2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計(jì)》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）第2講　機(jī)械波

第2講機(jī)械波CONTENTS考點(diǎn)一01考點(diǎn)二0203考點(diǎn)三04考點(diǎn)四05跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升01考點(diǎn)一機(jī)械波與波的圖像1.機(jī)械波（1）機(jī)械波的形成條件①有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的

?。②有傳播

，如空氣、水等。波源介質(zhì)（2）傳播特點(diǎn)①機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的

和

，質(zhì)點(diǎn)只在

各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波

?。②波傳到任意一點(diǎn)，該點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方

向

?。③介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做

振動(dòng)，因此，任一質(zhì)點(diǎn)的振

動(dòng)頻率和周期都和波源的振動(dòng)頻率和周期

?。④波源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng)，波恰好向前傳播一個(gè)

波長(zhǎng)的距離。形式能量遷移相同受迫相同2.波的圖像（1）坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的

，縱軸表示該時(shí)刻

各質(zhì)點(diǎn)的

?。（2）意義：表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)

?

?的位移。（3）圖像（如圖）平衡位置位移平衡位

置3.波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系（1）波長(zhǎng)λ：在波的傳播方向上，振動(dòng)相位總是

?的兩個(gè)相

鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。（2）波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度，由

?本身的性質(zhì)

決定。（3）頻率f：由波源決定，等于波源的

?。

相同介質(zhì)振動(dòng)頻率λf

1.對(duì)機(jī)械波傳播的三點(diǎn)理解（1）機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，由于介質(zhì)的情況不同，

它的波長(zhǎng)和波速可能改變，但頻率和周期都不會(huì)改變。（2）質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT（波傳播nλ）時(shí)，波形不變。（3）相隔波長(zhǎng)整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)狀態(tài)總相同；相隔半波長(zhǎng)奇

數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)狀態(tài)總相反。2.波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判“上

下

坡”

法沿波的傳播方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)

“同

側(cè)”

法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)

“微

平

移”

法將波形沿波傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對(duì)應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向

1.【波的形成與傳播】（多選）在一次傳物游戲中，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了

如圖方式想要傳遞游戲道具小圓環(huán)。他把繩的一端固定在墻上，另

一端用手握住并連續(xù)向上、向下抖動(dòng)長(zhǎng)繩，從圖中可看出在繩上形

成由近及遠(yuǎn)傳播的波，該波可以看作是簡(jiǎn)諧波。若t＝0時(shí)，小圓環(huán)

離開(kāi)平衡位置的位移恰好為零，振動(dòng)方向?yàn)樨Q直向上，且小圓環(huán)距

離臨近最高點(diǎn)的水平間距為2L，下列說(shuō)法正確的是（

）A.該波的波長(zhǎng)為4LC.若手上下振動(dòng)加快，該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)將變小D.若手上下振動(dòng)加快，小圓環(huán)可更快隨波前進(jìn)，被傳送至墻邊

2.【波的圖像】（多選）（2024·廣東四區(qū)聯(lián)考）“戰(zhàn)繩”訓(xùn)練是近

年健身的一種流行的項(xiàng)目，如圖甲，健身者雙手握住雙繩一端，上

下抖動(dòng)使繩子振動(dòng)起來(lái)形成繩波，使健身者獲得很好的健身效果。

健身者抖動(dòng)其中一根繩子形成的繩波，可看作簡(jiǎn)諧波，以手的平衡

位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立xOy坐標(biāo)系，圖乙是t＝0時(shí)刻繩子的波形，

若抖動(dòng)的頻率是0.5Hz，不考慮繩波傳播過(guò)程中的能量損失，則（

）A.傳播速度為8m/sB.該時(shí)刻Q點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸正方向C.該時(shí)刻P點(diǎn)坐標(biāo)為（0，16）D.從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)方程為y＝20sinπt（cm）

02考點(diǎn)二波的圖像和振動(dòng)圖像波的圖像和振動(dòng)圖像的比較波的圖像振動(dòng)圖像圖

像

物理意義表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移波的圖像振動(dòng)圖像圖像信息（1）波長(zhǎng)、振幅；（2）任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移；（3）任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度方向；（4）傳播方向、振動(dòng)方向的互判（1）質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期；（2）質(zhì)點(diǎn)振幅；（3）各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移；（4）各時(shí)刻速度、加速度方向圖像變化隨時(shí)間推移，圖像沿傳播方向平移隨時(shí)間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變形象比喻記錄著許多人某時(shí)刻動(dòng)作、表情的集體照片記錄著一個(gè)人一段時(shí)間內(nèi)活動(dòng)的錄像帶已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像判定波的圖像【例1】

一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，已知平衡位置在x＝0.8m

處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示，下列選項(xiàng)中可能為t＝0.25s時(shí)的波形

圖的是（

）解析：根據(jù)振動(dòng)圖像可知，t＝0.25s時(shí)，平衡位置在x＝0.8m處的質(zhì)

點(diǎn)在y軸負(fù)方向且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C、D選項(xiàng)中該質(zhì)點(diǎn)不在y軸負(fù)方

