机械波 讲义 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习讲义围绕“波”专题，涵盖波的形成、描述（波长、周期、波速）、图像、衍射、干涉、多普勒效应等核心考点，按概念规律-图像分析-现象应用逻辑架构知识体系。通过考点梳理（如横纵波对比）、方法指导（同侧法等判振动方向）、真题训练（例题及综合练习），帮助学生突破难点，体现系统性与针对性。 讲义突出科学思维与物理观念培养，创新采用对比表格（振动与波动图像区别）、方法归纳（四种判振向法）等策略。例如用“上下坡法”引导学生快速关联波传播方向与质点振动方向，提升科学推理能力。分层练习配合即时反馈，保障复习效果，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

努力必有收获，坚持必会成功，加油向未来！ 专题：波波的形成 （1）机械振动在介质中的传播形成机械波，简称波 （2）形成条件：有持续振动的波源；有传播振动的介质 （3）注意：有机械波必须要有机械振动，反之则不一定； 已形成的波跟波源无关，波源停止振动，波继续传播。 机械波可分为横波和纵波两类。 定义 标识性物理量 实物波形 横 波 质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波 ①波峰：凸起的最高处 ②波谷：凹下的最低处 绳上形成横波 纵 波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 ①密部：质点分布最密的位置 ②疏部：质点分布最疏的位置 　　　　　　　纵波 声波是纵波，它不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播。 例题1、体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（　　） A．图中彩带上的质点a正在向下运动 B．彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动 D．由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波 波的描述 1．波长(λ) (1)定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离． (2)其他表述： ①波动中，对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离等于波长． ②在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长． ③经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于波长． 2．周期(T)与频率(f) (1)波的周期(或频率)就等于波源质点振动的周期(或频率)。 (2)物理意义：波的周期(或频率)是反映波变化快慢的物理量，它不能反映波传播的快慢。 ①波的周期由波源决定，与传播介质无关。同一列波在不同介质中传播时能够保持不变的是周期(或频率)。 ②每经历一个周期，各振动质点完成一次全振动，波形图将恢复原状。 3．波速(v) (1)定义：波速是指振动在介质中传播的速度，而不是介质质点的振动速度．从波形上看，波的传播速度即波形的平移速度． (2)关系式：v＝＝λf. 4．决定波长、频率和波速的因素 (1)频率：波的频率由波源振动的频率决定，与介质无关． (2)波速：波速由介质的性质决定，与温度有关，与波源的振动无关． (3)波长：波长由介质和波源共同决定． 例题2、(多选)如图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图像，下列说法正确的是(　　) A．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同的 B．质点B、F在振动过程中位移总是相同的 C．质点D、H的平衡位置间的距离等于一个波长 D．质点A、I在振动过程中位移总是相同的，它们的平衡位置间的距离等于一个波长 波的图像 (1)确定位移：可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移． (2)确定振幅：介质各点的振幅A是波动图像上纵坐标最大值的绝对值． (3)从图像中可以看出波长． (4)从图像中可以间接地比较各质点在该时刻的振动速度、动能、势能、回复力、加速度等量的大小． (5)如已知波的传播速度，可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率． (6)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化。常用方法： 【点拨】 1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。 2．同侧法：在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示 3．上下坡法：如图所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C。 4．微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt(Δt<)后的波形如虚线所示，由图可知t时刻的质点P1(P2)经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的运动方向了。 例题3、在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象，如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是(　　) A． B． C． D． 振动图像和波动图像的区别 振动图像 波的图像 图像 研究对象 一个振动质点 沿波传播方向上的所有质点 图像坐标 纵坐标是质点位移 横坐标是时间t 纵坐标是质点位移 横坐标是传播方向上质点的平衡位置x 图像意义 一个质点不同时刻的位移 某一时刻不同质点的位移 图像信息 周期、振幅、质点各时刻的位移、速度方向、加速度方向 波长、振幅、各质点此刻的位移、速度方向、加速度方向 图像变化 图像随时间延续，形状不变 图像随时间沿传播方向平移 例题4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波的某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线(　　) A．x＝0处的质点 B．x＝1 m处的质点 C．x＝2 m处的质点 D．x＝3 m处的质点 波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。 3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 4．衍射是波特有的现象 (1)一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 5．