《创新课堂》第三章 机械波 章末整合提升 体系构建 素养提升 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版）
文档属性
| 名称 | 《创新课堂》第三章 机械波 章末整合提升 体系构建 素养提升 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版） |
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|
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-04 00:00:00 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
章末整合提升 体系构建 素养提升
01
体系构建
目 录
02
模型构建
01
PART
体系构建
c
c
c
c
c
c
c
02
PART
模型构建
一、波的图像反映的信息及其应用
从波的图像可以看出
（1）波长λ；
（2）振幅A；
（3）该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；
（4）如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一
时刻的波形；
（5）如果波的传播速度大小已知，可利用图像所得的相关信息进一步求
得各质点振动的周期和频率：T＝，f＝。
【例1】 （2024·广东高考3题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1
m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置
的位移为（ ）
A. 0 B. 0.1 m
C. －0.1 m D. 0.2 m
√
解析： 由题图可知简谐波的波长λ＝2 m，所以周期T＝＝＝2 s，
当t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处，故其相对平衡位
置的位移为0.1 m。故选B。
【例2】 （2024·湖南高考2题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率
上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播
的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B
点位于波峰， 两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（ ）
A. 波长为3 m
B. 波速为12 m/s
C. t0＋0.25 s时刻，B点速度为0
D. t0＋0.50 s时刻，A点速度为0
√
解析： 由题意可知xAB＝λ，则该波的波长λ＝4 m，A错误；根据题意
可知该波的周期T＝1 s，所以该波的波速v＝＝4 m/s，B错误；由于t0时刻
A点、B点分别位于波谷、波峰位置，则t0时刻A点、B点的速度均为0，从t0
时刻到t0＋0.25 s时刻，B点振动了个周期，运动至平衡位置，速度最大，
C错误；从t0时刻到t0＋0.5 s时刻，A点振动了个周期，运动至波峰位置，
速度为0，D正确。
【考教衔接】
真题 探源 本题源于鲁科版选择性必修第一册P74·T4的情境：抖动绳子的一
端，绳子每秒钟做两次全振动，产生如图所示的横波。求绳上横波
的频率、波长和波速，并画出1.25 s后的波形图。若要增大绳波的
波长，抖动绳子的频率该如何改变？
衔接 分析 （1）两题给出的情境相似，待求的部分物理量相同。
（2）2024年湖南高考题的C、D选项，是在教材题目中画出波形图
后，对质点速度大小的判定。这是对知识点的加深和拓展
解题 通法 （1）确定波长λ：相邻两个振动状态完全相同的质点之间的距离或
相邻两波峰（谷）之间的距离均为一个波长。
（2）确定周期T：波源一次全振动的时间由公式T＝求得。
（3）波速、波长、周期（或频率）的关系：v＝＝λf（单位统一用
国际单位制单位）
二、振动图像与波的图像的综合
解决振动图像与波的图像综合问题的基本思路
（1）由y-t图像可以获取振幅A、振动周期（即波的周期）T。
（2）由y-x图像可以获取振幅A、波长λ。
（3）进而由公式v＝fλ＝求得波速。
（4）明确y-t图像描述的是哪个质点的振动；y-x图像是哪一时刻的图像，
然后根据y-t图像确定y-x图像对应时刻该质点的位移和振动方向，最后根据
y-x图像确定波的传播方向，进而判断其他有关问题。
【例3】 （2024·天津高考3题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，
图甲是t＝1 s时该波的波形图，图乙是x＝0处质点的振动图像。则t＝11 s时
该波的波形图为（ ）
√
解析： 由题图乙得波的周期T＝4 s，
因t＝11 s时，即在t＝1 s后再经过
10 s＝2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。
【例4】 〔多选〕（2024·重庆高考10题）一列沿x轴传播的简谐波，在某
时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该
时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（ ）
A. 最小波长为 m
B. 频率为 Hz
C. 最大波速为 m/s
D. 从该时刻开始2 s内该质点运动的路程为cm
√
√
解析： 根据题图乙写出平衡位置与坐标原点距离
为3 m的质点的振动方程y＝sin（ωt＋φ），带入点
和（2，0）解得φ＝，ω＝，可得T＝
2.4 s，f＝ Hz，故B正确；在题图甲中标出位移为
cm的质点，如图所示，若波沿x轴正方向传播则为Q点，沿x轴负方向传播则为P点，则波长可能为λ＝3 m，即λ＝18 m，或λ'＝3 m，即λ'＝9 m，故A错误；根据v＝，可得v＝7.5 m/s，v'＝3.75 m/s，故C错误；根据题图乙计算该质点在2 s内运动的路程为s＝cm＝cm，故D正确。
三、波的干涉和衍射的比较
1. 波的干涉与波的衍射的区别
（1）现象：干涉是两列频率相同的波，在相遇处叠加后，有些地方振动
加强，有些地方振动减弱；衍射是一列波绕过缝、孔或障碍物继续传播的
现象。
（2）产生条件：干涉的条件是频率相同，相位差恒定；发生明显衍射
现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比
波长更小。
2. 波的干涉与波的衍射的联系
（1）干涉与衍射都是波的叠加。干涉离不开衍射，而在衍射实验中也常
看到干涉现象，干涉和衍射现象是同时存在的。
（2）干涉和衍射都是波特有的现象。
【例5】 （2023·广东高考4题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下
鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为
1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是（ ）
A. 两列声波相遇时一定会发生干涉
B. 声波由水中传播到空气中，波长会改变
C. 该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
√
解析： 根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相
对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以
两列声波相遇时不一定发生干涉，故A、D错误；声波由水中传播到空气中
时，声波的波速发生变化，由于频率不变，所以波长会发生改变，故B正
确；根据波长的计算公式可得λ＝＝ m＝1×10－3 m，当遇到尺寸约
1 m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误。
【例6】 （2024·江西高考6题）如图a所示，利用超声波可以检测飞机机
翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探
测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图b、c所示。已知超声波在
机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果
和缺陷深度d，下列选项正确的是（ ）
A. 振动减弱 d＝4.725 mm
B. 振动加强 d＝4.725 mm
C. 振动减弱 d＝9.45 mm
D. 振动加强 d＝9.45 mm
√
解析： 根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T＝2×10－7 s，又因
为波速v＝6 300 m/s，则超声波在机翼材料中的波长λ＝vT＝1.26×10－3
m，结合题图b和题图c可知，两个反射信号传播到探头处的时间差Δt＝
1.5×10－6 s，故两个反射信号的路程差2d＝vΔt＝9.45×10－3 m＝λ，解
得d＝4.725×10－3 m，且两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
THANKS
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章末整合提升 体系构建 素养提升
01
体系构建
目 录
02
模型构建
01
PART
体系构建
c
c
c
c
c
c
c
02
PART
模型构建
一、波的图像反映的信息及其应用
从波的图像可以看出
（1）波长λ；
（2）振幅A；
（3）该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；
（4）如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一
时刻的波形；
（5）如果波的传播速度大小已知，可利用图像所得的相关信息进一步求
得各质点振动的周期和频率：T＝，f＝。
【例1】 （2024·广东高考3题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1
m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置
的位移为（ ）
A. 0 B. 0.1 m
C. －0.1 m D. 0.2 m
√
解析： 由题图可知简谐波的波长λ＝2 m，所以周期T＝＝＝2 s，
当t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处，故其相对平衡位
置的位移为0.1 m。故选B。
【例2】 （2024·湖南高考2题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率
上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播
的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B
点位于波峰， 两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（ ）
A. 波长为3 m
B. 波速为12 m/s
C. t0＋0.25 s时刻，B点速度为0
D. t0＋0.50 s时刻，A点速度为0
√
解析： 由题意可知xAB＝λ，则该波的波长λ＝4 m，A错误；根据题意
可知该波的周期T＝1 s，所以该波的波速v＝＝4 m/s，B错误；由于t0时刻
A点、B点分别位于波谷、波峰位置，则t0时刻A点、B点的速度均为0，从t0
时刻到t0＋0.25 s时刻，B点振动了个周期，运动至平衡位置，速度最大，
C错误；从t0时刻到t0＋0.5 s时刻，A点振动了个周期，运动至波峰位置，
速度为0，D正确。
【考教衔接】
真题 探源 本题源于鲁科版选择性必修第一册P74·T4的情境：抖动绳子的一
