3.6 第三章 单元综合提升-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

本高中物理讲义聚焦机械波单元，系统梳理机械波的产生与传播、振动及波动图像、干涉、衍射、多普勒效应等核心知识点，通过概念梳理、考教衔接（高考真题与教材习题关联）、对点练等学习支架，构建从基础概念到综合应用的知识脉络。 资料特色在于考教深度融合，如2023广东高考回声探测题衔接教材P86习题，结合易错辨析与单元检测，强化物理观念（波的传播规律）和科学思维（模型建构、推理）。课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固提升，弥补知识盲点。

单元综合提升 (2023·广东高考)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 答案：B 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之一是频率相等，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，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。 [衔接教材]　链接粤教版P86·T4 渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。 (1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10-3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。 学生用书第93页 (2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。 [衔接分析]　本题以渔船利用回声捕鱼为背景创设学习机械波的问题情境，与粤教版教材P86T4情境类似，主要利用机械波考查干涉、折射、衍射和多普勒效应等知识。 两列波发生干涉的条件：频率、振动方向相同，且有稳定的相位差；当波发生反射或折射时，波的频率不变；发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸小于等于波的波长；多普勒效应：当观察者与波源发生相对运动时，接收频率发生变化。 对点练1．下列说法正确的是(　　) A．声音从空气进入水中，波速变大，波长变长 B．当车辆向固定的超声波测速装置运动，探测器接收到被车辆反射回来的超声波频率小于发射频率 C．680 Hz的声波在空气中的传播速度是340 m/s时，其波长为2 m D．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，物体振幅越大 答案：A 解析：波由空气进入水中后，频率不变，波速变大，由公式v＝λf，知波长变长，故A正确；当车辆向固定的超声波测速装置运动，车在靠近探测器，探测器接收到被车辆反射回来的超声波频率大于发射频率，故B错误；由v＝λf，解得波长λ＝＝ m＝0.5 m，故C错误；物体做受迫振动时，其频率等于驱动力的频率，驱动力的频率越接近物体的固有频率物体振动的振幅越大，即若驱动力的频率小于固有频率而增大，则物体振动的振幅将增大；若驱动力的频率大于固有频率而减小，物体振动的振幅也将增大；当驱动力的频率等于物体的固有频率就会发生共振现象，物体振动的振幅最大，故D错误。故选A。 对点练2．(2024·江苏徐州高二统考期中)海豚通过发出声波并接收其反射波来寻找猎物。声波在水中传播速度为1 500 m/s，若海豚发出频率为1.5×105 Hz的声波，下列说法正确的是(　　) A．海豚利用声音捕捉猎物的原理和医学上“彩超”相同 B．声波由水中传播到空气中，频率会改变 C．海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度无关 D．该声波遇到尺寸约为1 m的障碍物时会发生明显衍射 答案：A 解析：海豚利用声音捕捉猎物的原理和医学上“彩超”相同，都是利用多普勒效应，A正确；声波由水中传播到空气中，频率不变，B错误；根据多普勒效应，海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度有关，C错误；该声波波长为λ＝＝ m＝0.01 m，遇到尺寸约为1 m的障碍物时不会发生明显衍射，D错误。故选A。 (2022·广东高考)如图所示，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”)。 答案：P　不变 解析：经过半个周期，波向右传播半个波长，而质点只在平衡位置附近上下振动，则M处质点恰好运动到最低点P处；波速是由介质决定的，与频率无关。波的频率增大，波速仍保持不变。 [衔接教材]　链接粤教版P67物理情境 [衔接分析]　本题以绳波的产生与传播为素材创设学习探索问题情境，与粤教版教材P67物理情境相同。主要考查了机械波的产生与传播等知识。 该题重点考查机械波的实质，机械波本质是质点的振动形式在介质中的传播，质点只在平衡位置附近振动，并没有随波逐流。机械波在同一介质中传播时，波速不变，根据v＝λf可知，频率增大，波长将变短。 对点练1．取一条较长的软绳，用手握住一端(O点)连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波。已知O点完成一次全振动所用的时间为T，某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两点均处于平衡位置，则a、b两点振动方向_________(选填“相同”、“相反”或“无法确定”)，再经________时间(填写一个周期内的时间)，b质点将运动到波峰位置。 答案：相反　 解析：根据波的传播规律，利用“带动法”可知，a点在向下运动，b点在向上运动，a、b两点振动方向相反；由题图可知b点在向上运动，再经，b质点将运动到波峰位置。 对点练2．(2022·福建高考)艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动6 m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____________(选填“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____________(选填“增大”“减小”或“保持不变”)。 