关于衍射的条件：应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。 例题5、(多选)下列说法中正确的是(　　) A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C．只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 D．只有波才有衍射现象 波的干涉 1．定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫作波的干涉，形成的图样常常叫作干涉图样。 2．产生干涉的两个必要条件是：两列波的频率必须相同和两个波源的相位差必须保持不变。 3．干涉是波所特有的现象：一切波都能发生干涉，干涉是波所特有的现象。 4．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示。 (2)特征：①加强区和减弱区的位置固定不变；②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)；③加强区与减弱区互相间隔。 5．振动加强点和减弱点的判断方法 (1)条件判断法：频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离差为Δr，则当Δr＝kλ时为加强点，当Δr＝(2k＋1)时为减弱点，其中k＝0,1,2，….若两波源振动步调相反，则上述结论相反． (2)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点． 若某点是平衡位置和平衡位置相遇，则让两列波再传播T，看该点是波峰与波峰(波谷和波谷)相遇，还是波峰和波谷相遇，从而判断该点是加强点还是减弱点． 例题6、关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是(　　) A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加 B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零 D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大 【练习】如图所示是两个完全相同的波源在介质中叠加而成的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是(　　) A．A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱 B．B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 C．C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 D．D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 多普勒效应 (1)音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低. (2)多普勒效应；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象. 多普勒效应产生的原因： (1)波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率. (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加;反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小. 例题7、如图所示为用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上。下列说法正确的是（　　） A．A处波速大于B处波速 B．A处质点的振幅越来越大 C．波源可能向x轴正方向运动 D．波源一定向x轴负方向运动 综合练习 1、(多选)如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知(　　) A．质点b此时位移为零 B．质点b此时向－y方向运动 C．质点d的振幅是2 cm D．质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm 2、水袖舞是中国京剧的特技之一，如图1所示。某京剧演员舞动水袖在时刻形成的机械波可简化为如图2所示的简谐横波，波沿x轴正向传播，P、Q是波传播方向上的两个质点，此时P在波峰，Q在平衡位置，波的传播速度为0.75m/s，则下列说法正确的是（　　） A．时刻，质点Q正沿x轴正向运动 B．质点Q比质点P振动滞后0.25s C．质点P的振动方程为 D．时刻，质点Q的速度为正、加速度为负 3、(多选)如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是离原点x1＝2 m的一个质点，Q是离原点x2＝4 m的一个质点，此时离原点x3＝6 m 的质点刚刚要开始振动，图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)，由此可知(　　) A．质点P和质点Q振动情况完全相同 B．t＝0时刻质点Q沿y轴正方向振动 C．这列波的波源起振方向向上 D．图乙可能是图甲中质点Q的振动图象 4、(多选)在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是(　　) A．a波源的频率为b波源频率的2倍 B．a波的波长为b波波长的2倍 C．a、b两列波叠加能产生稳定的干涉 D．通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显 5．(多选)如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc。某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则 A．a处质点的位移始终为2A B．c处质点的位移始终为－2A C．b处质点的振幅为2A D．c处质点的振幅为2A 6．(多选)如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法正确的是(　　) A．从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为0.4 m B．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置 C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为50 Hz D．若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物，则能发生明显的衍射现象 7．