10-第3章 五年高考真题练（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）

该高中物理单元复习课件系统梳理了机械波的核心知识，涵盖波长、波速、周期的关系，振动与波动图像的综合分析，波的多解、叠加及干涉等考点，通过考点分类与高考真题结合，以解析和关键点拨串联知识点，帮助学生构建完整的机械波知识网络。 其亮点在于采用“考点专项突破-真题深度解析-一题多解拓展”的复习策略，如针对波的多解问题，通过分析两质点振动关系推导波长与波速的多组解，培养学生科学推理能力；结合振动与波动图像综合题，引导学生建构“图像-方程-物理过程”的关联模型，提升科学思维。这种设计兼顾基础巩固与能力提升，教师可依托考情分析精准教学，学生能通过分层练习高效复习。

第三章 机械波 第1讲　描述运动的基本概念 五年高考真题练 第1讲　描述运动的基本概念 考点1　波长、波速、周期的关系 1.[多选题][2025重庆,8]一小浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动,水面泛起圆形的涟漪(视为 简谐波)。用实线表示波峰位置,某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,如图所示,则  ( )     AD A.该波的波长为4r B.该波的波速为2fr C.此时浮筒在最低点 D.再经过 ,浮筒将在最低点 第1讲　描述运动的基本概念 题图解读　     解析     由题可知,某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,可得2λ=9r-r,该波的波长λ=4r,A正确;该波 在水中的波速为v=λf=4rf,B错误;由λ=4r可得此时第1圈实线的半径为r= λ,可得此时浮筒处于平衡位 置,由于波向外传播,根据同侧法可知,此时浮筒处于平衡位置向下振动,再经过 = T,浮筒将运动到最 低点,C错误,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2024广东,3]一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1 m/s,t=0时的波形如图所示。t=1 s时,x=1.5 m处 的质点相对平衡位置的位移为 ( )   A.0　    B.0.1 m　    C.-0.1 m　    D.0.2 m     B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图可知该简谐横波的波长为λ=2 m,波速为1 m/s,所以周期为T= = =2 s,则经过Δt=1 s=  ,x=1.5 m处的质点从波谷运动半个周期到达波峰处,t=1 s时,x=1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为 0.1 m,选项B正确。 一题多解　    t=0时,x=1.5 m处质点位于波谷,0~1 s时间内波沿x轴正方向传播了1 m,则x=0.5 m处的质 点的振动形式传播到x=1.5 m处,x=1.5 m处质点在t=1 s时处于波峰,其相对平衡位置的位移为0.1 m,选项 B正确。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[多选题][2025山东,9]均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅均为2 cm, 波速均为1 m/s,M、N为介质中的质点。t=0时刻的波形图如图所示,M、N的位移均为1 cm。下列说法 正确的是     ( )     BD     A.甲波的周期为6 s B.乙波的波长为6 m C.t=6 s时,M向y轴正方向运动 D.t=6 s时,N向y轴负方向运动 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图知,甲波的波长λ甲=4 m,甲波的周期T甲= =4 s,A错误。由题图知 λ乙=4 m,解得λ 乙=6 m,B正确。根据“同侧法”,结合甲波的传播方向可知t=0时质点M向y轴正方向运动,当t=6 s= T甲 时,质点M的位移yM=-1 cm,向y轴负方向运动;乙波的周期T乙= =6 s,根据“同侧法”,结合乙波的传播 方向可知t=0时质点N向y轴负方向运动,当t=6 s=T乙时,质点N的位移yN=1 cm,向y轴负方向运动,C错误,D 正确。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[多选题][2025天津,7]位于坐标原点的波源从平衡位置开始沿y轴运动,在均匀介质中形成了一列沿x 轴正方向传播的简谐波,P和Q是平衡位置分别位于x=3 m和x=7 m处的两质点,t=0时波形如图所示,此时 Q刚开始振动,t=1 s时Q第一次到达波谷。则 ( )     AB     A.该波在此介质中的波速为2 m/s B.