章末素养提升
物理观念 机械波 (1)形成条件：__________、__________，二者缺一不可 (2)特点：传播__________、传递__________和信息，质点__________随波迁移 (3)波与振动的关系：有机械振动__________有机械波，有机械波必有机械振动 (4)分类：按机械波传播方向和振动方向的关系分为__________和__________
描述波的物理量 (1)波长λ：一个周期传播的距离 (2)频率f(周期T)：由__________决定 (3)波速v：由__________决定 (4)关系：v＝ λf 或v＝
波的一些现象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的叠加、波的干涉、多普勒效应
科学思维 图像法 1.振动图像： (1)意义：横坐标表示质点运动的__________，纵坐标表示某一质点在各个时刻偏离平衡位置的位移 (2)图像信息：周期T、该质点的振幅A、对应时刻质点的位移x等 2.波的图像： (1)意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的__________，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移 (2)图像信息：波长λ、各质点的振幅A、各质点的位移x等 (3)波的传播方向和各质点的振动方向互判
模型法 横波和纵波模型 波的反射和折射模型 多普勒效应模型
科学探究 能观察并探究有关机械波的实验现象，提出并较准确表述可探究的物理问题；能自主观察一些与机械波相关的实验现象，收集证据，形成结论；能用与机械波相关的物理知识解释所观察的现象；能与他人协作，共同探究感兴趣的物理问题。
科学态度 能认识物理研究是对自然现象进行抽象的创造性工作；有自主学习物理、探索身边的物理问题的兴趣；能关注本地区的一些科学普及活动。
例1 根据所学物理知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于( )
A．干涉、衍射、共振、多普勒效应
B．干涉、多普勒效应、共振、衍涉
C．衍射、多普勒效应、共振、干涉
D．反射、共振、折射、多普勒效应
例2 (2022·北京卷)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＝T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＝T时，质点P4的速度最大
C．t＝T时，质点P3和P5相位相同
D．该列绳波的波速为
例3 (多选)(2024·梅州市高二期末)有一列沿x轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，M和N是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点N在一段时间内的振动图像，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．图甲所示时刻M和N两质点的速度都为零
B．该列简谐横波正以1.0 m/s的速度沿x轴负方向传播
C．t＝2 s时质点M距离平衡位置最远，其加速度最大，加速度方向沿y轴正方向
D．该波在传播过程中若遇到直径d＝7 m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象
例4 (2023·海南卷)下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是( )
A．该波的周期是5 s
B．该波的波速是3 m/s
C．4 s时P质点向上振动
D．4 s时Q质点向上振动
例5 (2023·武汉市高二期中)如图所示，S1、S2是水面上两个振动情况完全相同的波源，其振动方向为竖直方向，S1、S2发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，且波长均为2 cm。P是水面上的一点，且S1、S2、P三点刚好构成一个直角三角形，S1、S2两点之间的距离为6 cm，∠S1PS2＝53°。下列说法中正确的是( )
A．S1S2连线中点始终处于最大位移
B．S1P连线上(不包含S1点)共有2个振动加强点
C．S1S2连线上(不包含S1、S2两点)共有3个振动加强点
D．P点是振动减弱点
答案精析
提能综合训练
例1 A [两列水波相遇产生稳定的图样属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。故选A。]
例2 D [由t＝T时的波形图可知，波刚好传到质点P6，根据“上下坡法”可知此时，质点P6沿y轴正方向运动，波源起振的方向也沿y轴正方向，故t＝0时，质点P0沿y轴正方向运动，故A错误；由题图可知，在t＝T时质点P4处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误；由题图可知，在t＝T时，质点P3沿y轴负方向运动，质点P5沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误；由题图可知＝2a，解得λ＝8a，故该列绳波的波速为v＝＝，故D正确。]
例3 BCD [题图甲所示时刻M和N两质点都在各自振动的平衡位置，此时的速度都为最大，A错误；由题图甲可知，该波的波长为λ＝8 m，由题图乙可知该波的周期为T＝8 s，则该波的波速为v＝＝ m/s＝1 m/s，由图乙可知，质点N在t＝0时刻向y轴的正方向振动，由上下坡法知，该简谐横波沿x轴负方向传播，B正确；在t＝0时刻，质点M从平衡位置向y轴的负方向振动，该波的周期为8 s，因此t＝2 s时质点M距离平衡位置最远，在y轴负方向的最大位移处，则其加速度最大，加速度方向沿y轴正方向，C正确；波传播时遇到障碍物尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时会发生明显的衍射现象，因此该波在传播过程中若遇到直径d＝7 m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象，D正确。]
例4 C [由两个质点的振动图像可知，该波的周期是4 s，A错误；4 s时，P质点向上振动，Q质点向下振动，C正确，D错误；两个质点振动步调相反，可知两质点间距离等于(n＋)λ(n＝0,1,2，…)，只有当n＝0时，λ＝6 m，λ＝12 m，v＝＝3 m/s，n≥1时，v≠3 m/s，B错误。]
例5 D [S1S2连线中点是振动加强点，其在自己的平衡位置附近做简谐运动，不是始终处于最大位移处，故A错误；由几何关系可知，