向，故C、D錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，根據(jù)同側(cè)法可知A選

項(xiàng)中，該質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故A正確；根據(jù)同側(cè)法可知，B選項(xiàng)

中該質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤。已知波的圖像判定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像【例2】

（多選）一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向某一方向傳播，在

某一時(shí)刻的波形如圖所示，并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在A、B之間，質(zhì)點(diǎn)

P此時(shí)處于波峰，波的周期為T。由波源起振開(kāi)始計(jì)時(shí)，以下關(guān)于P點(diǎn)

的振動(dòng)圖像，可能正確的是（

）

波的圖像和振動(dòng)圖像綜合應(yīng)用【例3】

（多選）人們?cè)谧鰬?zhàn)繩運(yùn)動(dòng)時(shí)，用手抓緊繩子，做出甩繩

子的動(dòng)作，使得繩波呈波浪狀向前推進(jìn)，形成橫波（可視為簡(jiǎn)諧橫

波）。t＝3s時(shí)波形圖如圖甲所示，圖乙是繩上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，

下列說(shuō)法中正確的是（

）A.該波的波速為1.2m/sB.波源開(kāi)始振動(dòng)的方向向下C.該質(zhì)點(diǎn)與波源的距離為3.6mD.0～3s時(shí)間內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為4m

求解波的圖像與振動(dòng)圖像綜合問(wèn)題的三關(guān)鍵：“一分、一看、二找”03考點(diǎn)三波傳播的周期性與多解性問(wèn)題1.造成波傳播問(wèn)題多解的三種因素（1）周期性①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確；②空間周期性：波傳播距離Δx與波長(zhǎng)λ的關(guān)系不明確。（2）雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定；②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。（3）波形的隱含性在波傳播問(wèn)題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾

個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多

種情況，形成波傳播問(wèn)題的多解性。

波的周期性造成多解【例4】

（多選）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，圖甲和圖乙分別是平衡

位置位于x1＝1m及x2＝4m處兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是

（

）

波的雙向性和隱含性造成多解【例5】如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1時(shí)刻的波形圖，虛線是t2＝（t1＋1）s時(shí)刻的波形圖，已知質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置距O點(diǎn)距離為5m。下列說(shuō)法正確的是（

）B.無(wú)論波向哪個(gè)方向傳播，質(zhì)點(diǎn)M在t1時(shí)刻一定沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C.若該波沿x軸正向傳播，其波速可能為7m/s

04考點(diǎn)四波的干涉、衍射多普勒效應(yīng)1.波的疊加在波的疊加中，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移

的

?。矢量和

加強(qiáng)減弱

加強(qiáng)減弱（2）圖像法在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰（或波谷與波

谷）的交點(diǎn)，一定是

點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定

是

點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接形成以兩波源為

中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間

隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)

的振幅之間。加強(qiáng)減弱3.多普勒效應(yīng)的成因分析（1）接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接

收到的完全波的個(gè)數(shù)。（2）當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率

?

，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率

?。增加

變小1.【機(jī)械波的干涉】（2023·浙江6月選考11題）如圖所示，置于管口

T前的聲源發(fā)出一列單一頻率聲波，分成兩列強(qiáng)度不同的聲波分別

沿A、B兩管傳播到出口O。先調(diào)節(jié)A、B兩管等長(zhǎng)，O處探測(cè)到聲波

強(qiáng)度為400個(gè)單位，然后將A管拉長(zhǎng)d＝15cm，在O處第一次探測(cè)到

聲波強(qiáng)度最小，其強(qiáng)度為100個(gè)單位。已知聲波強(qiáng)度與聲波振幅平

方成正比，不計(jì)聲波在管道中傳播的能量損失，則（

）A.聲波的波長(zhǎng)λ＝15cmB.聲波的波長(zhǎng)λ＝30cmC.兩聲波的振幅之比為3∶1D.兩聲波的振幅之比為2∶1

2.【機(jī)械波的衍射】如圖，P為橋墩，A為靠近橋墩浮在水面的葉片，

波源S連續(xù)振動(dòng)，形成水波，此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)。為使水波能帶動(dòng)

葉片振動(dòng)，可用的方法是（

）A.增大波源振幅B.降低波源頻率C.減小波源距橋墩的距離D.增大波源頻率

3.【多普勒效應(yīng)】我國(guó)研制的“復(fù)興號(hào)動(dòng)車組”首次實(shí)現(xiàn)了時(shí)速350

km/h的自動(dòng)駕駛，此時(shí)多普勒效應(yīng)會(huì)影響無(wú)線通信系統(tǒng)穩(wěn)定，這要

求通信基站能分析誤差并及時(shí)校正。如圖，一輛行駛的動(dòng)車組發(fā)出

一頻率為f0、持續(xù)時(shí)間為Δt0的通訊信號(hào)，與動(dòng)車組行駛方向在同一

直線上的通信基站A、B接收到信號(hào)的頻率和持續(xù)時(shí)間分別為fA、ΔtA

和fB、ΔtB，下列判斷正確的是（

）A.fA＞f0，ΔtA＜Δt0B.fA＜f0，ΔtA＞Δt0C.fB＞f0，ΔtB＞Δt0D.fB＜f0，ΔtB＜Δt0解析：

根據(jù)多普勒效應(yīng)，遠(yuǎn)離波源的接收者接到的頻率變小，

接近波源的接收者接收到的頻率變大，則fA＞f0，fB＜f0，故TA＜

T0，TB＞T0，所以ΔtA＜Δt0，ΔtB＞Δt0，故選A。05跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.（2024·九省聯(lián)考河南）如圖，在同一根軟繩上先后激發(fā)出a、b兩