波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向 C.P的位移随时间变化的关系式为y=sin πt cm D.平衡位置位于x=9 m处的质点在t=6 s时第一次到达波峰 第1讲　描述运动的基本概念 解析　波沿x轴正方向传播,由图根据同侧法可知,Q点开始振动时的运动方向沿y轴负方向,则波源开始 振动时的运动方向沿y轴负方向,该波的波长为λ=2×(7-3) m=8 m,周期为T=4×1 s=4 s,则该波在此介质中 的波速为v= =2 m/s,A、B正确;由同侧法可知,此时(t=0时)P点从平衡位置沿y轴正方向振动,初相是φ= 0,振幅为A=1 cm,则P的位移随时间变化的关系式为y=A sin  = sin  t cm,C错误;该波传播到x=9 m处的时间为t'=  s=1 s,质点起振方向沿y轴负方向,则第一次到达波峰的时间为t″= T=3 s,则平衡 位置位于x=9 m处的质点第一次到达波峰的时间为t=t'+t″=4 s,D错误。 一题多解　    D选项:距x=9 m处最近的波峰在x=1 m处,x=9 m处的质点第一次到达波峰所用时间t=  =4 s,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2025云南,7]如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t=0时刻,波源开始振动产生简 谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t=1.5 s和t=2.5 s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示,则 ( ) A.波速为2.5 m/s B.波源的平衡位置距离P点1.5 m C.t=1.0 s时,波源处于平衡位置且向下运动 D.t=5.5 s时,平衡位置在P、Q处的两质点位移相同     D     第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图可知,λ=4 m,T=2 s,所以v= =2 m/s,A错误;由于P点左侧形成波形先于Q点右侧形成波形, 故波源的平衡位置在矩形区域中更靠近P点处,如图所示,结合波形可确定波源平衡位置距P点1 m,B错 误;t=1.5 s时,P点处于平衡位置且向上运动,故可知t=1.0 s 时,P点处于波谷,又由于P点平衡位 置距波源1 m= ,故可推知波源此时处于平衡位置且向上运动,C错误;t=2.5 s时,平衡位置在P、Q的两质 点均在平衡位置,t'=5.5 s-2.5 s=3 s= T,则t=5.5 s时两质点仍在平衡位置,故位移相同,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念   第1讲　描述运动的基本概念 考点2　振动图像和波动图像的综合 6.[多选题][2024重庆,10]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  cm     BD     第1讲　描述运动的基本概念 解析　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) cm,代入点  和(2 s,0),解得φ= ,ω=  rad/s,可得T=2.4 s,f=  Hz,B正确;在题图甲中标出位移为  cm的 质点P、Q,若波沿x轴正方向传播则为Q点,则有 λ=3 m,得λ=9 m,若波沿x轴负方向传播则为P点,有 λ'= 3 m,得λ'=18 m,A错误;根据v= ,可得v=3.75 m/s,v'=7.5 m/s,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,D正确。   第1讲　描述运动的基本概念 考情分析　　以波形图和质点的振动图像为情境设问,是高考中对机械波板块常见的考查方式,是必须 熟练掌握的题型。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[多选题][2022山东,9]一列简谐横波沿x轴传播①,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     ①关键点拨　波的传播方向没有确定。 第1讲　描述运动的基本概念 题图解读　       解析     t=7 s时,平衡位置位于坐标原点的质点在平衡位置下方且沿y轴负方向振动,因此t=7 s时,若波沿x轴正方 向传播,波形如C所示;若波沿x轴负方向传播,波形如A所示。故选A、C。 第1讲　描述运动的基本概念 考点3　波的多解问题 8.[多选题][2025陕晋青宁,8]一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1 m,a、b为介质中平衡位置相距2 m的两质点,其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为 ( )     AD     第1讲　描述运动的基本概念 解析    B选项中波长小于1 m,B错误。