3.2 波速与波长、频率的关系(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（教科版）

该高中物理课件聚焦波速与波长、频率的关系，系统涵盖概念、关系、决定因素及周期性等核心内容。通过“情境思辨”中鱼缸鱼被喊声惊吓的实例，设置判断题引导学生思考振幅、频率、波速在不同介质中的变化，衔接波的形成与传播，搭建从概念到应用的学习支架。 其亮点在于以物理观念为基础，融合科学思维与科学探究。如“核心要点突破”中结合超导磁悬浮轨道测试案例，引导学生运用波速公式推理波长，培养科学推理能力。“情境思辨”联系生活现象，渗透科学态度。采用问题驱动、案例分析和分层训练，帮助学生深化理解，提升解决问题能力，也为教师提供系统资源，便于高效教学。

2.波速与波长、频率的关系 1.知道波长、振幅、频率和波速的概念。 2.理解波长、频率和波速的关系，并会进行有关计算。 3.理解频率、波速、波长的决定因素。 4.理解波传播的时间周期性与空间周期性。 知识点一　波长 1.定义：沿波的传播方向，任意两个相邻的　　　　　　　振动的质点之间的距离（包含一个“完整的波”），叫作波的波长，常用λ表示。 2.确定方法 （1）横波中任意两个　　　　的波峰或波谷之间的距离等于一个波长，如图甲所示。 （2）纵波中任意两个　　　　的密部或疏部之间的距离等于一个波长，如图乙所示。 知识点二　振幅 1.定义：在波动中，各质点离开　　　　位置的最大距离，即其振动的振幅，也称为波的振幅。 2.物理意义：波的振幅大小反映波所传播　　　　　　的大小。 知识点三　频率 1.定义：波在传播过程中，介质中各质点振动的频率都　　　　　，这个频率称为波的频率。 2.波的频率在数值上等于单位时间内通过某点的“完整的波”的数目。 3.频率f与周期T的关系：f=　　　　。 知识点四　波速 1.波速：波速是指机械波在介质中传播的速度。 2.波速和波长、频率、周期的关系 v=　　　　=　　　　。 3.机械波在介质中的传播速度由　　　　　的性质决定，在同一均匀介质中，机械波的传播速度不变，波长与频率成反比；在不同介质中（或在不同的条件下），机械波的传播速度一般不同。当机械波从一种介质进入到另一种介质时，波的　　　　保持不变，波长发生改变。 如图所示，人们在观赏鱼缸中的鱼时，如果突然大喊一声，鱼儿会“吓”的突然游动一下。判断下列说法的正误。 （1）喊声越大，声波的振幅越大。（　　） （2）喊声由空气传入水中，喊声的频率会变大。（　　） （3）喊声由空气传入水中，喊声的波速会变大。（　　） （4）喊声由空气传入水中，喊声的波长会变短。（　　） 要点一　波长的理解 1.对波长的理解 （1）横波中两个相邻的波峰（或波谷）间的距离、纵波中两个相邻的疏部（或密部）间的距离都等于一个波长。 （2）横波中两个相邻的位于波峰与波谷的质点对应的平衡位置间的距离、纵波中两个相邻疏部与密部间的距离都等于半个波长。 2.关于波长的推论 （1）平衡位置间的距离为波长的整数倍的两个质点的振动情况总是相同；反过来说，振动情况总是相同的两个质点的平衡位置间距离一定为波长的整数倍。 （2）平衡位置间距离为半波长的奇数倍的两个质点的振动情况总是相反；反过来说，振动情况总是相反的两个质点的平衡位置间距离一定为半波长的奇数倍。 〔多选〕关于波长，下列说法中正确的是（　　） A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长 B．位移相同的相邻两质点之间的距离就是一个波长 C．速度最大且相同的相邻的两质点之间的距离等于一个波长 D．振动情况总是相同的两质点之间的距离等于一个波长 尝试解答　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 1.〔多选〕关于机械波的波长，下列说法正确的是（　　） A．平衡位置相距一个波长的两个质点的运动情况总是相同 B．运动情况总是相同的两个质点相距一个波长 C．在横波中，两个相邻的波峰间的距离等于一个波长 D．平衡位置间距离为半波长的奇数倍的两个质点的振动情况总是相反 2.〔多选〕下列关于波长的叙述正确的是（　　） A．一个周期内，介质中的质点通过的路程等于波长 B．横波中，两个相邻的位于波峰与波谷的质点对应的平衡位置间距离等于半个波长 C．在波的传播方向上，两个相邻的振动状态总是相同的质点间的距离等于波长 D．纵波中，两个密部（或疏部）间的距离一定为波长的正整数倍 要点二　波速与波长、频率（周期）关系的理解及应用 1.