在介質中的傳播速度及影響因素，讓學生理解物理學的本質 2.通過分析多普勒效應的產生原理，認識超聲波的多普勒測速儀、“彩超”等具體應用，培養學生對物理學的興趣
例1　(2023·贛州市高二期末)根據所學物理知識，分析下列現象，這些物理現象分別屬于(　　)
A．干涉、衍射、共振、多普勒效應
B．干涉、多普勒效應、共振、干涉
C．衍射、多普勒效應、共振、干涉
D．反射、共振、折射、多普勒效應
答案　A
解析　兩列水波相遇產生穩定的圖樣屬于波的干涉現象；《紅樓夢》中王熙鳳出場聞其聲不見其人屬于波的衍射現象；“獅吼功”吼破玻璃杯屬于共振現象；鳴笛的救護車迎面而來，我們聽到笛聲音調變高屬于多普勒效應。故選A。
例2　(2023·北京市高一期末)在如圖所示的xOy坐標系中，一條彈性繩沿x軸位置，圖中小黑點代表繩上的質點，相鄰質點的間距為a。t＝0時，x＝0處的質點P0開始沿y軸做周期為T、振幅為A的簡諧運動。t＝T時的波形如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．t＝T時，質點P4的速度最大
B．t＝T時，質點P3和P5速度相同
C．t＝0時，質點P0沿y軸負方向運動
D．該列繩波的波速為
答案　D
解析　t＝T時，質點P4處于正向最大位移處，速度最小，故A錯誤；t＝T時，質點P3向下振，質點P5向上振，所以兩點速度大小相等，方向相反，故B錯誤；振源的起振方向和各質點的起振方向相同，即沿y軸正方向運動，故C錯誤；根據波速和周期的關系可知v＝，故D正確。
例3　(2023·海南卷)下面兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6 m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是(　　)
　
A．該波的周期是5 s
B．該波的波速是3 m/s
C．4 s時P質點向上振動
D．4 s時Q質點向上振動
答案　C
解析　由兩個質點的振動圖像可知，該波的周期是4 s，A錯誤；4 s時，P質點向上振動，Q質點向下振動，C正確，D錯誤；兩個質點振動步調相反，可知兩質點間距離等于(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，只有當n＝0時，λ＝6 m，λ＝12 m，v＝＝3 m/s，n≥1時，v≠3 m/s，B錯誤。
例4　(多選)(2022·山東卷)一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如圖所示。當t＝7 s時，簡諧波的波動圖像可能正確的是(　　)
答案　AC
解析　由O點的振動圖像可知，周期為T＝12 s，振幅A＝20 cm。設原點處的質點的振動方程為y＝Asin (t＋φ)，將(0,10 cm)代入，解得φ＝，在t＝7 s時刻，y7＝20sin (×7＋) cm＝－10 cm≈－17.3 cm，因7 s＝T＋T，由題可知在t＝7 s時刻質點在y軸負半軸向下振動，根據“同側法”可判斷若波向右傳播，則波形如C所示；若波向左傳播，則波形如A所示，故選A、C。
例5　(2023·武漢市高二期中)如圖所示，S1、S2是水面上兩個振動情況完全相同的波源，其振動方向為豎直方向，S1、S2發出的波在水面上形成穩定的干涉圖樣，且波長均為2 cm。P是水面上的一點，且S1、S2、P三點剛好構成一個直角三角形，S1、S2兩點之間的距離為6 cm，∠S1PS2＝53°。下列說法中正確的是(　　)
A．S1S2連線中點始終處于最大位移
B．S1P連線上(不包含S1點)共有2個振動加強點
C．S1S2連線上(不包含S1、S2兩點)共有3個振動加強點
D．P點是振動減弱點
答案　D
解析　S1S2連線中點是振動加強點，其在自己的平衡位置附近做簡諧運動，不是始終處于最大位移處，
故A錯誤；由幾何關系可知，S1P＝＝4.5 cm
S2P＝＝7.5 cm
則兩列波到P點的波程差為Δx＝S2P－S1P＝3 cm＝3·，所以P點是振動減弱點，故D正確；
因為兩列波振動情況完全相同，則當波程差等于半波長的偶數倍時，該點為振動加強點，所以S1S2連線上(不包含S1、S2兩點)共有5個振動加強點，分別在距離S1為1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm的位置，故C錯誤；
設Q在S1P連線上。因為兩列波振動情況完全相同，則當波程差等于半波長的偶數倍時，即滿足
Δx＝QS2－QS1＝2n·(n＝0,1,2…)
(QS2)2＝(QS1)2＋(S1S2)2，所以S1P連線上(不包含S1點)只有1個振動加強點，在距離S1為2.5 cm的位置，故B錯誤。
例6　(多選)(2022·浙江6月選考)位于x＝0.25 m的波源P從t＝0時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播，在t＝2.0 s時波源停止振動，t＝2.1 s時的部分波形如圖所示，其中質點a的平衡位置xa＝1.75 m，質點b的平衡位置xb＝－0.5 m。下列說法正確的是(　　)
A．沿x軸正負方向傳播的波發生干涉
B．t＝0.42 s時，波源的位移為正
C．t＝2.25 s時，質點a沿y軸負方向振動
