3.第三章 章末阶段总结-【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（人教版）

热点一　波的形成与传播规律 1．从产生条件看：振动是波动的成因，波动是振动在介质中的传播，有波动必有振动，但是有振动未必有波动。 2．从运动现象看：振动是单个质点的往复运动，波动是介质中大量质点依次“带动”而形成，振动有先后，但质点并不随波迁移。 3．从运动性质看：振动的位移、速度、加速度等都随时间周期性变化，而波是匀速传播的，且波速只与介质有关，与振动无关。 4．从相互关联看：波上质点的振动周期就是波的周期，质点振动一个周期，波就传播一个波长。波上相距波长整数倍的两个质点振动情况完全相同，相距半波长奇数倍的两个质点振动情况完全相反。波的传播速度既是振动形式传播的速度，也是波形平移的速度。 【典例1】 (多选)(2024·新课标卷)位于坐标原点O的波源在t＝0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x＝3.5 m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则(　　) A．波的周期是0.1 s B．波的振幅是0.2 m C．波的传播速度是10 m/s D．平衡位置在x＝4.5 m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置 解析：选BC。根据题图可知，该波的周期T＝0.2 s，振幅为0.2 m，A错误，B正确；由题意可知波源第2次处于波谷位置，即波源振动了Δt＝1T时质点P开始振动，所以该波的传播速度v＝＝10 m/s，C正确；结合C项分析可知，t＝ s＝0.45 s时质点Q开始振动，此时质点P已经运动了0.1 s，结合题图可知此时质点P处于平衡位置，D错误。 【典例2】 (多选)(2024·山东高考)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2 m/s。t＝0时刻二者在x＝2 m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x＝2 m处的质点P，下列说法正确的是(　　) A．t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为0 B．t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm C．t＝1.0 s时，P向y轴正方向运动 D．t＝1.0 s时，P向y轴负方向运动 解析：选BC。由于两波的波速均为2 m/s，则t＝0.5 s时，题图所示平衡位置在x＝1 m处和x＝3 m处的两质点的振动形式传到P点处，由波的叠加可知，t＝0.5 s时，P偏离平衡位置的位移为－2 cm，A错误，B正确；同理，t＝1.0 s时，题图所示平衡位置在x＝0处和x＝4 m处的两质点的振动形式(均向y轴正方向运动)传到P点处，根据波的叠加可知，t＝1.0 s时，P向y轴正方向运动，C正确，D错误。 ►素养点评：分析波的传播问题一般有两个角度：一是质点振动的角度，二是波形平移的角度。如公式Δx＝vΔt可理解成Δt时间内振动形式向前传播的距离，也可理解为波形向前平移的距离。 热点二　波的有关现象分析 除波的反射和波的折射外，波的干涉、衍射、多普勒效应都是波特有的现象。 项目 发生条件 定义 现象 波的 干涉 两列相干波在传播中相遇 两列波叠加后，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且加强和减弱的区域相间分布的现象 出现一条条相对平静区域和激烈振动区域的稳定干涉图样 波的 衍射 波遇到较小的障碍物或小孔 波可以绕过障碍物继续传播的现象 波能传到直线传播以外的“阴影”区域 多普勒 效应 波源与观察者之间发生相对运动 由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率发生变化的现象 当波源与观察者相互接近时，频率变大；相互远离时，频率变小 【典例3】 (多选)(2024·海南高考)一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2 km的湖对岸，空气中的声速为340 m/s，水中声速为1 450 m/s，歌声可视为频率为400 Hz的声波，则下列说法正确的是(　　 ) A．在水中传播频率会改变 B．由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5 s C．在空气中波长为0.85 m D．在水中的波长为5 m 解析：选BC。频率只与波源有关，故在水中传播频率不会改变，故A错误；由空气传到湖对岸的时间为t空＝ s≈5.88 s，由水传到湖对岸的时间为t水＝ s≈1.38 s，故由空气和水传到湖对岸的时间差约为Δt＝t空－t水＝4.5 s，故B正确；在空气中的波长为λ空＝ m＝0.85 m，故C正确；在水中的波长为λ水＝ m＝3.625 m，故D错误。 【典例4】 (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 解析：选B。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，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。 振动与波的综合问题 分析振动与波的综合问题时，要注意： (1)一定要明确波的图像描述的是哪一时刻的波形，振动图像描述的是哪一质点的振动，从而找到两个图像的关联点。 (2)由振动图像可读取波的周期，由波的图像可读取波长，进而计算波速；由振动图像可确定与波的图像对应时刻质点的振动方向，进而判断波的传播方向。 (3)确定振动图像上与一般时刻t对应的位移x，或确定波动图像上一般位置x对应的位移y时，要充分利用三角函数的知识。 【典例5】 (多选)(2024·重庆高考)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 m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 m。则(　　 ) A．最小波长 m B．频率 Hz C．最大波速 m/s D.从该时刻开始2 s内该质点运动的路程为 cm 解析：选BD。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＝，可得T＝2.4 s，f＝ Hz，故B正确；由题图乙可知，平衡位置与坐标原点距离为3 m的质点在该时刻的位移为 cm，正沿y轴正方向运动，在题图甲中标出位移为 m的质点如图， 若波沿x轴正方向传播，则该质点为Q点，若沿x轴负方向传播，则该点为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。 学科网（北京）股份有限公司 $