11-第3章 三年高考模拟练（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概念、规律及应用，通过模型建构（如材料不同波速差异）和方法技巧（振动图像画法）将波形图、振动图像、波速公式等核心内容串联，构建完整的机械波知识网络。 其亮点在于结合生活实例（如战斗绳运动）和高考真题设计分层练习，通过科学推理分析波的传播方向、质点运动路程，培养学生物理观念和科学思维。一题多解和关键点拨助力个性化复习，帮助学生巩固知识，教师可精准把握学情提升复习效率。

第三章 机械波 第1讲　描述运动的基本概念 三年高考模拟练 第1讲　描述运动的基本概念 应用实践 1.[2025上海复旦大学附中期中]战斗绳是目前非常流行的一种高效锻炼全身的健身器材。在某次训练 中,运动员手持绳的一端甩动形成的绳波可简化为简谐波,图甲是t=0.3 s时的波形图,x=0处质点的振动 图像如图乙所示,质点A的平衡位置在x=2.5 m处,则 ( )     D     A.这列波向x轴负方向传播 B.这列波的传播速度为1 m/s C.t=0.6 s时质点A的加速度方向沿y轴负方向 D.t=0.3 s至t=0.55 s时间内,质点A通过的路程为3 cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由题图乙可知,t=0.3 s时,x=0处的质点在平衡位置,沿y轴负方向运动,对照图甲,由带动法可知,该 波沿x轴正方向传播,A错误;由题图甲知波长为λ=6 m,由题图乙知周期为T=0.6 s,波速v= =10 m/s,B错 误;t=0.3 s到t=0.6 s,经过半个周期,质点A运动到平衡位置下方,加速度方向沿y轴正方向,C错误;ω= =   rad/s,x=0处质点的振动方程为y=2 sin  t cm,A质点比x=0处质点晚振动的时间是0.25 s,所以A质 点的振动方程为yA=2 sin   cm,在t=0.3 s时,A质点的位移y1=2 sin   cm=1 cm,在t =0.55 s时,A质点的位移y2=2 sin   cm=0,即t=0.55 s时,A质点恰好回到平衡位置,由于t=0.3 s至t=0.55 s的时间间隔大于 T且小于 T,所以质点A先到波峰再到平衡位置,通过的路程为1 cm+2 cm= 3 cm,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 方法技巧　　画出质点A的振动图像,更方便计算路程。 第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026河北沧州期中]三颗小石子先后在t0、t1、t2时刻落到平静的水面上,一段时间后激起的水波如图 中实线所示。已知图中的三个圆两两相切,圆心A、B、C在同一直线上,A、B两点之间的距离为l,则水 波的传播速度为 ( )   A. 　　    B. 　　    C. 　　    D.      B     第1讲　描述运动的基本概念 关键点拨　     第1讲　描述运动的基本概念 由图可知t0、t1、t2时刻的石子分别落在B、C、A三点,且t2时刻石子落在A点时,B处石子激起的水波刚 好传播到A点,所以水波的传播速度为v= 。故选B。 解析     第1讲　描述运动的基本概念 3.[2025河北石家庄模拟预测]如图所示,将两根粗细相同、材料不同的长软绳甲、乙的一端连接在一 起,1、2、3、4、…为绳上的一系列间距均为0.1 m的质点,其中质点10为两绳的结点,绳处于水平方 向。手持质点10在竖直方向做简谐运动,形成向左和向右传播的两列简谐波Ⅰ、Ⅱ,其中波Ⅰ的波速为 0.2 m/s。某时刻质点10处在波谷位置,5 s后此波谷传到质点15,此时质点10正好通过平衡位置向上运 动,质点10与质点15之间还有一个波谷,下列说法正确的是( ) A.质点10的振动周期为2 s B.波Ⅰ的波长为  m C.波Ⅱ的波长为  m     D     D.当质点15处于波峰时,质点6处于平衡位置 第1讲　描述运动的基本概念 模型建构　     第1讲　描述运动的基本概念 质点每振动一个周期,波向前传播一个波长,经5 s质点10处的波谷传到质点15,此时质点10在平衡位置 向上运动,质点10与质点15之间还有一个波谷,波形图如图所示,则λ2+ λ2=0.5 m,T+ T=5 s,解得λ2=0.4 m,T=4 s,选项A、C错误;根据v= 可知波Ⅰ的波长为λ1=v1T=0.8 m,选项B错误;由波形图可知,再经过半 个周期绳乙段质点13处的波峰传播到质点15,绳甲段质点10处的波形传播到质点6,故当质点15处于波 峰时质点6处于平衡位置,选项D正确。 一题多解　    t=5 s时质点15处于波谷,经 到达波峰,而t=5 s时质点6位于平衡位置,经 返回平衡位置, 故当质点15处于波峰时质点6处于平衡位置,选项D正确。 解析         第1讲　描述运动的基本概念 4.[多选题][2026浙江金华一模]如图1所示,在同一均匀介质中有A、B、C、D、E五个点,其 中A、B、C、D四个点的连线构成一个矩形,AB=CD=8 m,AD=BC=6 m,E点为矩形对角线的交点。t=0 时刻,分别位于A、B、C、D处的四个横波波源同时开始沿y轴正方向(垂直纸面向上)振动,各波源的振 动图像分别如图2、图3所示。已知A、C处的波源形成的两列波的波长均为4 m。下列说法正确的是  ( )     CD     A.B、C处的波源形成的两列波的波长一致 B.t=3.5 s时,E处的质点位移为4 cm C.t=6 s时,E处的质点位移为4 cm D.t=7 s时,E处的质点运动速度方向为y轴正方向 第1讲　描述运动的基本概念 解析　由图可知,B、C处的波源形成的两列波周期不同,但在同种均匀介质中波速相同,由λ=vT可知两 列波的波长不同,A错误;四个波源与E点的距离均为5 m,四列波的振动均在5 s末才传到E点,t=3.5 s时,四 列波的振动还未传到E点,因此t=3.5 s时,E处的质点位移为0,B错误;t=6 s时,四列波在E点的振动均持续 了1 s,A、C两处波源形成的两列波在E点引起的振动位移均为2 cm,而B、D两处波源形成的两列波在E 点引起的振动位移均为0,所以t=6 s时,E处的质点位移为4 cm,C正确;t=7 s时,四列波在E点的振动均持续 了2 s,则A、C两处波源形成的两列波在E点引起的振动位移均为0,速度向下,B、D两处波源形成的两列 波在E点引起的振动位移均为0,速度向上,由于B、D的周期比A、C的周期小,则B、D的y-t图线在平衡 位置的斜率较大,速度较大(易错点),所以t=7 s时,E处的质点运动的合速度方向为y轴正方向(速度向上), D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[多选题][2026浙江舟山期末]均匀介质中有一三维坐标系,x、y轴在水平面内,z轴垂直于xOy平面。波 源O由平衡位置开始垂直xOy平面振动,产生的简谐横波在水平面内向四周传播,某时刻(设为t=0时刻) 出现如图甲所示的状态,实线圆、虚线圆分别表示波峰、波谷,且此时刻水平面内只有一圈波谷。图乙 是水平面内某一质点的振动图像。下列说法正确的是 ( ) A.该波遇到10 m大小的物体时不能发生衍射 B.t=0.15 s时质点B开始振动     BD     C.图乙可能是距O点1.5 m远的质点D的振动图像 D.在0~1.25 s这段时间内,质点C运动的路程为40 cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析　实线圆、虚线圆分别表示波峰、波谷,由图甲可知 λ=2 m-1 m=1 m,解得λ=2 m,该波遇到10 m大 小的物体时仍然能够发生衍射现象(衍射是波的特有现象),只是由于波长比10 m小得多,不能发生明显 的衍射现象,A错误;由图乙可知,周期为0.2 s,则波在该均匀介质中的传播速度v= =10 m/s,波源O由平 衡位置开始垂直xOy平面振动,由题此时刻(t=0时刻)水平面内只有x=1 m处一圈波谷,说明波刚传到x=2. 5 m处(波刚传到的质点一定处于平衡位置),x=4 m处的质点B开始振动的时刻为t= =  s=0.15 s,B 正确;由图乙可知,0时刻质点沿z轴正方向运动,对比图甲,结合同侧法可知,0时刻距O点1.5 m远的质点D 沿z轴负方向运动,C错误;由上述分析,0时刻,距离O点2.5 m处质点开始振动,由图甲可知xOC=  m= 5 m,质点C开始振动的时间tC=  s=0.25 s,在0~1.25 s这段时间内,质点C运动时间Δt=1.25 s-0.25 s=1. 