对周期和频率的理解 （1）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。 （2）波的周期（或频率）的三点说明 ①波的周期（或频率）由波源振动的周期（或频率）决定。 ②每个质点振动的周期（或频率）由波源振动的周期（或频率）决定。 ③波由一种介质进入另一种介质时，波的周期（或频率）不发生变化。 2.对波速公式v=λf的理解 决定因素 关系 周期和频率 取决于波源，而与v、λ无关 v= =λf 波速 取决于介质本身的性质，它与T、λ无关 波长 由波源和介质共同决定，只要T、v有一个变化，波长一定变化 3.波从一种介质进入另一种介质的传播规律 （1）波速一定变化。 （2）由于波源没变，波的频率不会发生变化。 （3）由公式v=λf可知波长一定变化。 某科研团队在新型超导磁悬浮轨道中测试机械波的传播特性。在简谐波的传播方向上相距4.5 m的A、B两个智能振动传感器随波做简谐运动。测试中发现两个传感器每分钟完成60次全振动，当A处于波谷时，B恰好处于波峰。若A、B之间还有一个波峰，则下列关于该机械波的说法正确的是（　　） A．频率为60 Hz　 B．波长为3 m C．波速为2 m/s　 D．周期为0.5 s 尝试解答 1.〔多选〕下列关于机械波的公式v=λf的说法中正确的是（　　） A．v=λf适用于一切波 B．由v=λf知，f增大，则波速v也增大 C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f D．由v=λf知，波长为4 m的声波的传播速度是波长为2 m的声波的2倍 2.河北博物院馆藏有战国时期的编钟，该编钟为中山国的重要礼乐器。某编钟可发出“宫”音和“徵”音，经测定其频率分别为65.4 Hz和130.8 Hz。已知空气中声速为340 m/s，水中声速为1 500 m/s，则下列说法正确的是（　　） A．在空气中传播时，“宫”音的波长大于“徵”音的波长 B．在水中传播时， “宫”音的波速远大于“徵”音的波速 C．由空气进入水中时，两音的频率均减小为原来的一半 D．由空气进入水中时，“宫”音的波长改变量小于“徵”音的波长改变量 3.（2026•四川高三下学期开学联考）某同学握住细长软绳的右端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波，某时刻的部分波形如图所示，此时绳上P处质点刚好开始振动。下列说法正确的是（　　） A．软绳右端起振方向向上 B．再经过半个周期，绳上a处质点将运动到b处 C．若加快抖动频率，波速将变大 D．若加快抖动频率，相邻波峰的间距将变小 1.下列关于波长、频率和波速的说法正确的是（　　） A．在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离叫作波长 B．波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定 C．波由一种介质进入另一种介质时，波长、波速和频率均发生变化 D．波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期 2.如图所示是海浪向海岸边传播时的水波变化情形，当水波向岸边靠近时，下列说法正确的是（　　） A．频率变小　 B．频率变大 C．波速变小　 D．波速变大 3.用手握住软绳的一端连续上下抖动产生一列简谐横波，某一时刻的波形如图所示，质点a、b均处于波峰位置，下列说法正确的是（　　） A．上下抖动频率越快，波长会减小 B．上下抖动频率越快，波速会增大 C．开始抖动后至图示时刻，质点a完成全振动的次数一定少于质点b D．改变抖动频率，质点a、b始终同时处于波峰 4.某同学假期在公园里游玩时，看到岸边不远处一白色垃圾漂浮在水面上，远处一小船划过后，一列水波由远处传来，该同学想等着水波将白色垃圾推到岸边后，再将其拾起丢入垃圾箱，可是等了很久也不见白色垃圾被水波推向岸边。观察发现，水波的速度约为1.2 m/s，白色垃圾在水中上下振动时，从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为 6 s。下列说法正确的是（　　） A．该水波的周期为1.2 s B．该水波的周期为1 s C．该水波的波长为1.8 m D．该水波的波长为1.2 m 完成课后作业　第三章　2. 答案 2.波速与波长、频率的关系 【基础知识落实】 知识点一 1.同相　2.（1）相邻　（2）相邻 知识点二 1.平衡　2.能量 知识点三 1.相同　3. 知识点四 2.　λf　3.