2025届高三物理一轮复习导学案：27 机械波（第一课时）

导学案27 编制人：宋雅婷 审核人：高三物理备课组 使用时间：2024.11.04 机械波第一课时 课标：1.2.4 通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。 学习目标：1、通过例1到例5的讲解，能分析机械波的传播和波的图像； 2、通过例6到例8的讲解，能分析波动图像和振动图像。 知识回顾：一、机械波的传播和波的图像 知识点1 机械波的基础知识 1．机械波的形成条件：(1)有发生机械振动的波源。(2)有传播介质，如空气、水等。 2．传播特点：(1)传播振动形式、传递能量、传递信息。(2)质点不随波迁移。 3．描述机械波的物理量：λ：f：v：v＝λf＝或v＝。 4．机械波的传播特点： 4．波的图像的特点： 知识点2 机械波的图像 二、波动图像和振动图像 知识点1 波动图像和振动图像的比较 （1） 物理意义： （2） 图像信息： （3） 波动图像和振动图像的易错点： 考点一 机械波的传播和波的图像 考向1 波的形成与传播 例1、（2022新高考福建卷）艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动长绸带的一端，绸带自左向右呈现波浪状起伏。某时刻绸带形状如图所示（符合正弦函数特征），此时绸带上P点运动方向____________（填“向上”“向下”“向左”或“向右”）。保持抖动幅度不变，如果要在该绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果，运动员上下抖动的频率应____________（填“增大”“减小”或“保持不变”）。 变式1、（2022·高考广东物理）（6分）如图15所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至__________（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 考向2 波的描述 例2．（2023全国卷）船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的（ ）A．波速和波长均不同 B．频率和波速均不同 C．波长和周期均不同 D．周期和频率均不同 变式2、（2022高考上海）在同一介质中有a、b两列机械波，它们的波形如图所示，两列波的频率分别为fa和fb，波长分别为λa和λb，则（ ） A. λa＞λb, ，fa＞fb， B. λa＞λb, ，fa＜fb， C. λa＜λb, ，fa＞fb， D. λa＜λb, ，fa＜fb， 例3、（2024年高考湖南卷）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，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 B. 波速为 C. 时刻，B点速度为0 D. 时刻，A点速度为0 考向3 波的图像的理解和应用 例4．如图所示为沿x轴传播的一列简谐波在时刻的波形图。已知波的传播速度为，从此时起，图中的Q质点比P质点先经过平衡位置。下列说法中正确的是（　　） A．这列波一定沿x轴正向传播 B．这列波的周期是2.0s C．经过1个周期，P质点沿x轴运动的位移为4m D．时Q质点的速度和加速度都沿y轴负向 变式4. （2023天津卷）一列机械波的波源是坐标轴原点，从时波源开始振动，时波形如下左图，则下列说法正确的有（　　） A. 在这种介质中波速 B. 处质点在时位于波谷 C. 波源振动方程 D. 处质点半个周期内向左位移半个波长 例5、（2022·全国理综甲卷·34（1））（5分）一平面简谐横波以速度沿x轴正方向传播，时刻的波形图如上右图所示。介质中平衡位置在坐标原点的质点A在时刻的位移。该波的波长为_______m，频率为______。时刻，质点A_______（填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”）。 考点二 波动图像和振动图像 考向 1 已知质点振动图像判定波的图像 例6、（2023北京）位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波．时波源开始振动，关系式为，则时的波形图为（ ） 变式6、一列简谐横波沿x轴负方向传播，已知x轴上和处两质点的振动图像分别如图甲、乙所示，则时刻x1与x2之间的波形图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 考向2 已知波的图像判定质点振动图像 例7、位于坐标原点的质点从时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，时的波形如图所示，此时处的质点位于波峰位置。下列选项图中能正确描述处质点振动的图像是（　　） A．B．C． D． 变式7、一列向右传播的简谐横波t0＝0时刻的波形如图所示，波速v＝5m/s，从t1＝7s时刻开始计时（t＝0），质点A的振动图象如选项图所示，其中最符合实际的是（　　）A．B．C．D． 考向3 波动图像和振动图像综合应用 例8、图甲为一列简谐波在某时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知，下列说法正确的是（   ） A．此时刻Q点向下振动 B．该简谐波沿x轴的负方向传播 C．该简谐波的传播速度为20m/s D．从该时刻起，经过0.1s质点P沿x轴传播的路程为0.4m 变式8、一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图甲所示，P、A、B、Q是介质中的四个质点，时刻，该波刚好传播到B点，质点A的振动图像如图乙所示，则（　　） A．该波的传播速度为2.5m/s B．时，质点A的位移大小 C．再经过0.4s，质点A刚好运动到B点所在的位置 D．再经过3.8s，质点Q第二次到达波谷 【达标检测】 1、（2023高考全国乙卷） 一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A. 波速为 B. 波向左传播 C. 波的振幅是 D. 处的质点在时位于平衡位置 E. 质点P在0~7s时间内运动的路程为 2、 （2022高考辽宁物理）一列简谐横波沿x轴正方向传播，关于质点P的说法正确的是（　　） A. 该时刻速度沿y轴正方向 B. 该时刻加速度沿y轴正方向 C. 此后周期内通过的路程为A D. 此后周期内沿x轴正方向迁移为 3、 （2022山东物理）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4、 （2023高考湖北卷） 一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为，振幅为。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于和处。某时刻b质点的位移为，且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a质点的振动图像为（ ） A. B. C. D. 学科网（北京）股份有限公司 $$