下列物理现象：(1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的 A．反射、衍射、干涉、多普勒效应 B．折射、衍射、多普勒效应、干涉 C．反射、折射、干涉、多普勒效应 D．衍射、折射、干涉、多普勒效应 8．如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处静止的人感受到的声波的频率为f2，则(　　) A．f1＜f，f2＜f　　　　　 B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f 1 学科网（北京）股份有限公司 $努力必有收获，坚持必会成功，加油向未来！ 专题：波波的形成 （1）机械振动在介质中的传播形成机械波，简称波 （2）形成条件：有持续振动的波源；有传播振动的介质 （3）注意：有机械波必须要有机械振动，反之则不一定； 已形成的波跟波源无关，波源停止振动，波继续传播。 机械波可分为横波和纵波两类。 定义 标识性物理量 实物波形 横 波 质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波 ①波峰：凸起的最高处 ②波谷：凹下的最低处 绳上形成横波 纵 波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 ①密部：质点分布最密的位置 ②疏部：质点分布最疏的位置 　　　　　　　纵波 声波是纵波，它不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播。 例题1、体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（　　） A．图中彩带上的质点a正在向下运动 B．彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动 D．由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波 【答案】A 【详解】A．图中波向右传播，根据“同侧法”可知，彩带上的质点a正在向下运动，选项A正确； B．机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项B错误； C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做简谐振动，选项C错误； D．由于短杆在竖直方向振动，波向右传播，波源振动方向与传播方向垂直，所以该简谐波为横波，选项D错误。 故选A。 波的描述 1．波长(λ) (1)定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离． (2)其他表述： ①波动中，对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离等于波长． ②在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长． ③经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于波长． 2．周期(T)与频率(f) (1)波的周期(或频率)就等于波源质点振动的周期(或频率)。 (2)物理意义：波的周期(或频率)是反映波变化快慢的物理量，它不能反映波传播的快慢。 ①波的周期由波源决定，与传播介质无关。同一列波在不同介质中传播时能够保持不变的是周期(或频率)。 ②每经历一个周期，各振动质点完成一次全振动，波形图将恢复原状。 3．波速(v) (1)定义：波速是指振动在介质中传播的速度，而不是介质质点的振动速度．从波形上看，波的传播速度即波形的平移速度． (2)关系式：v＝＝λf. 4．决定波长、频率和波速的因素 (1)频率：波的频率由波源振动的频率决定，与介质无关． (2)波速：波速由介质的性质决定，与温度有关，与波源的振动无关． (3)波长：波长由介质和波源共同决定． 例题2、(多选)如图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图像，下列说法正确的是(　　) A．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同的 B．质点B、F在振动过程中位移总是相同的 C．质点D、H的平衡位置间的距离等于一个波长 D．质点A、I在振动过程中位移总是相同的，它们的平衡位置间的距离等于一个波长 【解析】 从图像中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是沿x轴正方向，则容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同的，A项错误； 质点B、F是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相同的，B项正确； 质点D、H是处在相邻的两个波谷上的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C项正确； 虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同的，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，所以它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，故D项错误。故选BC。 【答案】 BC 波的图像 (1)确定位移：可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移． (2)确定振幅：介质各点的振幅A是波动图像上纵坐标最大值的绝对值． (3)从图像中可以看出波长． (4)从图像中可以间接地比较各质点在该时刻的振动速度、动能、势能、回复力、加速度等量的大小． (5)如已知波的传播速度，可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率． (6)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化。常用方法： 【点拨】 1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。 2．同侧法：在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示 3．上下坡法：如图所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C。 4．微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt(Δt<)后的波形如虚线所示，由图可知t时刻的质点P1(P2)经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的运动方向了。 