第14章 第2节 波的传播规律及图像-【高考零起点】2026年新高考物理总复习教用课件（艺考）

该高中物理高考复习课件聚焦“波的传播规律及图像”专题，依据高考评价体系梳理了波长、波速、周期关系，波形图像分析，质点振动方向判断等核心考点，通过近五年高考真题统计明确“波形图像与质点振动综合分析”占比50%、“波速计算及多解问题”占比30%的高频考点分布，归纳选择、填空及综合计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题精析+技巧提炼+素养培养”策略，如以2020全国Ⅲ卷波形图问题为例，运用“同侧法”“上下坡法”突破质点振动方向判断，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。特设“多解问题解题模板”和“易错点警示”，助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准规划复习，提升备考效率。

第十四章　机械振动和机械波 第二节　波的传播规律及图像 生物 1 目 录 ONTENTS C [典例精析] [知识梳理] [巩固练习] 生物 2 知 识 梳 理 生物 3 1.机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波。波源和介质是波的二要素。 2.质点的振动方向与传播方向垂直的波叫做横波，其中突起的最高处叫波峰，凹陷的最低处叫波谷；质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫做纵波，其中质点分布密的部分叫密部，质点分布疏的部分叫做疏部，波包括横波与纵波。 返回 第二节　波的传播规律及图像 4 3.两个相邻的、在振动过程中对平衡 位置的位移总是相等的质点间的距离叫 波长(用λ表示)，在横波中，两个相邻的 波峰(或波谷)间的距离等于波长。 4.单位时间内振动向外传播的距离叫做波速，即v=。 返回 第二节　波的传播规律及图像 5 5.在波动中，质点振动的周期与波源振动的周期相等，这个周期也叫做波的周期，用T表示。 6.波在一个周期内传播的距离恰好为波长。于是有λ=vT，进而有v=λf(f为频率，f=)。 返回 第二节　波的传播规律及图像 6 7.波的频率由波源决定，与介质无关。 8.相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。 9.顺着波传播的方向，波形上升的地方质点向下振动，波形下降的地方，质点向上振动 波峰波谷处质点速度均为零。 返回 第二节　波的传播规律及图像 7 典 例 精 析 生物 8 例1　(2019北京卷)一列简谐横波某 时刻的波形如图所示，比较介质中的三 个质点a、b、c，则 (　　) A.此刻a的加速度最小 B.此刻b的速度最小 C.若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D.若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 答案 C 返回 第二节　波的传播规律及图像 9 由机械振动特点确定质点的加速度和速度大小，由“上下坡法”确定振动方向。由波动图像可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，故A错误；此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，故B错误；若波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点b向y轴正方向运动，故C正确；若波沿x轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，故D错误。 解析 返回 第二节　波的传播规律及图像 10 例2　(2020全国Ⅲ卷)如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.1 s时的波形图。已知平衡位置在x=6 m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为　　　　s，波速为　　　 m/s，传播方向沿x轴 　　 　　(选填“正方向”或“负方向”)。  0.4 10 负方向 答案 返回 第二节　波的传播规律及图像 11 因为x=6 m处的质点在0~0.1 s内运动方向不变，所以该处质点从正向位移最大处经过四分之一个周期向下运动至平衡位置处，即T=0.1 s 解得周期T=0.4 s，所以波速v==10 m/s 在虚线上，x=6 m处的质点向下运动，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播。 解析 返回 第二节　波的传播规律及图像 12 例3　如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2 s后的波形图。 返回 第二节　波的传播规律及图像 13 (1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期。 波向左传播，传播的时间Δt=T＋nT(n=0，1，2，…)，所以T==4× s= s(n=0，1，2，…)，最大周期Tm= s≈0.27 s。 (n=0，1，2，…)，0.27 s　 解析 答案 返回 第二节　波的传播规律及图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 (2)若波向右传播，求它可能的传播速度。   波向右传播，Δt=＋nT(n=0，1，2，…)，T= s(n=0，1，2，…)，而λ=4 m，所以v==5(4n＋1)m/s(n=0，1，2，…)。 5(4n＋1)m/s(n=0，1，2，…) 解析 答案 返回 第二节　波的传播规律及图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 巩 固 练 习 生物 16 答案 1.(2022辽宁卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，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λ A 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 17 波沿x轴正向传播，由“同侧法”可知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正向，加速度沿y轴负向，选项A正确，B错误。在该时刻质点P不在特殊位置，则在周期内的路程不一定等于A，选项C错误；质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错误。故选A。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 18 答案 2.(2021北京卷)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是 (　　) A.该简谐横波沿x轴负方向传播 B.此时K质点沿y轴正方向运动 C.此时K质点的速度比L质点的小 D.此时K质点的加速度比L质点的小 D 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 19 由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；由A、B选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；由于质点在竖直方向做机械振动，根据F=－ky，F=ma，结合波图像可看出yL＞yK，则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。