介质　频率 情境思辨 （1）√　（2）×　（3）√　（4）× 【核心要点突破】 要点一　 知识精研 【典例 1】　AC　波在介质中传播，在一个周期内波沿传播方向传播的距离为一个波长，故A正确；位移总是相同的相邻两质点之间的距离为一个波长，故B、D错误；速度最大的质点在平衡位置，当速度方向也相同时相邻两质点间的距离为一个波长，故C正确。 素养训练 1.ACD　平衡位置相距一个波长的两个质点的位移总是相同，加速度也总是相同，速度也总是相同，A正确；运动情况总是相同的两个质点可能相距一个波长，也可能相距多个波长，B错误；在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）间的距离等于一个波长，C正确；平衡位置间距离为半波长的奇数倍的两个质点的振动情况总是相反，D正确。 2.BCD　在一个周期内，介质中的质点通过的路程等于四倍的振幅，与波长无关，故A错误；横波中，两个相邻的位于波峰与波谷的质点对应的平衡位置间距离等于半个波长，故B正确；波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间的距离，故C正确；横波的波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，纵波的波长是相邻的两个密部（或疏部）间的距离，两个振动情况始终完全相同的不相邻质点之间的距离是波长的正整数倍，故D正确。 要点二　 知识精研 【典例 2】　B　传感器每分钟完成60次全振动，故频率为f= Hz=1 Hz，周期为T==1 s，选项A、D错误；A、B相距4.5 m，且振动状态相反（A波谷时B波峰），说明两点间距为半波长的奇数倍，即Δx=（2n＋1），题目还指出A、B之间有一个波峰，结合波形分析可知，间距为1.5倍波长，即4.5=1.5λ，可得λ=3 m，选项B正确；根据波速与波长、频率的关系可得v=λf=3×1 m/s=3 m/s，选项C错误。 素养训练 1.AC　公式v=λf适用于一切波，包含机械波和电磁波，选项A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f和波长λ无关，选项B、D错误；对同一列波，其频率由波源决定，与介质无关，选项C正确。 2.A　在空气中传播时，“宫”音的波长为λ1== m≈5.20 m，“徵”音的波长为λ2== m≈2.60 m，可知“宫”音的波长大于“徵”音的波长，选项A正确；波速由介质决定，同一介质中不同频率的声波波速相同，水中两音的波速均为1 500 m/s，选项B错误；声波从空气进入水中时，频率由振源（编钟振动）决定，保持不变，选项C错误；由空气进入水中时，“宫”音的波长改变量为Δλ1=－= m－ m≈17.74 m，“徵”音的波长改变量为Δλ2=－= m－ m≈8.87 m，可知“宫”音的波长改变量大于“徵”音的波长改变量，选项D错误。 3.D　绳上各质点的起振方向均与波源起振方向相同，由题图知波从右向左传播，P处右侧质点在P下方，故P处质点起振方向向下，故软绳右端起振方向向下，选项A错误；质点不会随波迁移，再经过半个周期，绳上a处质点将回到a处，选项B错误；机械波的波速由介质决定，故波速v不变，选项C错误；若加快抖动频率f，则由v=λf可知，波长λ变小，故相邻波峰的间距将变小，选项D正确。 【教学效果检测】 1.D　波长是在波的传播过程中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，A错误；波的频率由波源决定，波的传播速度由介质决定，B错误；波由一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，但波长和波速会发生变化，C错误；波在介质中传播一个波长的距离所用的时间，就是波的周期，D正确。 2.C　频率由波源决定，与介质无关，故频率不变，选项A、B错误；由题图可知，波长变短，根据v=λf可知，波速变小，选项C正确，选项D错误。 3.A　抖动频率越快，周期越小，波速不变，波长减小，选项A正确，选项B错误；质点a更靠近波源，质点a先振动，故质点a振动次数多于质点b，选项C错误；改变频率，波长变化，质点a、b可能始终同时处于波峰，选项D错误。 4.C　白色垃圾从第1次到达最高点到第5次到达最高点所用的时间为6 s，该水波的周期为T= s=1.5 s，选项A、B错误；由λ=vT，可得波长等于1.8 m，选项C正确，D错误。 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $