2025年高中物理试卷(带答案)第2讲　机械波.docx

第2讲机械波

课程标准

素养目标

1.通过观察，掌握机械波的特征；会区别横波和纵波；能用图像描述横波；理解波速、波长和频率的特征．

2.知道波的反射和折射现象．通过实验，了解波的干涉和衍射现象．

物理观念：了解机械波的概念，知道波的干涉和衍射的特点．

科学思维：会运用简谐运动的规律辅助机械振动图像和波的图像，解决生活中与机械振动、机械波相关的问题；能用波的叠加理论解释生活中的干涉现象．

考点一波的传播及波的图像

【必备知识·自主落实】

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________．各质点的振幅相同

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________，波恰好向前传播一个波长的距离．

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．

最大位移为A或－A

(3)图像(如图)

3．波长、波速、频率及其关系

(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是________的两个相邻质点间的距离．

(2)波速v：波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定

(3)频率f：由波源决定，等于波源的____________．

(4)波长、波速和频率(周期)的关系：v＝λT＝________

【关键能力·思维进阶】

1．波的周期性

(1)质点振动nT(n＝1，2，3，…)时，波形不变．

(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1，2，3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)λ2(n＝0，1，2，3，…)时，它们的振动步调总相反

2．波的传播方向与质点振动方向的互判

方法

内容

图像

“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

“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

考向1波的形成及传播

例1在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a.t＝0时，x＝0处的质点P0开始沿y轴做周期为T，振幅为A的简谐运动．t＝34T时的波形如图所示．下列说法正确的是(

A．t＝0时，质点P0沿y轴负方向运动

B．t＝34T时，质点P4

C．t＝34T时，质点P3和P5

D．该列绳波的波速为8a

例2(多选)[2024·浙江金华模拟预测]杜甫曾在《曲江》中提到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞．平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谱波)，A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上．图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上．已知波速为v，A、B连线在水平方向的距离为a，则不正确的是()

A．水波的波长为a

B．A点振动频率为2v

C．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后3a

D．从图示时刻起，经过av的时间，B、C

考向2波的图像

例3(多选)[2023·天津统考高考真题]一列机械波的波源是坐标轴原点，从t＝0时波源开始振动，t＝0.5s时波形如图，则下列说法正确的有()

A．在这种介质中波速v＝4m/s

B．x＝1m处的质点在t＝0.3s时位于波谷

C．波源的振动方程为y＝0.02sin(5πt＋π)m

D．x＝－1m处的质点半个周期内向左移动半个波长

例4(多选)[2024·云南曲靖统考二模]如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，从此时刻开始，介质中的质点P、Q(P、Q连线平行x轴)回到平衡位置的最短时间分别为0.1s、0.4s，下列说法正确的是()

A．该波的周期为T＝1s

B．0～0.75s内质点Q运动的路程为30cm

C．0～0.75s内波传播的距离为9cm

D．t＝0.75s时刻质点Q加速度最大

考点二波的图像与振动图像的综合应用

【关键能力·思维进阶】

振动图像和波的图像的比较

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