第三章 机械波 章末素养提升（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（教科版）

该高中物理课件聚焦机械波章末素养提升，系统梳理波的形成条件、描述量（波长、频率、波速）及传播现象（反射、折射、干涉等），通过观察绳波、水波现象导入，衔接振动知识，搭建从振动到波动的学习支架，帮助学生构建完整物理观念。 其亮点在于以核心素养为框架，融合物理观念与科学思维，通过波的图像信息提取、振动方向互判等科学推理训练，结合多普勒效应在地震监测中的应用实例培养科学态度与责任。精选各地月考真题，解析详尽，助力学生提升解题能力，教师可直接用于复习教学，提高效率。

章末素养提升 第 三 章 素养再现 物理 观念 波的 形成 (1)形成：前面的质点带动后面的质点，将 传播出去 (2)条件： (振源)、 ，二者缺一不可 (3)特点：传播 、传递 和 ，质点 随波迁移 (4)分类：按机械波传播方向与质点振动方向的关系分为 和_____ 振动形式 波源 介质 振动形式 能量 信息 不 横波 纵波 物理 观念 波的 描述 (1)波长λ：一个周期传播的距离 (2)频率f(周期T)：由 决定 (3)波速v：由 决定 (4)关系：v= 或v=___ (5)图像：正弦曲线；表示某一时刻各质点 平衡位置的位移 波源 介质 λf 偏离 物理 观念 波的 传播 (1)反射和折射 (2)叠加原理：几列波相遇时保持各自的振动状态，各质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的_______ (3)干涉： 相同、 恒定的两列波叠加，使某些区域的振动 ，某些区域的振动 的现象 (4)衍射：波可以 继续传播的现象。只有在缝、孔的宽度或障碍物的尺寸大小跟波长 或者比波长 的情况下，才能观察到明显的衍射现象 (5)多普勒效应：是由波源与观察者 (距离变化)产生的，一切波都能发生多普勒效应 矢量和 频率 相位差 加强 减弱 绕过障碍物 相差不多 小 相对运动 科学 思维 波的 图像 (1)图像信息：波长；各质点的位移大小和方向；各质点的振幅 (2)波的传播方向和各质点的振动方向互判 波动 形式 (1)波动的产生原因、过程 (2)波动的时间周期性、空间周期性 科学 态度 与责任 (1)通过观察绳波、水波及一些声音现象，养成从物理学的视角观察自然现象的习惯，产生对自然界的好奇心 (2)了解多普勒效应在生产生活中的广泛应用，进一步激发学习物理的兴趣 提能训练 　(多选)(2024·宜宾市高二月考)如图所示，在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200 m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40 m处。在x'=400 m处有一处于静止状态的接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是 A.波源振动周期为0.1 s B.波源开始振动时方向沿y轴正方向 C.t=0.15 s时，x=40 m的质点已运动 的路程为30 cm D.若波源向x轴正方向运动，接收器接收到的波的频率可能为15 Hz 例1 √ √ 由题图可知波长为λ=20 m，则波源振动周期为T== s=0.1 s，故A正确； 由波形平移法可知，此时x=40 m处质点的起振方向沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，故B错误； 由于Δt=0.15 s=T，则t=0.15 s时，x=40 m的质点已运动的路程为s=× 4A=6A=60 cm，故C错误； 波源的振动频率为f==10 Hz，若波源向x轴正方向运动，根据多普勒效应可知，接收器接收到的波的频率大于波源的振动频率，则接收器接收到的波的频率可能为15 Hz，故D正确。 　(2024·达州市高二期中)2023年2月，广东省某地发生了3.2级地震，震源深度8千米。地震监测站监测到了一列沿x轴传播的地震横波，t=0时刻的波形图如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是 A.该波沿x轴正方向传播 B.该地震横波传播的速度为4 km/s C.该波在传播过程中遇到宽为50 m 的障碍物时不会发生明显的衍射 现象 D.该波与频率为1.2 Hz的简谐横波相遇，可以形成稳定的干涉图样 例2 √ 由题图乙可知，质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动，结合题图甲根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； 由题图甲可知，波长为4 km，由题图乙可知周期为1 s，波速v=== 4 km/s，故B正确； 由于波长为4 km，该波在传播过程中遇到50 m宽的障碍物时，波长远大于障碍物的尺寸，因此会发生明显的衍射现象，故C错误； 该波的频率f==1 Hz，该波与频率为1.2 Hz的简谐横波相遇，频率不相同，不能形成稳定的干涉图样，故D错误。 　