故选D。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 20 答案 3.(2021湖北卷)(多选)一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是 (　 　) A.波沿x轴正方向传播 B.波源振动周期为1.1 s C.波的传播速度大小为13 m/s D.t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负 方向运动 AC 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 21 由题意，x =0处的质点在0~1 s的时间内通过的路程为4.5 cm，则结合题图可知t=0时刻x=0处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，故A正确；由题意可知，t=1 s为T，解得T= s，由题图可知λ=12 m，则v= m/s=13 m/s，故C正确，B错误；由同侧法可知t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。故选A、C。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 22 4.(2022山东卷)(多选)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当t=7 s时，简谐波的波动图像可能正确的是(　 　) AC 答案 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 23 A. B. C. D. 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 24 由O点的振动图像可知，周期为T=12 s，设原点处的质点的振动方程为y=Asin(t＋φ)，则10=20sinφ，解得φ=。在t=7s时刻y7=20sin(×7＋)=－10 cm≈－17.3 cm，因7s=T＋T，则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示。故选AC。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 25 答案 5.(2021辽宁卷)一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2 s时的波形如图(a)所示，x=2 m处质点的振动图像如图(b)所示，则波速可能是 (　　) A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s A 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 26 根据题图(b)可知t=2 s时x=2 m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合题图(a)，利用“上下坡”法可知x=2 m为半波长的奇数倍，即有(2n－1)=2(n=1，2，3，…)，而由题图(b)可知该波的周期T=4 s，所以该波的波速v=m/s(n=1，2，3…，)，当n=3时可得波的速率v= m/s，故选A。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 27 答案 6.(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 BC 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 28 波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期T=0.2 s，振幅A=0.2 m，故A错误，B正确；P开始振动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间t=T＋T=0.35 s，故可得波速v= m/s=10 m/s，故C正确；波从P传到Q点需要的时间t'==0.1 s=T，故可知质点P处于平衡位置，故D错误。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 29 答案 7.(2024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 D 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 30 如图，根据题意可知xAB=λ=6 m，解得λ=4 m，故A错误；波源的振动频率f= Hz=1 Hz，故波速v=λf=4 m/s，故B错误；质点的振动周期T=1 s，因为0.25 s=，故B点在t0＋0.25 s运动到平衡位置，位移为0，速度最大，故C错误；0.5 s=，故A点在t0＋0.50 s运动到波峰，位移最大，速度为0，故D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 31 答案 8.(2020山东卷)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x=λ处质点的振动方程为y=Acos(t)，则t=T时刻的波形图正确的是(　　) A. B. C. D. D 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 32 根据题意可知，t=T时，在λ=λ＋λ处的质点处于y=Acos =Acos=Acos =0，则此时该质点位于平衡位置，下一时刻，该质点向上运动，故A、B错误；根据题意，横波沿x轴负方向传播，根据同侧法判断可知，C错误，D正确。故选D。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 33 9.(2019天津卷)(多选)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1= 1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是(　 　) 答案 A.7 m/s B.2 m/s C.1.2 m/s D.1 m/s BC 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 34 当该列波向右传播时，根据题干可知1 m和7 m之间的距离满足的关系为6 m=nλ＋λ，则由v=可得波速v= m/s，当n=1时可得v=1.2 m/s，故C正确；当波向左传播时1 m和7 m之间的距离关系满足6 m=nλ＋λ，则v= m/s，当n=0时可得v=2 m/s，故B正确；将A和D选项代入两个波速表达式，n均不是整数，因此A和D错误。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 35 10.