S1P＝＝4.5 cm
S2P＝＝7.5 cm
则两列波到P点的波程差为Δx＝S2P－S1P＝3 cm＝3·，所以P点是振动减弱点，故D正确；
因为两列波振动情况完全相同，则当波程差等于半波长的偶数倍时，该点为振动加强点，所以S1S2连线上(不包含S1、S2两点)共有5个振动加强点，分别在距离S1为1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm的位置，故C错误；
设Q在S1P连线上。因为两列波振动情况完全相同，则当波程差等于半波长的偶数倍时，即满足
Δx＝QS2－QS1＝2n·(n＝0,1,2…)
(QS2)2＝(QS1)2＋(S1S2)2，所以S1P连线上(不包含S1点)只有1个振动加强点，在距离S1为2.5 cm的位置，故B错误。](共18张PPT)
DISANZHANG
第三章
章末素养提升
再现
素养知识
物理 观念 机械波 (1)形成条件：_____、_____，二者缺一不可
(2)特点：传播___________、传递_____和信息，质点______随波迁移
(3)波与振动的关系：有机械振动_________有机械波，有机械波必有机械振动
(4)分类：按机械波传播方向和振动方向的关系分为
_____和_____
波源
介质
振动形式
能量
不会
不一定
横波
纵波
物理 观念 描述波的物理量 (1)波长λ：一个周期传播的距离
(2)频率f(周期T)：由_____决定
(3)波速v：由______决定
(4)关系：v＝λf 或v＝
波的一些现象 波的反射、波的折射、波的衍射、波的叠加、波的干涉、多普勒效应
波源
介质
科学 思维 图像法 1.振动图像：
(1)意义：横坐标表示质点运动的______，纵坐标表示某一质点在各个时刻偏离平衡位置的位移
(2)图像信息：周期T、该质点的振幅A、对应时刻质点的位移x等
2.波的图像：
(1)意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的________，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移
(2)图像信息：波长λ、各质点的振幅A、各质点的位移x等
(3)波的传播方向和各质点的振动方向互判
时间
平衡位置
科学 思维 模型法 横波和纵波模型
波的反射和折射模型
多普勒效应模型
科学探究 能观察并探究有关机械波的实验现象，提出并较准确表述可探究的物理问题；能自主观察一些与机械波相关的实验现象，收集证据，形成结论；能用与机械波相关的物理知识解释所观察的现象；能与他人协作，共同探究感兴趣的物理问题。
科学态度 能认识物理研究是对自然现象进行抽象的创造性工作；有自主学习物理、探索身边的物理问题的兴趣；能关注本地区的一些科学普及活动。
根据所学物理知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于
例1
提能
综合训练
A.干涉、衍射、共振、多普勒效应
B.干涉、多普勒效应、共振、衍涉
C.衍射、多普勒效应、共振、干涉
D.反射、共振、折射、多普勒效应
√
两列水波相遇产生稳定的图样属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。故选A。
(2022·北京卷)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＝ 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
例2
√
(多选)(2024·梅州市高二期末)有一列沿x轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，M和N是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点N在一段时间内的振动图像，如图乙所示。则下列说法正确的是
A.图甲所示时刻M和N两质点的
速度都为零
B.该列简谐横波正以1.0 m/s的速度沿x轴负方向传播
C.t＝2 s时质点M距离平衡位置最远，其加速度最大，加速度方向沿y轴正
方向
D.该波在传播过程中若遇到直径d＝7 m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象
例3
√
√
√
题图甲所示时刻M和N两质点都在各自振动的平衡位置，此时的速度都为最大，A错误；
在t＝0时刻，质点M从平衡位置向y轴的负方向振动，该波的周期为8 s，因此t＝2 s时质点M距离平衡位置最远，在y轴负方向的最大位移处，则其加速度最大，加速度方向沿y轴正方向，C正确；
波传播时遇到障碍物尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时会发生明显的衍射现象，因此该波在传播过程中若遇到直径d＝7 m的圆形障碍物，能发生明显衍射现象，D正确。
(2023·海南卷)下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是
A.该波的周期是5 s
B.该波的波速是3 m/s
C.4 s时P质点向上振动
D.4 s时Q质点向上振动
例4
√
由两个质点的振动图像可知，该波的周期是4 s，A错误；
4 s时，P质点向上振动，Q质点向下振动，C正确，D错误；
(2023·武汉市高二期中)如图所示，S1、S2是水面上两个振动情况完全相同的波源，其振动方向为竖直方向，S1、S2发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，且波长均为2 cm。P是水面上的一点，且S1、S2、P三点刚好构成一个直角三角形，S1、S2两点之间的距离为6 cm，∠S1PS2＝53°。下列说法中正确的是
A.S1S2连线中点始终处于最大位移
B.S1P连线上(不包含S1点)共有2个振动加强点
C.S1S2连线上(不包含S1、S2两点)共有3个振动加强点
D.P点是振动减弱点
例5
√
S1S2连线中点是振动加强点，其在自己的平衡位置附近做简谐运动，不是始终处于最大位移处，故A错误；
因为两列波振动情况完全相同，则当波程差等于半波长的偶数倍时，该点为振动加强点，所以S1S2连线上(不包含S1、S2两点)共有5个振动加强点，分别在距离S1为1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm的位置，故C错误；
设Q在S1P连线上。因为两列波振动情况完全相同，则当波程差等于半波长的偶数倍时，
(QS2)2＝(QS1)2＋(S1S2)2，所以S1P连线上(不包含S1点)只有1个振动加强点，在距离S1为2.5 cm的位置，故B错误。