t=0时刻,b应位于负向最大位移处,C错误;A、D选项图满足波长 λ>1 m,以及t=0时刻a在平衡位置、b在负向最大位移处,A、D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 9.[2023海南,4]下面两图分别是一列机械波在传播方向上相距6 m的两个质点P、Q的振动图像①,下列 说法正确的是 ( )        A.该波的周期是5 s B.该波的波速是3 m/s C.4 s时P质点向上振动 D.4 s时Q质点向上振动     C     ①关键点拨　两质点振动方向始终相反,据此判断6 m与波长λ的关系。 第1讲　描述运动的基本概念 关键点拨　波传播过程中存在空间上的周期性,P、Q两质点振动方向始终相反,波长有多组解, 对应的波速有多组值。 解析     由振动图像可看出该波的周期T=4 s,A错误;由于Q、P两个质点振动方向始终相反,则可知两者间距离 满足 λ=6 m(n=0,1,2,…)(破题关键),则波速v= =  m/s(n=0,1,2,…),B错误;由P质点的振动图像 可看出,4 s时P质点在平衡位置向上振动,C正确;由Q质点的振动图像可看出,4 s时Q质点在平衡位置向 下振动,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 考点4　波的叠加 10.[多选题][2024山东,9]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 BC     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 第1讲　描述运动的基本概念 关键点拨　首先明确两列波在同一均匀介质中传播,其传播速度相同;其次判断两列波到达质点P时各自的运动情况,再根据两者振动情况判断出质点P的振动情况。 解析    t=0.5 s时,Δx=v·Δt=1 m,甲波波谷传到P,乙波的平衡位置传到P,则此时P偏离平衡位置的位移为-2 cm,故B正确。t=1.0 s时,Δx'=v·Δt'=2 m,甲波和乙波的平衡位置均传到P,且都沿y轴正方向运动,故C正确。 一题多解　　由题图知,乙波的波长为λ乙=2 m,周期T乙= =1 s,甲波的波长为λ甲=4 m,周期T甲= =2 s,由 同侧法知,t=0时刻,甲波在P点引起的振动方向向下,乙波在P点引起的振动方向向上,Δt=0.5 s= T乙= T 甲,甲波波谷传到P点,乙波平衡位置传到P点,由波的叠加知,P偏离平衡位置的位移为-2 cm,选项B正确,A 错误;Δt=1 s=T乙= T甲,甲、乙两波平衡位置均传到P点且向上振动,由波的叠加知,P向y轴正方向运动,选 项C正确,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 11.[2025广西,13]某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音(简谐声波),其波形叠加后呈现一种周期性变 化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图,图中的坐标原点位于同 一质点处,声速为340 m/s。 (1)从图中读出这两列波的波长。 (2)该时刻这两列波叠加,分别求x=0和x=0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移。 (3)求这两列波叠加后的周期。   第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)0.5 m    1.0 m    (2)2 μm　-  μm    (3)  s 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由题图甲可知,4λ甲=2.0 m 解得λ甲=0.5 m 由题图乙可知,2λ乙=2.0 m 解得λ乙=1.0 m (2)由题图甲、乙可知,该时刻,图甲的波和图乙的波在x=0处偏离平衡位置的位移均为1.0 μm 因此这两列波叠加后在x=0处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移为y0=2 μm 该时刻,图甲中的波使x=0.375 m= λ甲处的质点偏离平衡位置的位移为0 图乙中的波使x=0.375 m= λ乙处的质点偏离平衡位置的位移为-  μm 因此这两列波叠加后在x=0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移为y0.375=-  μm (3)这两列波叠加后的波长λ=1.0 m 第1讲　描述运动的基本概念 根据波长、波速与周期的关系有λ=vT,其中v=340 m/s 代入数据解得T=  s 第1讲　描述运动的基本概念 考点5　波的干涉 12.[2025黑吉辽蒙,5]平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源,在均匀介质中产生两列 波。若波峰用实线表示,波谷用虚线表示,P点位于其最大正位移处,曲线ab上的所有点均为振动减弱点, 则下列图中可能满足以上描述的是 ( )                      C     第1讲　描述运动的基本概念 解析    由题P点位于其最大正位移处,是两列波的波峰与波峰相交处,可知B、D错误;根据波的干涉规 律可知,A图曲线ab上的点存在振动加强点,而C图可满足曲线ab上的点均为振动减弱点,A错误,C正 确。 第1讲　描述运动的基本概念 13.[2024江西,6]如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连 续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示①。已知超声波 在机翼材料中的波速为6 300 m/s②。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项 正确的是( )     A     A.振动减弱;d=4.725 mm B.振动加强;d=4.725 mm C.振动减弱;d=9.45 mm D.振动加强;d=9.45 mm ①②关键点拨　读出时间差,已知波速,可计算d。 第1讲　描述运动的基本概念 真题降维　     第1讲　描述运动的基本概念 解析     根据反射信号图像可知,超声波的传播周期为T=2×10-7 s,波速v=6 300 m/s,则超声波在机翼材料中的波 长λ=vT=1.26×10-3 m,两个反射信号传播到探头处的时间差为Δt=1.5×10-6 s,故两个反射信号的路程差2d =vΔt=9.45×10-3 m= λ,解得d=4.725 mm,两个反射信号在探头处振动减弱,选项A正确。 一题多解　    t=1.5 μs=7 T时探头处机翼表面的反射信号在平衡位置且振动方向沿y轴负方向,缺陷表 面的反射信号在平衡位置且振动方向沿y轴正方向,这两个反射信号在探头处的叠加效果为振动减 弱。 第1讲　描述运动的基本概念 14.[多选题][2025浙江1月,12]如图1所示,两波源S1和S2分别位于x=0与x=12 m处,以x=6 m为边界,两侧为 不同的均匀介质。t=0时两波源同时开始振动,其振动图像相同,如图2所示。t=0.1 s时x=4 m与x=6 m两 处的质点开始振动。不考虑反射波的影响,则 ( ) A.t=0.15 s时两列波开始相遇     BC     B.在6 m<x≤12 m间S2波的波长为1.2 m C.两列波叠加稳定后,x=8.4 m处的质点振动减弱 D.两列波叠加稳定后,在0<x<6 m间共有7个加强点 第1讲　描述运动的基本概念 解析　波在x=6 m左侧的波速v1=  m/s=40 m/s,右侧的波速v2=  m/s=60 m/s,设从0.1 s开始,再经过Δt 时间两波相遇,则Δt= =0.025 s,所以t1=0.1 s+0.025 s=0.125 s,选项A错误;在6 m<x≤12 m间,S2波的波长 为λ2=v2T=60×0.02 m=1.2 m,选项B正确;左侧波传到x=8.4 m时所用时间为t'=  s=0.19 s,此时 右侧波在该质点已经振动Δt=0.19 s-  s=0.13 s=6 T,即此刻左侧波在该点的振动在平衡位置向上 运动,右侧波在该点的振动在平衡位置向下振动,可知该点的振动减弱,选项C正确;当右侧波传到x=6 m 位置时所用时间为0.1 s=5T,即此时x=6 m处质点从平衡位置向上振动,此时x=0处的波源S1也在平衡位 置向上振动(将x=0处和x=6 m处看作波源),即振动方向相同,可知平衡位置在0<x<6 m内的点与x=0和x= 6 m两点的路程差为波长整数倍时振动加强,波在该区间内的波长λ1=v1T=40×0.02 m=0.8 m,可知x-(6 m- x)=nλ=0.8n(m),即x=(3+0.4n) m(n为整数),其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7,则共有15个振动 第1讲　描述运动的基本概念 加强点,选项D错误。 名师点津　    (1)本题中以x=6 m为边界,两侧为不同的均匀介质,两侧介质中的波速不同(同时不要忽略 一列波经边界后的波速变化,这是容易出错的地方)。 (2)两不同介质中,波长不同,这时要判断振动加强点与减弱点,可在同一介质中重新定义两个“波源” (如本题中选择了x=0与x=6 m的两点),再根据一般方法去确定振动加强点与减弱点。 第1讲　描述运动的基本概念 自主招生 15.[清华大学THUSSAT诊断性测试]波源O从0时刻开始向上振动,在t1时刻的波形如图所示,已知在图 示空间第一次出现如图所示的波形。则此波的速度为 ( )   A. 　　    B. 　　    C. 　　    D.      B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　由同侧法可知,t1时刻O点向下振动,O'质点在最低点向上振动,由题意可知从0时刻到t1时刻经过  ,即 =t1,由图可知 λ=a,由公式v= ,联立解得v= ,选项B正确,A、C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 $