D．在0到2 s內，質點b運動總路程是2.55 m
答案　BD
解析　波沿x軸正負方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發生干涉，故A錯誤；由題圖可知，波的波長λ＝1 m，由題意可知0.1 s內波傳播四分之一波長，可得＝0.1 s，解得T＝0.4 s，波源振動了2 s，即波傳播了5個周期，故波源的起振方向與t＝2.1 s時、x＝1.5 m處質點的振動方向相同，則波源的振動方向向上，在t＝0.42 s，即T0.25 s，即質點a還在繼續振動，從t＝2.1 s到t＝2.25 s，經過時間為t2＝0.15 s，即章末素養提升
DISANZHANG
第三章
再現
素養知識
物理觀念 機械波 (1)形成條件： 、 ，二者缺一不可
(2)特點：傳播 、傳遞 和信息，質點 隨波遷移
(3)波與振動的關系：有機械振動 有機械波，有機械波必有機械振動
(4)分類：按機械波傳播方向和振動方向的關系分為 和_____
波源
介質
振動形式
能量
不會
不一定
橫波
縱波
物理觀念 描述波的物理量 (1)波長λ：一個周期傳播的距離
(2)頻率f(周期T)：由 決定
(3)波速v：由 決定
(4)關系：v＝λf 或v＝
波的一些現象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的疊加、波的干涉、多普勒效應。
波源
介質
科學思維 圖像法 波的圖像：
(1)物理意義：橫坐標表示波的傳播方向上各質點的 ，縱坐標表示_________________________________
(2)圖像信息：波長λ、各質點的振幅A、各質點的位移x等
(3)波的傳播方向和各質點的振動方向互判
模型法 橫波和縱波模型
多普勒效應模型
平衡位置
某一時刻各質點偏離平衡位置的位移
科學探究 1.通過實驗認識波的反射和折射現象
2.探究波發生明顯衍射的條件
3.通過實驗研究和分析波的干涉現象
科學態度與責任 1.通過了解機械波在介質中的傳播速度及影響因素，讓學生理解物理學的本質
2.通過分析多普勒效應的產生原理，認識超聲波的多普勒測速儀、“彩超”等具體應用，培養學生對物理學的興趣
　(2023·贛州市高二期末)根據所學物
理知識，分析下列現象，這些物理現
象分別屬于
A.干涉、衍射、共振、多普勒效應
B.干涉、多普勒效應、共振、干涉
C.衍射、多普勒效應、共振、干涉
D.反射、共振、折射、多普勒效應
例1
√
提能
綜合訓練
兩列水波相遇產生穩定的圖樣屬于波的干涉現象；《紅樓夢》中王熙鳳出場聞其聲不見其人屬于波的衍射現象；“獅吼功”吼破玻璃杯屬于共振現象；鳴笛的救護車迎面而來，我們聽到笛聲音調變高屬于多普勒效應。故選A。
　(2023·北京市高一期末)在如圖所示的xOy坐標系中，一條彈性繩沿x軸位置，圖中小黑點代表繩上的質點，相鄰質點的間距為a。t＝0時，x＝0處的質點P0開始沿y軸做周期為T、振幅為A的簡諧運動。t＝ 時的波形如圖所示。下列說法正確的是
例2
√
C.t＝0時，質點P0沿y軸負方向運動
t＝ 時，質點P4處于正向最大位移處，
速度最小，故A錯誤；
t＝ 時，質點P3向下振，質點P5向上振，所以兩點速度大小相等，方向相反，故B錯誤；
振源的起振方向和各質點的起振方向相同，即沿y軸正方向運動，故C錯誤；
根據波速和周期的關系可知v＝ 故D正確。
　(2023·海南卷)下面兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6 m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是
例3
A.該波的周期是5 s B.該波的波速是3 m/s
C.4 s時P質點向上振動 D.4 s時Q質點向上振動
√
由兩個質點的振動圖像可知，該波的周期是4 s，A錯誤；
4 s時，P質點向上振動，Q質點向下振動，C正確，D錯誤；
　(多選)(2022·山東卷)一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如圖所示。當t＝7 s時，簡諧波的波動圖像可能正確的是
例4
√
√
　(2023·武漢市高二期中)如圖所示，S1、S2是水面上兩個振動情況完全相同的波源，其振動方向為豎直方向，S1、S2發出的波在水面上形成穩定的干涉圖樣，且波長均為2 cm。P是水面上的一點，且S1、S2、P三點剛好構成一個直角三角形，S1、S2兩點之間的距離為6 cm，∠S1PS2＝53°。下列說法中正確的是
A.S1S2連線中點始終處于最大位移
B.S1P連線上(不包含S1點)共有2個振動加強點
C.S1S2連線上(不包含S1、S2兩點)共有3個振動加強點
D.P點是振動減弱點
例5
√
S1S2連線中點是振動加強點，其在自己的平衡位置附近做簡諧運動，不是始終處于最大位移處，故A錯誤；
因為兩列波振動情況完全相同，則當波程差等于半波長的偶數倍時，該點為振動加強點，所以S1S2連線上(不包含S1、S2兩點)共有5個振動加強點，分別在距離S1為1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm的位置，故C錯誤；
設Q在S1P連線上。因為兩列波振動情況完全相同，