端，绳子每秒钟做两次全振动，产生如图所示的横波。求绳上横波
的频率、波长和波速，并画出1.25 s后的波形图。若要增大绳波的
波长，抖动绳子的频率该如何改变？
衔接 分析 （1）两题给出的情境相似，待求的部分物理量相同。
（2）2024年湖南高考题的C、D选项，是在教材题目中画出波形图
后，对质点速度大小的判定。这是对知识点的加深和拓展
解题 通法 （1）确定波长λ：相邻两个振动状态完全相同的质点之间的距离或
相邻两波峰（谷）之间的距离均为一个波长。
（2）确定周期T：波源一次全振动的时间由公式T＝求得。
（3）波速、波长、周期（或频率）的关系：v＝＝λf（单位统一用
国际单位制单位）
二、振动图像与波的图像的综合
解决振动图像与波的图像综合问题的基本思路
（1）由y-t图像可以获取振幅A、振动周期（即波的周期）T。
（2）由y-x图像可以获取振幅A、波长λ。
（3）进而由公式v＝fλ＝求得波速。
（4）明确y-t图像描述的是哪个质点的振动；y-x图像是哪一时刻的图像，
然后根据y-t图像确定y-x图像对应时刻该质点的位移和振动方向，最后根据
y-x图像确定波的传播方向，进而判断其他有关问题。
【例3】 （2024·天津高考3题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，
图甲是t＝1 s时该波的波形图，图乙是x＝0处质点的振动图像。则t＝11 s时
该波的波形图为（ ）
√
解析： 由题图乙得波的周期T＝4 s，
因t＝11 s时，即在t＝1 s后再经过
10 s＝2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。
【例4】 〔多选〕（2024·重庆高考10题）一列沿x轴传播的简谐波，在某
时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该
时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（ ）
A. 最小波长为 m
B. 频率为 Hz
C. 最大波速为 m/s
D. 从该时刻开始2 s内该质点运动的路程为cm
√
√
解析： 根据题图乙写出平衡位置与坐标原点距离
为3 m的质点的振动方程y＝sin（ωt＋φ），带入点
和（2，0）解得φ＝，ω＝，可得T＝
2.4 s，f＝ Hz，故B正确；在题图甲中标出位移为
cm的质点，如图所示，若波沿x轴正方向传播则为Q点，沿x轴负方向传播则为P点，则波长可能为λ＝3 m，即λ＝18 m，或λ'＝3 m，即λ'＝9 m，故A错误；根据v＝，可得v＝7.5 m/s，v'＝3.75 m/s，故C错误；根据题图乙计算该质点在2 s内运动的路程为s＝cm＝cm，故D正确。
三、波的干涉和衍射的比较
1. 波的干涉与波的衍射的区别
（1）现象：干涉是两列频率相同的波，在相遇处叠加后，有些地方振动
加强，有些地方振动减弱；衍射是一列波绕过缝、孔或障碍物继续传播的
现象。
（2）产生条件：干涉的条件是频率相同，相位差恒定；发生明显衍射
现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比
波长更小。
2. 波的干涉与波的衍射的联系
（1）干涉与衍射都是波的叠加。干涉离不开衍射，而在衍射实验中也常
看到干涉现象，干涉和衍射现象是同时存在的。
（2）干涉和衍射都是波特有的现象。
【例5】 （2023·广东高考4题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下
鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为
1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是（ ）
A. 两列声波相遇时一定会发生干涉
B. 声波由水中传播到空气中，波长会改变
C. 该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
√
解析： 根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相
对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以
两列声波相遇时不一定发生干涉，故A、D错误；声波由水中传播到空气中
时，声波的波速发生变化，由于频率不变，所以波长会发生改变，故B正
确；根据波长的计算公式可得λ＝＝ m＝1×10－3 m，当遇到尺寸约
1 m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误。
【例6】 （2024·江西高考6题）如图a所示，利用超声波可以检测飞机机
翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探
测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图b、c所示。已知超声波在
机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果
和缺陷深度d，下列选项正确的是（ ）
A. 振动减弱 d＝4.725 mm
B. 振动加强 d＝4.725 mm
C. 振动减弱 d＝9.45 mm
D. 振动加强 d＝9.45 mm
√
解析： 根据反射信号图像可知，超声波的传播周期T＝2×10－7 s，又因
为波速v＝6 300 m/s，则超声波在机翼材料中的波长λ＝vT＝1.26×10－3
m，结合题图b和题图c可知，两个反射信号传播到探头处的时间差Δt＝
1.5×10－6 s，故两个反射信号的路程差2d＝vΔt＝9.45×10－3 m＝λ，解
得d＝4.725×10－3 m，且两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
THANKS
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