0 s=5T,可知在0~1.25 s这段时间内,质点C运动的路程为5×4×2 cm=40 cm,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2026广东惠州期中]一列沿x轴负方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,此时坐标为(1 cm,0)的质点刚好开始振动,P质点的坐标为(3 cm,0)。在t1=0.6 s时刻,P质点首次位于波峰位置,Q点的坐 标是(-3 cm,0),从t=0时刻开始计时。 (1)求这列波的传播速度; (2)若经t2时间Q质点第一次到达波谷,求t2; (3)求t3=1.8 s时质点P的路程和位移。 第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)0.05 m/s    (2)1.4 s    (3)36 cm　-4 cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由波形图可知,波长λ=4 cm=0.04 m 由于波沿x轴负方向传播,根据波形平移法知t=0时刻P质点向下振动,经过 T首次到达波峰位置,由此可 知 T=0.6 s 得T=0.8 s 故波速为v= = =0.05 m/s (2)因波长为λ=4 cm,故经过一个周期T该波刚好传播到Q质点,根据传播方向可知Q质点向y轴正方向振 动。质点Q再经 T的时间到达波谷,因此t2=T+ T=1.4 s (另解:t=0时刻离Q最近的波谷在x=4 cm处,到Q的距离是7 cm,Q质点第一次到达波谷的时间t2=  s =1.4 s) 第1讲　描述运动的基本概念 (3)t3=1.8 s= T,根据t=0时的波形图,由同侧法知该时刻P质点向下振动,t3=1.8 s时,质点P的路程为s= ×4 A=36 cm 质点P的位移为x=-A=-4 cm 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2026山东青岛期中]图甲为装满介质的容器截面图,C、A、O、B为介质表面的水平面上的四个点,其 中A和B是波源,O点位于不同深度的两部分介质分界线上。图乙和图丙分别是波源A和波源B振动一个 周期后形成的图像。波源B到容器底部B'的距离hB=0.4 m,xOA=3 m,xOB=1 m,容器左侧壁与水平地面的夹 角θ=45°。已知机械波在该均匀介质中的波速v与介质深度h的关系为v= ,g=10 m/s2。当t=0时刻,两 波源同时开始振动,t=0.75 s后O点振幅不再发生变化,求: 第1讲　描述运动的基本概念 (1)波源B在容器底部B'处的波长λB及波源A到容器底部A'的距离hA; (2)在A、C之间,距A点的距离为x时,波速vx与x的关系式; (3)t=1.5 s时,质点O运动的路程。 答案    (1)0.5 m    1.6 m    (2)vx=  m/s(或vx=  m/s)    (3)28 cm 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由题可知,波源B在OB区域内的波速vB= =2 m/s 由图丙可知波源B的周期T=0.25 s 则波源B在容器底部B'处的波长λB=vBT=0.5 m 波源B的振动形式传到O点所用时间为tB= =0.5 s 由题t=0.75 s后O点振幅不再发生变化,可知波源A的振动形式传到O点所用时间tA=0.75 s 波源A在OA区域内的波速vA= =4 m/s 由vA= ,可得波源A到容器底部A'的距离hA=1.6 m (2)由几何关系可得,在A、C之间,距A点的距离为x时,深度hx=hA-x=(1.6-x) m 则波速vx与x的关系式vx= =  m/s(或vx=  m/s) (3)由图乙、图丙可得波源A的振幅A1=5 cm,波源B的振幅A2=4 cm 第1讲　描述运动的基本概念 当波源A的振动形式传到O点时,O点以波源B的振动形式振动了Δt=tA-tB=0.25 s=T 所以质点O先运动了s1=4A2=16 cm t=0.75 s后,在O点发生干涉,由于两波源振动步调相反,故此时振幅A=A1-A2=1 cm 在t=0.75 s至t=1.5 s之间,质点振动了 1.5 s-0.75 s=0.75 s=3T 则质点O运动了s2=3×4A=12 cm 质点O运动的总路程为s=s1+s2=28 cm 第1讲　描述运动的基本概念 $