(2020浙江卷)(多选)如图所示，x轴上－2 m、12 m处有两个振动周期均为4 s、振幅均为1 cm的相同的波源S1、S2，t=0时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为4 m沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2 m、5 m和8.5 m的三个点，下列说法正确的是 (　 　) A.6.0 s时P、M、Q三点均已振动 B.8.0 s后M点的位移始终是2 cm C.10.0 s后P点的位移始终是0 D.10.5 s时Q点的振动方向竖直向下 答案 CD 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 36 波速v== m/s=1 m/s，在6 s内两列波传播了6 m，则此时P、Q两质点已振动，但是M点还未振动，A错误；因M点到两个振源的距离相等，则M是振动加强点，振幅为2 cm，但不是位移始终为2 cm，B错误；P点到两振源的距离只差为6 cm，为半波长的3倍，则该点为振动减弱点，振幅为零，即10.0 s后P点的位移始终为零，C正确；S1波源的振动传到Q点的时间为 s=10.5 s，则10.5 s时Q点由S1引起的振动为竖直向下，S2波 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 37 源的振动传到Q点的时间为 s=3.5 s，则10.5 s时Q点由S2引起的振动已经振动了7 s，此时在最高点，速度为零，则10.5 s时刻Q点的振动速度为竖直向下，D正确。故选C、D。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 38 11.(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则(　 　) A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从P传到Q的时间可能为7 s C.该波的传播速度可能为2 m/s D.该波的波长可能为6 m 答案 AD 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 39 由题图可知，质点P的振动图像为虚线，质点Q的振动图像为实线，从0时刻开始，质点Q的起振方向沿y轴正方向，故A正确；由题可知，简谐横波的传播方向从P到Q，由题图可知，周期T=6 s，质点Q的振动图像向左4 s后与P点的振动重合，意味着Q点比P点振动滞后了4 s，即P传到Q的时间Δt可能为4 s，同时由周期性可知，从P传到Q的时间Δt为(4＋nT)s，n=0，1，2，3…，即Δt=4 s，10 s，16 s，…，不可能为7 s，故B错误； 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 40 由v=，考虑到波的周期性，当Δt=4 s，10 s，16 s，…时，波速v可能为2.5 m/s，1 m/s，0.625 m/s…，不可能为2 m/s，故C错误；同理，考虑到周期性，由λ=vT可知，波长可能为15 m、6 m、3.75 m，…，故D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 41 12.(2023湖南卷)如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC=BC=4 m，DC=3 m，DC垂直AB。 t=0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m。下列说法正确的是 (　　) 答案 C 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 42 A.这三列波的波速均为2 m/s B. t=2 s时，D处的质点开始振动 C. t=4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动 D. t=6 s，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm 由题图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速v==1 m/s，A错误；由题图(a)可知，D处距离波源最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需 解析 返回 第二节　波的传播规律及图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 43 的时间tC==3 s，故t=2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD=BD=5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间tAB==5 s，故t=4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间t1=t－tC=1.5 s，由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t=6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间t2=t－tC=3 s，由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷，t=6 s时，波 解析 返回 第二节　波的传播规律及图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 44 源A、B处的横波传播到D处后振动时间t3=t－tAB=1 s，由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰，根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移y=2A－A=2 m，故t=6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm，D错误。故选C。 解析 返回 第二节　波的传播规律及图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 45 13.(2021全国乙卷)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3 s后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为　　　　m/s，周期为　　　　s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为　　　　s。  答案 0.5 0.4 1.2 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 46 ①若波是沿x轴正方向传播的，波形移动了15 cm，由此可求出波速和周期：v1= m/s=0.5 m/s，T1= s=0.4 s。 ②若波是沿x轴负方向传播的，波形移动了5 cm，由此可求出波速和周期：v2= m/s= m/s，T2= s=1.2 s。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 47 14.(2023广东卷)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 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 48 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。故选B。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 第二节　波的传播规律及图像 49 感谢聆听 50 $