备考2025届高考物理一轮复习讲义第八章机械振动和机械波第2讲机械波考点1机械波的传播与图像

第2讲机械波课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.通过视察，相识波的特征.能区分横波和纵波.能用图像描述横波.理解波速、波长和频率的关系.2.知道波的反射和折射现象.通过试验，了解波的干涉与衍射现象.3.通过试验，相识多普勒效应.能说明多普勒效应产生的缘由.能列举多普勒效应的应用实例.机械波的传播与图像2024：新课标T14，北京T4，上海T7，天津T7，全国甲T34（2）；2024：广东T16（1），辽宁T3，河北T16（1），全国甲T34（1）；2024：湖北T10，北京T3，湖南T16（1），全国甲T34（2），全国乙T34（1），天津T4，重庆T16（1），上海T3；2024：天津T4，海南T9，上海T5，浙江7月T15，山东T4；2024：北京T131.物理观念：了解波、横波和纵波的内涵，相识波的反射、折射、干涉、衍射及多普勒效应等现象.具有与机械波相关的运动与相互作用观念和能量观念.2.科学思维：运用公式和图像描述波动问题；运用证据及推理说明波的干涉、衍射现象.3.科学探究：视察、探究波的形成与传播的相关现象，拓展对物理世界的相识和理解.自主视察并分析波的反射、折射和衍射等试验现象，收集证据，形成结论.4.科学看法与责任：通过对波的形成与传播问题的学习和探讨，体验相识科学本质的方法，激发求知欲，提升科学论证明力.波的图像与振动图像的综合应用2024：全国乙T34（1）；2024：山东T9；2024：山东T10；2024：北京T6；2024：全国ⅠT34（1），浙江4月T16波的多解问题2024：海南T4；2024：辽宁T7；2024：天津T7波的干涉、衍射和多普勒效应2024：辽宁T8，广东T4，湖南T3，浙江1月T6，全国甲T34（2）；2024：全国乙T34（1），浙江1月T15，浙江6月T16；2024：浙江1月T13，浙江6月T9；2024：全国ⅠT34（1）；2024：全国ⅢT34（1），上海T8命题分析预料高考对机械波的考查以波动图像为主，考查波的形成、波的传播、波的叠加、波速的计算、波的多解问题等，以选择题为主，难度中等.预料2025年高考可能会联系实际问题，通过波动图像考查机械波的传播特性与规律；联系生产生活实际，考查波的干涉、衍射与多普勒效应.考点1机械波的传播与图像1.机械波的形成条件（1）有发朝气械振动的[1]波源.（2）有传播[2]介质，如空气、水等.2.传播特点（1）波传到随意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向[3]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和波源的振动频率和周期[4]相同.（3）波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以变更，但频率和周期都不会变更.（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[5]波长的距离.（5）机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置旁边做简谐运动，并不随波迁移.3.横波与纵波的对比分类质点振动方向和波的传播方向的关系形态举例横波垂直[6]凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上[7]疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等4.波速、波长和频率的关系（1）波长λ：在波动中，振动相位总是[8]相同的两个[9]相邻质点间的距离.（2）波速v：波在介质中的传播速度，由[10]介质本身的性质确定.（3）频率f：由波源确定，等于波源的[11]振动的频率.（4）波长、波速和频率（或周期）的关系：v＝[12]λf；v＝[13]λT5.机械波的图像（1）图像：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的[14]平衡位置，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的[15]位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即波的图像.简谐波的图像是正弦（或余弦）曲线.（2）物理意义：某一时刻介质中各质点相对[16]平衡位置的位移.测绘科技人员利用声呐绘制海底地形图、地震波对建筑物造成破坏……种种现象表明：波既能传递信息，又能传播能量.推断下列关于机械波的说法的正误.（1）在机械波中各质点不随波的传播而迁移.（√）（2）通过波的图像可以找出任一质点在随意时刻的位移.（✕）（3）机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同.（√）（4）机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍.（✕）（5）波速表示介质中质点振动的快慢.（✕）研透高考明确方向命题点1机械波的形成与传播1.[2024北京]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起先沿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（D）A.t＝0时，质点P0沿y轴负方向运动B.t＝34T时，质点P4C.t＝34T时，质点P3和P5D.该列绳波的波速为8解析命题点2波的图像的理解与应用2.[2024天津/多选]位于坐标原点的波源从t＝0时刻起先振动，t＝0.5s时形成的机械波波形图如图所示，则下列说法正确的是（BC）A.机械波的波速v＝4m/sB.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）mD.x＝－1m处的质点半个周期内向左移动半个波长解析波源位于坐标原点，则由题图可知，该波源形成两列波，且在Δt＝0.5s的时间内波传播的距离为Δx＝2.5m，则机械波的波速为v＝ΔxΔt＝2.50.5m/s＝5m/s，A错误；由题图可知波的波长为λ＝2m，则波的周期为T＝λv＝25s＝0.4s，波刚传到x＝1m处须要的时间t1＝x1v＝15s＝0.2s，由于t＝0.5s时波恰好向右传播到x＝2.5m处，结合同侧法可知波源的起振方向沿y轴的负方向，所以t＝0.2s时x＝1m处的质点沿y轴的负方向振动，再经过0.1s的时间，即14T的时间后，x＝1m处的质点刚好位于波谷处，B正确；设波源的振动方程为y＝Asin（ωt＋φ），由以上可知ω＝2πT命题点3波的传播方向与质点振动方向的互判3.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示.此后K质点比L质点先回到平衡位置.下列推断正确的是（D）A.该简谐横波沿x轴负方向传播B.此时K质点沿y轴正方向运动C.此时K质点的速度比L质点的小D.此时K质点的加速度比L质点的小解析离波源近的点先振动，即离波源近的点带动离波源远的点振动.K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点此时的振动方向沿y轴负方向，结合同侧法可知波沿x轴正方向传播，A、B错误；此时L质点的速度为零，K质点的速度大于零，C错误；此时K质点偏离平衡位置的位移比L质点的小，由a＝－kym可知，此时K质点的