則當波程差等于半波長的偶數倍時，即滿足
(QS2)2＝(QS1)2＋(S1S2)2，所以S1P連線上(不包含S1點)只有1個振動加強點，在距離S1為2.5 cm的位置，故B錯誤。
　(多選)(2022·浙江6月選考)位于x＝0.25 m的波源P從t＝0時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播，在t＝2.0 s時波源停止振動，t＝2.1 s時的部分波形如圖所示，其中質點a的平衡位置xa＝1.75 m，質點b的平衡位置xb＝－0.5 m。下列說法正確的是
A.沿x軸正負方向傳播的波發生干涉
B.t＝0.42 s時，波源的位移為正
C.t＝2.25 s時，質點a沿y軸負方向振動
D.在0到2 s內，質點b運動總路程是2.55 m
例6
√
√
波沿x軸正負方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發生干涉，故A錯誤；章末素養提升
物理觀念 機械波 (1)形成條件：_____、_____，二者缺一不可 (2)特點：傳播_____、傳遞_____和信息，質點__________隨波遷移 (3)波與振動的關系：有機械振動_____有機械波，有機械波必有機械振動 (4)分類：按機械波傳播方向和振動方向的關系分為_____和_____
描述波的物理量 (1)波長λ：一個周期傳播的距離 (2)頻率f(周期T)：由_____決定 (3)波速v：由_____決定 (4)關系：v＝λf或v＝
波的一些現象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的疊加、波的干涉、多普勒效應。
科學思維 圖像法 波的圖像： (1)物理意義：橫坐標表示波的傳播方向上各質點的_____，縱坐標表示______________________________ (2)圖像信息：波長λ、各質點的振幅A、各質點的位移x等 (3)波的傳播方向和各質點的振動方向互判
模型法 橫波和縱波模型 多普勒效應模型
科學探究 1.通過實驗認識波的反射和折射現象 2.探究波發生明顯衍射的條件 3.通過實驗研究和分析波的干涉現象
科學態度與責任 1.通過了解機械波在介質中的傳播速度及影響因素，讓學生理解物理學的本質 2.通過分析多普勒效應的產生原理，認識超聲波的多普勒測速儀、“彩超”等具體應用，培養學生對物理學的興趣
例1　(2023·贛州市高二期末)根據所學物理知識，分析下列現象，這些物理現象分別屬于(　　)
A．干涉、衍射、共振、多普勒效應
B．干涉、多普勒效應、共振、干涉
C．衍射、多普勒效應、共振、干涉
D．反射、共振、折射、多普勒效應
例2　(2023·北京市高一期末)在如圖所示的xOy坐標系中，一條彈性繩沿x軸位置，圖中小黑點代表繩上的質點，相鄰質點的間距為a。t＝0時，x＝0處的質點P0開始沿y軸做周期為T、振幅為A的簡諧運動。t＝T時的波形如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．t＝T時，質點P4的速度最大
B．t＝T時，質點P3和P5速度相同
C．t＝0時，質點P0沿y軸負方向運動
D．該列繩波的波速為
例3　(2023·海南卷)下面兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6 m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是(　　)
A．該波的周期是5 s
B．該波的波速是3 m/s
C．4 s時P質點向上振動
D．4 s時Q質點向上振動
例4　(多選)(2022·山東卷)一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標原點O的質點振動圖像如圖所示。當t＝7 s時，簡諧波的波動圖像可能正確的是(　　)
例5　(2023·武漢市高二期中)如圖所示，S1、S2是水面上兩個振動情況完全相同的波源，其振動方向為豎直方向，S1、S2發出的波在水面上形成穩定的干涉圖樣，且波長均為2 cm。P是水面上的一點，且S1、S2、P三點剛好構成一個直角三角形，S1、S2兩點之間的距離為6 cm，∠S1PS2＝53°。下列說法中正確的是(　　)
A．S1S2連線中點始終處于最大位移
B．S1P連線上(不包含S1點)共有2個振動加強點
C．S1S2連線上(不包含S1、S2兩點)共有3個振動加強點
D．P點是振動減弱點
例6　(多選)(2022·浙江6月選考)位于x＝0.25 m的波源P從t＝0時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負方向傳播，在t＝2.0 s時波源停止振動，t＝2.1 s時的部分波形如圖所示，其中質點a的平衡位置xa＝1.75 m，質點b的平衡位置xb＝－0.5 m。下列說法正確的是(　　)
A．沿x軸正負方向傳播的波發生干涉
B．t＝0.42 s時，波源的位移為正
C．t＝2.25 s時，質點a沿y軸負方向振動
D．在0到2 s內，質點b運動總路程是2.55 m

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