第三章 机械波 期中复习知识清单-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第一册

《机械波》期中复习知识清单 一、知识要点回顾 （一）、机械波 1．形成条件：_ ；_ 。 2．特点 （1） 机械波传播的只是振动的_ 和_ ，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波 。 （2） 介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 的振动周期和频率相同。 （3） 各质点开始振动（即起振）的方向均 。 （4） 一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为_ 。 3．分类 （1）横波：质点振动方向与波的传播方向_ 。 （2）纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，表现为疏部和密部。 横波： 纵波： （二）、描述机械波的物理量 1．波长：在波动中，振动相位总是_ 的两个 质点间的距离，用 表示。 2．波速：波在介质中的传播速度，由_ 本身的性质决定。 3．频率：由_ 决定，等于_ 的振动频率。 4．波长、波速和频率的关系： _ 。 （三）、机械波的图像 1．图像：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的_ ，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的_ ，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即该时刻波的图像，简谐波的图像是正弦（或余弦）曲线。 2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对_ 的位移。 （四）、波的衍射和干涉 1．波的衍射 （1）定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 （2）发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_ ，或者 时，才能观察到明显的衍射现象。 2．波的干涉 （1） 波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的_ 。 （2） 波的干涉 .定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是_ 、某些区域的振动总是_ 的现象。 .条件：两列波的_ 相同、_ 恒定、振动方向相同。 3．多普勒效应 （1） 多普勒效应：由于波源和观察者之间有 ，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象。 （2） 当波源与观察者有相对运动时，如果二者互相靠近，观察者接收到的频率_ ；如果二者互相远离，观察者接收到的频率_ 。 二、自主检测 1．依据下面情境，判断下列说法对错。 公路旁常有警察使用雷达测速仪来测定车辆的速度，以此来判断车辆是否超速。如图所示，静止的雷达测速仪发射频率为的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车反射后，又被接收到。 （1）雷达测速仪所依据的原理是“多普勒效应”。（ ） （2）接收到的反射波频率等于。（ ） （3）的发射波与的反射波相遇会发生干涉。（ ） （4）反射波在空气中的传播速度与的运动速度有关。（ ） （5）根据接收到的反射波的频率可确定的速度。（ ） 2．下列说法不正确的是（ ） A.在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移 B.波的周期或频率，只取决于波源，而与、 无直接关系 C.波速取决于介质的性质，与、 无直接关系 D.一切波都能发生衍射现象 3．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示,绳上、两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（ ） A.、两质点之间的距离为半个波长 B.、两质点振动开始时刻相差半个周期 C.质点完成全振动次数比质点多一次 D.质点完成全振动次数比质点少一次 4．简谐横波某时刻的波形如图所示。为介质中的一个质点，波沿轴的正方向传播。以下说法不正确的是（ ） A. 质点此时刻的速度沿轴的正方向 B. 质点此时刻的加速度沿轴的正方向 C. 再过半个周期，质点的位移为负值 D. 经过一个周期，质点通过的路程为 5．（多选）如图所示，实线表示两个相干波源、产生的波的波峰位置，则图中、两点（ ） A.为振动加强位置 B.为振动减弱位置 C.为振动加强位置 D.为振动减弱位置 三、典例分析 （一）对机械波的形成和波的图像的理解 典例1：在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为。时，处的质点开始沿轴做周期为、振幅为的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，质点沿轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 【引导提问】 （1） 每个质点开始振动的时候，其振动情况与振源的起振情况是什么关系？ （2） 要找0时刻振源的振动情况，应该到该波的那个位置去寻找最合适？ （3） 质点在什么位置的时候，振动速度最大？ （4） 位移相同的质点，相位之差是否有特殊的关系？ 典例2：一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为。下列说法正确的是（ ） A. 这列波沿轴负方向传播 B. 这列波的振幅为 C. 这列波的波速为 D. 时质点位于波峰 【导学提问】 （1） 如何从图像上获得振幅信息？表达式里，那个部分表示振幅？ （2） 如何知道0时刻P质点的振动方向？ （3） 知道了P质点的振动方向，如何判断波的传播方向？ （4） 波速与什么有关系？ （5） 该波的周期从哪里获得？ （二）、波的图像与振动图像的区别 典例3：一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 该横波沿轴负方向传播 B. 质点该时刻向轴负方向运动 C. 质点经半个周期将沿轴正方向移动到点 D. 该时刻质点与的速度、加速度都相同 【导学提问】 （1）、振动图像，是哪个质点的振动图像？ （2）、波动图像，是哪个时刻的波动图像？ （3）、振动图像和波动图像的结合点是什么？ （4）、从振动图像中，可以获取的信息是什么？ （5）、从波动图像中，可以获取的信息是什么？ （三）质点的振动方向与波的传播方向的互判 典例4：位于坐标原点处的波源发出一列沿轴正方向传播的简谐横波。时波源开始振动，其位移随时间变化的关系式为，则时的波形图为 （ ） A. B. C. D. 【导学提问】 （1） 画出波源质点的振动图像，应该是什么样子的？ （2） 0时刻，波源在什么位置，向哪个方向振动？ （四）波的多解问题 典例5：一列简谐横波沿轴正方向传播，在和时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期。下列说法正确的是（ ） A. 波速一定为 B. 振幅一定为 C. 波长可能为 D. 周期可能为 【导学提问】 （1）本题中，是由那个因素的不确定导致的多解？ 典例6：如图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期大于。 （1） 如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2） 如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 【导学提问】 （1）本题中，是由那个因素的不确定导致的多解？ 典例7：如图所示，一列简谐横波向右传播，、两质点平衡位置相距。当运动到上方最大位移处时，刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是（ ） A. B. C. D. 【导学提问】 （1）本题中，是由那个因素的不确定导致的多解？ （五）波的干涉和衍射 多普勒效应 典例8：水平面上有、两个振动情况完全相同的振源。在、连线中垂线上有、、三个质点。已知某时刻点是两列波波峰的相遇点，点是相近的波谷的相遇点，处在、之间，如图所示。那么以下说法正确的是（ ） A. 点是振动加强点，点是振动减弱点 B. 点与点都是振动加强点，点是振动减弱点还是加强点不能确定 C. 点与点此刻是振动加强点，经过一段时间后，变为振动减弱点，而点可能变为振动加强点 D. 、、都是振动加强点 【导学提问】 （1） 振动加强点应该满足的条件是什么？ （2） 振动减弱点应该满足的条件是什么？ （3） 振动加强是意味着质点的位移始终保持最大值吗？ 典例9：多选 如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个小孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是 （ ） A. 此时能观察到波明显的衍射现象 B. 挡板前后波纹间距相等 C. 如果将孔扩大，还可观察到明显的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 【导学提问】 （1）发生明显衍射的基本条件是什么？ 典例10：多选 在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（ ） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 D. 天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗星体）光谱随时间的周期性变化 【导学提问】 （1） 多普勒效应是一种怎样的效应？ （2） 发生多普勒效应时，波的发生频率和传播过程中的频率有变化吗？ 参考答案： 一、知识要点回顾 （一）、机械波 1、【答案】波源； 介质 2、【答案】（1） 形式；能量；迁移 （2） 波源 （3） 相同 （4） 4A 3、【答案】垂直 （二）、描述机械波的物理量 1、【答案】相同； 相邻 2、【答案】介质 3、【答案】波源； 波源 4、【答案】 （三）、机械波的图像 1、【答案】平衡位置； 位移 2、【答案】平衡位置 （四）、波的衍射和干涉 1、【答案】相差不多； 比波长更小 2、【答案】（1） 矢量和 （2） 加强；减弱；频率；相位差 3、【答案】（1） 相对运动 （2） 增大；减小 二、自主评价 1、【答案】（1） √ （2） × （3） × （4） × （5） √ 2、【答案】A 3、【答案】D 4、【答案】B 5、【答案】CD 三、典例分析 典例1、【答案】D 典例2、【答案】C 典例3、【答案】B 典例4、【答案】D 典例5、【答案】A 典例6、【答案】（1） （2） 典例7、【答案】B 典例8、【答案】D 典例9、【答案】AB 典例10、【答案】BD 学科网（北京）股份有限公司 $