例题3、在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象，如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是(　　) A． B． C． D． 【解析】 AC．因为介质中所以质点起振的方向都与振源起振的方向相同，由振动图象知波源开始振动的方向为负y方向，故第一个周期末开始振动的质点，其振动方向也是负y方向，根据上下波法可判断，A、C错误； BD．由振动图象知，后半个周期振幅较大，根据波的传播特点知，B错误；D正确。故选D. 【答案】 D 振动图像和波动图像的区别 振动图像 波的图像 图像 研究对象 一个振动质点 沿波传播方向上的所有质点 图像坐标 纵坐标是质点位移 横坐标是时间t 纵坐标是质点位移 横坐标是传播方向上质点的平衡位置x 图像意义 一个质点不同时刻的位移 某一时刻不同质点的位移 图像信息 周期、振幅、质点各时刻的位移、速度方向、加速度方向 波长、振幅、各质点此刻的位移、速度方向、加速度方向 图像变化 图像随时间延续，形状不变 图像随时间沿传播方向平移 例题4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波的某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线(　　) A．x＝0处的质点 B．x＝1 m处的质点 C．x＝2 m处的质点 D．x＝3 m处的质点 【解析】　当t＝1 s时，由图乙振动图线可知，质点在平衡位置，沿y轴负方向运动，由图甲波动图线沿x轴负方向传播判断x＝0处的质点在平衡位置正沿y轴负方向运动，所以A正确。 【答案】　A 波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。 3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 4．衍射是波特有的现象 (1)一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 5．关于衍射的条件：应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。 例题5、(多选)下列说法中正确的是(　　) A．孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C．只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 D．只有波才有衍射现象 【解析】　波绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射现象，发生明显衍射的条件是孔或障碍物尺寸跟波长差不多或者比波长更小，孔径大并不是不发生衍射，只是波的衍射现象不明显，A、B错误，C正确；衍射现象是波特有的现象，D正确。 【答案】　CD波的干涉 1．定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小，这种现象叫作波的干涉，形成的图样常常叫作干涉图样。 2．产生干涉的两个必要条件是：两列波的频率必须相同和两个波源的相位差必须保持不变。 3．干涉是波所特有的现象：一切波都能发生干涉，干涉是波所特有的现象。 4．干涉图样及其特征 (1)干涉图样：如图所示。 (2)特征：①加强区和减弱区的位置固定不变；②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)；③加强区与减弱区互相间隔。 5．振动加强点和减弱点的判断方法 (1)条件判断法：频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离差为Δr，则当Δr＝kλ时为加强点，当Δr＝(2k＋1)时为减弱点，其中k＝0,1,2，….若两波源振动步调相反，则上述结论相反． (2)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点． 若某点是平衡位置和平衡位置相遇，则让两列波再传播T，看该点是波峰与波峰(波谷和波谷)相遇，还是波峰和波谷相遇，从而判断该点是加强点还是减弱点． 例题6、关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是(　　) A．两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加 B．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C．两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零 D．两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大 【解析】 两列波相遇，都会发生叠加现象，每一质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和，频率不相同只是不能形成稳定的干涉图样，A错误； 振动加强的区域内各质点的振动方向均相同，可在波峰上，也可在波谷，也可能在平衡位置，B错误，C正确； 在叠加区域，振动加强的质点的位移不一定比振动减弱的质点的位移大，D错误． 【答案】 C 【练习】如图所示是两个完全相同的波源在介质中叠加而成的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是(　　) A．A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱 B．B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 C．C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 D．D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 【解析】　A、C连线所在区域为振动加强区域，经过任意时间，该区域仍然是振动加强区域，A错误，C正确； B、D连线所在区域为振动减弱区域，经过任意时间，该区域仍然是振动减弱区域，B、D错误。 【答案】　C多普勒效应 (1)音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低. (2)多普勒效应；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象. 多普勒效应产生的原因： (1)波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率. (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加;反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小. 例题7、如图所示为用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上。下列说法正确的是（　　） A．A处波速大于B处波速 B．