第3章 3. 波的图像-【志鸿优化训练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册笔记(教科版)

☑笔记&必记 的是( A.频率不变，波长变短 B.频率不变，波长变长 C.频率变低，波长变长 D.频率变高，波长变短 【解析】波的频率是由波源决定的，所以波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。 则声波由空气进入铁轨中，波速变大，频率不变，由波速公式=入f得知，声波的波长变 长。故B正确。 【答案】B 3波的图像 1.对波的图像的理解 (1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻 为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照” (2)简谐波的图像是正（余）弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都 相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。 (3)横波的图像形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的 波峰即图像中的位移正向的最大值，波谷即图像中的位移负向的最大值，波形中通过平 衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置。 2.波的图像的周期性 在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不 同，则不同时刻波的图像不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性 变化。经过一个周期，波的图像复原一次。 3.波的传播方向的双向性 如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也可能沿x轴负向传播，具有 双向性。 4.波的图像与振动图像的比较 比较项 波的图像（一维简谐波） 振动图像（简谐运动） 波传播过程中某一时刻在介质中各 某一质点振动的过程中，各时刻相对 研究内容 质点相对于平衡位置的位移 于平衡位置的位移 图像形状 正弦（或余弦）曲线 正弦（或余弦）曲线 表示在波的传播方向上各质点的平 横坐标 表示时间t 衡位置 22 ·物理 第三章机械波 续表 比较项 波的图像（一维简谐波） 振动图像（简谐运动） 纵坐标 某一时刻各质点偏离平衡位置的位移 某一直点个时刻偏离平衡位置的位移 沿横轴方向相邻的两 波长 一周期T 个状态总一致的点之 间的距离的含义 【典例】（多选）如图所示为某一向右传播的横波在某时刻的波形图，下列叙述正确 的是( A.经过半个周期，质点C将运动到E点处 B.M点和P点的振动情况时刻相同 C.A点比F点先到达最低位置 D.B点和D点的振动步调相反 E.A点和E点的振动步调相同 【解析】各质，点在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移，所以经过半个周期，质点C 会回到平衡位置，但不会运动到E点，A错误；M点和P点的振动相差不是一个周期的 整数倍，故M点和P点的振动情况不会相同，B错误：波向右传播，F点和A点都向上振 动，A点先到达最低位置，C正确：B点和D点的振动相差半个周期，所以振动步调相反， A点和E点振动相差一个周期，所以振动步调相同，选项D、E正确。 【答案】CDE 【精准提示】对波的图像的三点说明 (1)在某一时刻各质点的位移不同，但各质点的振幅是相同的。 (2)每一质点的振动规律相同，只是后一质点比前一质点振动的晚。 (3)某时刻波的图像与经过一段时间后波的图像十分相似，不同的是波的图像沿波 的传播方向又延伸了一段距离而已。 4波的反射与折射 1.波在传播过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。 2.波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象 叫作波的折射。 3.波的反射、折射现象中各量的变化 (1)频率(f)由波源决定：故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即波 物理· 23