(多选)(2024·泸州市高二月考)甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，甲的波速为2 m/s，某时刻的波形如图所示，M、N、P、Q为介质中的四个质点，则下列说法正确的是 A.以P点开始振动时为计时起点，则质点P的振动方程为y=15sin (t) cm B.从图示时刻开始，经过1 s质点M、N的速度相等 C.经过足够长的时间，两列波可以形成稳定的干涉图样，其中Q点为振 动减弱点 D.Q点的质点从图示时刻 开始经2.5 s通过的路程 为50 cm 例3 √ √ 根据题意，两列波的波速相等，波长相同，则周期为T==2 s，两列波同时到达P点，P点振幅为两列波的振幅之和，则振动方程为y=(10+ 5)sin (t) cm=15sin (πt) cm，故A错误； 此时甲波形图的表达式为y=10sin (x) cm 因此可知xM= m，xN= m 甲波向右传播，经过1 s传播距离为Δx=2 m 即x=- m的质点的振动形式传给M，x= m的质点的振动形式传给N，因 此1 s后两质点速度大小相同，方向不同，故B错误； 乙波传播到Q点需要的时间为Δt= s=3.5 s=T 此时，甲波在Q的振动形式为处于平衡位置向下振动，则Q点为振动减弱点，Q点的质点从图示时刻开始经2.5 s通过的路程为s=×4A=50 cm，故C、D正确。 　(2025·成都市高二期中)某波源S位于坐标原点，从t1=0时刻开始沿竖直方向做简谐运动，形成振幅均为4 cm的简谐横波分别沿x轴正负方向传播。坐标轴y轴两侧是两种不同的介质，波在介质2中的传播速度是在介质1中的两倍。t2=6 s时，y轴右侧的全部波形图如图所示，y轴左侧的波形图未画出，其中质点A坐标为(12，0)，质点B坐标为(-4，0)，质点C坐标为 (-16，0)。下列说法正确的是 A.波源S的起振方向沿y轴正方向 B.波在介质1中的传播速度为2 m/s C.t2=6 s时，质点B位于平衡位置 D.0~6 s内，质点C通过的路程为8 cm 例4 √ 由波形平移法可知，A点的起振方向沿y轴负方向，则波源S在t1=0时刻的起振方向沿y轴负方向，故A错误； 根据题意可知波在介质1中的传播速度为v1==2 cm/s，故B错误； 波的周期为T==4 s，波在介质2中的传播速度为v2=2v1=4 cm/s，波传播到质点B时间为tB==1 s，根据波形平移法可知，t2=6 s时，质点B位于波谷位置，故C错误； 波传播到质点C时间为tC==4 s，0~6 s内，质点C运动的时间为t'=2 s =T 通过的路程为s=2A=8 cm，故D正确。 　(多选)(2025·成都市高二期中)一列简谐横波在t=0.2 s时的波形如图甲所示，P是介质中的质点，图乙是质点P的振动图像。已知波在该介质中的波长为12 m，则下列说法正确的是 A.波速为10 m/s B.波速为20 m/s C.质点P的平衡位置坐标为x=2 m D.质点P的平衡位置坐标为x=3 m 例5 √ √ 由题图乙可知，波的周期为1.2 s，则波速为v==10 m/s，故A正确，B错误； 质点P的振动方程为y=Asin t=10sin πt(cm) 可知t=0.2 s时，质点P的位置坐标为yP=5 cm 由题图甲可知，t=0.2 s时，该列波的波动方程为y=10sin (x+π) cm 将yP=5 cm代入，可得x+π= 解得x=3 m，故C错误，D正确。 　(多选)(2024·重庆卷)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米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米。则 A.最小波长为 m B.频率为 Hz C.最大波速为 m/s D.从该时刻开始2 s内该质点运动的路程为(4-) cm 例6 √ √ 由题图乙知，平衡位置与坐标原点距离为3米的质点的振动方程y=Asin (ωt +φ)，A=1.0 cm，代入点(0，)和(2，0)， 解得φ=，ω=，可得T=2.4 s，f= Hz， 故B正确； 在题图甲中标出位移为 cm的质点，如图所示，若波沿x轴正方向传播则该质点为Q点，若波沿x轴负方向传播则该质点为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； 由题图乙知，该质点在2 s内运动的路 程为s=(4-) cm，故D正确。 本课结束 第 三 章 $