答案：向上　增大 解析：从题图中可知绸带上形成的波是自左向右传播的，根据“微平移法”，可判断绸带上P点运动方向向上； 绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果，说明波长变小，而同种介质中同类型波的传播速度是不变的，根据λ＝vT＝，可知运动员上下抖动的频率增大。 学生用书第94页 1．(机械波的形成)粗细均匀的轻绳一端固定，另一端用手握住连续上下抖动，形成一列沿水平方向向右传播的横波，某一时刻的波形如图所示。根据这些信息，得知波在绳子中的传播速度____________，手抖动绳的频率____________。(均选填“变大”“变小”“不变”或“无法判断”) 答案：不变　变小 解析：机械波的波速是由介质决定的，则波在绳子中的传播速度不变；根据相邻波峰之间或波谷之间的距离等于波长，由题图看出波长越来越大，波速不变，由波速公式v＝λf可知，频率越来越小。 2．(波的干涉)(多选)(2024·浙江高二期中)如图甲所示，S为与波源处于同一均匀介质中的点，其与两波源P1、P2的距离分别是SP1＝7 m，SP2＝9 m，波源P1的振动图像如图乙所示；波源P2振动频率f＝5 Hz，其产生的简谐横波在t＝0.25 s时刻的图像如图丙所示。已知P1、P2均在t＝0时刻开始振动，则(　　) A．波源P2的起振方向沿y轴负方向 B．t＝0.85 s时刻质点P1处于波谷 C．质点S为振动加强点，其振幅为5 cm D．t＝0到t＝0.95 s时间内，质点S通过的路程为13 cm 答案：CD 解析：由波源P2在t＝0.25 s时波的图像可知，此时刚开始振动的质点x＝2.5 m处的起振方向沿y轴正方向，质点与波源的起振方向相同，因此波源为P2的起振方向沿y轴正方向，A错误；由题图乙可知，波源P1的振动周期T＝0.2 s，则t＝0.85 s＝4T＋0.05 s，t′＝0.05 s时，质点P1处于波峰，所以当t＝0.85 s时，质点P1处于波峰，B错误；波源P1的振动周期T＝0.2 s，则频率为5 Hz，与波源P2的频率相同；又因为同一介质的两列机械波波速相同，由v＝λf知两列波的波长也相等，由题图丙知波长λ＝2.0 m；根据波源P1的振动图像题图乙可知，波源P1的起振方向向上，又因为S点到两波源的波程差为Δx＝＝2 m，S点到两波源的波程差为波长的整数倍，且两波源的起振方向相同，所以质点S为振动加强点，其振幅为A＝A1＋A2＝5 cm，故C正确；两列机械波的波速为v＝＝10 m/s，则P1波传到S点的时间为t1＝＝0.7 s，P2波传到S点的时间为t2＝＝0.9 s。当t为0～0.7 s，S点还未振动；当t为0.7～0.9 s时，S点振动了0.2 s，刚好为一个周期，振幅为2 cm；当t为0.9～0.95 s时，S点振动了0.05 s，振幅为5 cm，刚好为个周期，所以t＝0到t＝0.95 s时间内，质点S通过的路程为s＝4A1＋×4(A1＋A2)＝13 cm，故D正确。故选CD。 3．(振动图像和波的图像的综合)(多选)(2024·广州市高二统考期末)一列沿x轴传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示。介质中某质点P的振动图像如图乙所示。则(　　) A．当t＝0.55 s时质点P恰好回到平衡位置 B．在0～0.20 s时间内质点P运动路程为10 cm C．波沿x轴负方向传播，波速的大小为30 m/s D．在0～0.05 s时间内，质点P一直向x轴正方向运动 答案：AB 解析：由题图乙可知，该波的周期为T＝0.4 s，故当t＝0.55 s时质点P恰好回到平衡位置，A正确；在0～0.20 s时间内质点运动半个周期，通过的路程为2A，即10 cm，B正确；由“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，且波长为λ＝24 m，故该波的波速为v＝＝60 m/s，C错误；由题图乙可知，在0～0.05 s时间内，质点P一直向y轴负方向运动，D错误。故选AB。 4．(Δt时刻后的波形图)(2024·佛山市高二联考)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～4 s内的振动图像如图(a)所示，已知波的传播速度为0.5 m/s。 (1)求这列横波的波长； (2)求波源在5 s内通过的路程和位移大小； (3)在图(b)中画出t＝5 s时刻的波形图。 答案：(1)2 m　(2)20 cm　4 cm　(3)见解析图 解析：(1)由题知图(a)为波源的振动图像，则可知A＝4 cm，T＝4 s 由于波的传播速度为v＝0.5 m/s，根据波长与速度关系有λ＝vT＝0.5 m/s×4 s＝2 m。 (2)由(1)可知波源的振动周期为4 s，则5 s内波源通过的路程为s＝×4A＝20 cm 且波源5 s时刚好到达波峰位置，则在0～5 s内位移大小为4 cm。 (3)由题图(a)可知在t＝0时波源的起振方向向上，由于波速为v＝0.5 m/s，则x＝vt＝0.5 m/s×5 s＝2.5 m，可知该波刚好传到位置为2.5 m的质点，且波源刚好到达波峰位置，该波沿正方向传播，画出t＝5 s时刻的波形图如图所示。 5．(波的多解)某列波在均匀介质中传播，波形如图所示，实线为t1＝0时刻的图像，虚线为t2＝0.1 s时刻的波形，求： (1)该波的波长和振幅； (2)该波在介质中传播的波速。 答案：(1)20 m　2 cm　(2)若沿x轴正方向，波速为50(4n＋1) m/s (n＝0，1，2，…)　若沿x轴负方向，波速为50(4n＋3) m/s (n＝0，1，2，…) 解析：(1)根据题图可读出波长和振幅分别为λ＝20 m，A＝2 cm。 (2)当波沿x轴正方向传播时，在Δt＝0.1 s时间内，波传播的距离为x1＝nλ＋λ＝(20n＋5) m 故此时波速为v1＝＝50m/s (n＝0，1，2，3，…) 当波沿x轴负方向传播时，在Δt＝0.1 s时间内，波传播的距离为x2＝nλ＋λ＝(20n＋15) m 故此时波速为v2＝＝50m/s (n＝0，1，2，3，…) 学科网（北京）股份有限公司 $