A处质点的振幅越来越大 C．波源可能向x轴正方向运动 D．波源一定向x轴负方向运动 【答案】D 【详解】A.机械波传播速度与介质有关，A、B是同一介质中的两点，波速相等，故A错误； B.由于不知道质点固有频率和波源频率之间的关系，则无法判定A质点的振幅变化情况，故B错误； CD.在A点单位时间内接收到的波面比B点多，则在A点观察到的频率比在B点观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，故C错误，D正确。 故选D。 综合练习 1、(多选)如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知(　　) A．质点b此时位移为零 B．质点b此时向－y方向运动 C．质点d的振幅是2 cm D．质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm 【解析】　由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此时为零，A正确； 因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向运动，B错误； 简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d的振幅是2 cm，C正确； 再过的时间，质点a将运动到负向最大位移处，D错误。 【答案】　AC 2、水袖舞是中国京剧的特技之一，如图1所示。某京剧演员舞动水袖在时刻形成的机械波可简化为如图2所示的简谐横波，波沿x轴正向传播，P、Q是波传播方向上的两个质点，此时P在波峰，Q在平衡位置，波的传播速度为0.75m/s，则下列说法正确的是（　　） A．时刻，质点Q正沿x轴正向运动 B．质点Q比质点P振动滞后0.25s C．质点P的振动方程为 D．时刻，质点Q的速度为正、加速度为负 【答案】C 【详解】A.波沿x轴正向传播，所以质点Q正向y轴正方向运动，故A错误； B.质点Q比质点P振动滞后，而波的周期为 故质点Q比质点P振动滞后0.2s，故B错误； C.质点P的振动方程为 故C正确； D. 时刻，也就是经过了，此时波峰传到了质点Q，质点Q的速度为0、加速度为负，故D错误； 故选C。 3、(多选)如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是离原点x1＝2 m的一个质点，Q是离原点x2＝4 m的一个质点，此时离原点x3＝6 m 的质点刚刚要开始振动，图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)，由此可知(　　) A．质点P和质点Q振动情况完全相同 B．t＝0时刻质点Q沿y轴正方向振动 C．这列波的波源起振方向向上 D．图乙可能是图甲中质点Q的振动图象 【解析】　由题图甲可知质点P和质点Q振动情况完全相反，A错误； 波沿x轴正方向传播，所以t＝0时刻质点Q沿y轴正方向振动，B正确； 由离原点x3＝6 m的质点刚刚要开始振动可知，波源起振方向向下，C错误； 质点Q在平衡位置且振动方向向上，题图乙对应的可能是题图甲中质点Q的振动图象，D正确。 【答案】　BD 4、(多选)在空气中的同一区域内，两列声波波源的振动情况如图所示，可以肯定的是(　　) A．a波源的频率为b波源频率的2倍 B．a波的波长为b波波长的2倍 C．a、b两列波叠加能产生稳定的干涉 D．通过同一狭缝，a波的衍射效果比b波明显 【解析】 由波的图象可以看出，a波的周期是b波的2倍，因为波速相等(同一介质)，由波速公式v＝λf可知a波的波长等于b波的2倍，故A错而B正确； 两列波相干的条件是频率必须相等，可知a、b两列波叠加不会产生稳定的干涉，C错误； 波长越长，衍射现象越明显，故D选项正确。 【答案】 BD 5．(多选)如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc。某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则 A．a处质点的位移始终为2A B．c处质点的位移始终为－2A C．b处质点的振幅为2A D．c处质点的振幅为2A 【解析】　因为a、b、c三点均在S1、S2连线的中垂线上，则各点到S1、S2的距离相等，则S1与S2到各点的波程差为零，S1与S2振动情况相同，则a、b、c各点振动加强，振动加强并不是位移不变，而是振幅为2A。 【答案】　CD 6．(多选)如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法正确的是(　　) A．从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为0.4 m B．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置 C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率为50 Hz D．若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物，则能发生明显的衍射现象 【解析】　由题图读出波长为λ＝4 m，则周期为T＝＝ s＝0.02 s，质点做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是四个振幅，则从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为s＝2A＝0.4 m，故A正确； 波沿x轴正方向传播，则此时质点b向远离平衡位置运动，而质点a向平衡位置运动，则质点b比质点a后到达平衡位置，故B错误； 该列波的频率为f＝＝50 Hz，要想发生干涉，频率需相同，故C正确； 若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物，该波波长λ＝4 m大于障碍物的尺寸，故能发生明显的衍射现象，故D正确． 【答案】 ACD 7．下列物理现象：(1)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的 A．反射、衍射、干涉、多普勒效应 B．折射、衍射、多普勒效应、干涉 C．反射、折射、干涉、多普勒效应 D．衍射、折射、干涉、多普勒效应 【解析】　在春天里一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应。 【答案】　A 8．如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处静止的人感受到的声波的频率为f2，则(　　) A．f1＜f，f2＜f　　　　　 B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f 【解析】　由题意可知，声源靠近A处的人，由多普勒效应可知，A处的人接收到声波的频率变大，即f1>f；声源远离B处的人，同理可知B处的人接收到声波的频率变小，即f2<f.选项D正确． 【答案】 D 1 学科网（北京）股份有限公司 $