段同向傳播的簡(jiǎn)諧波，則它們（

）A.波長(zhǎng)相同B.振幅相同C.波速相同D.頻率相同

123456789101112

123456789101112解析：

由于t＝0時(shí)波源從平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，由振動(dòng)方程可

知，波源起振方向沿y軸正方向，且t＝T時(shí)波的圖像應(yīng)和t＝0時(shí)

的相同，根據(jù)“上坡下，下坡上”可知t＝T時(shí)的波形圖為D選項(xiàng)

中的圖。1234567891011123.（2023·廣東高考4題）漁船常用回聲探測(cè)器發(fā)射的聲波探測(cè)水下魚

群與障礙物。聲波在水中傳播速度為1500m/s，若探測(cè)器發(fā)出頻率

為1.5×106Hz的聲波，下列說(shuō)法正確的是（

）A.兩列聲波相遇時(shí)一定會(huì)發(fā)生干涉B.聲波由水中傳播到空氣中，波長(zhǎng)會(huì)改變C.該聲波遇到尺寸約為1m的被探測(cè)物時(shí)會(huì)發(fā)生明顯衍射D.探測(cè)器接收到的回聲頻率與被探測(cè)物相對(duì)探測(cè)器運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)123456789101112

1234567891011124.（多選）一列機(jī)械波的波源在坐標(biāo)軸原點(diǎn)，從t＝0時(shí)波源開(kāi)始振

動(dòng)，t＝0.5s時(shí)波形如圖，則下列說(shuō)法正確的有（

）A.在這種介質(zhì)中波速v＝4m/sB.x＝1m處質(zhì)點(diǎn)在t＝0.3s時(shí)位于波谷C.波源振動(dòng)方程y＝0.02sin（5πt＋π）mD.x＝－1m處質(zhì)點(diǎn)半個(gè)周期內(nèi)向左遷移半個(gè)波長(zhǎng)123456789101112

1234567891011125.（多選）如圖，左邊為豎直彈簧振動(dòng)系統(tǒng)，振子連接一根很長(zhǎng)且水

平放置的輕軟繩，沿繩方向取x軸。振子從平衡位置O以某一初速度

向A端開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t＝1s，x＝5cm處的繩開(kāi)始振動(dòng)，則下

列說(shuō)法正確的是（

）A.此繩波的周期為4sB.繩上產(chǎn)生的波的傳播速度與彈簧振子振動(dòng)的頻率無(wú)關(guān)C.繩上各質(zhì)點(diǎn)都沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，因此繩波為橫波D.若振子振動(dòng)頻率f＝10Hz，則繩波波長(zhǎng)為0.5cm123456789101112

123456789101112

A.質(zhì)點(diǎn)a正在向y軸正方向運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)b的速度正在增大C.質(zhì)點(diǎn)c的速度最大D.質(zhì)點(diǎn)c遷移到了質(zhì)點(diǎn)d的位置123456789101112

123456789101112

123456789101112

1234567891011128.（多選）（2024·云南曲靖模擬）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播

的簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形，從此時(shí)刻開(kāi)始，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P、Q

（P、Q連線平行x軸）回到平衡位置的最短時(shí)間分別為0.1s、0.4s，下列說(shuō)法正確的是（

）A.該波的周期為T＝1sB.0～0.75s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程為30cmC.0～0.75s內(nèi)波傳播的距離為9cmD.t＝0.75s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q加速度最大123456789101112

1234567891011129.（多選）如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，實(shí)線為t＝0時(shí)

刻的波形圖，虛線為t＝0.5s時(shí)刻的波形圖，M是x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)。

則下列說(shuō)法正確的是（

）A.這列波的波長(zhǎng)是10mB.t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C.該簡(jiǎn)諧波的最小頻率為2HzD.該簡(jiǎn)諧波的最小傳播速度為4m/s123456789101112

12345678910111210.（多選）如圖甲所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線和虛線分別

為t1時(shí)刻和t2時(shí)刻的波形圖，其中t2＞t1，P、Q分別是平衡位置為x1

＝1.0m和x2＝4.0m的兩質(zhì)點(diǎn)。圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)

法正確的是（

）A.t2－t1可能等于0.35sB.t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到最大C.簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播的速度大小為40m/sD.t1到t2時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P隨波向右移動(dòng)了3m123456789101112

12345678910111211.（2023·湖南高考3題）如圖（a），在均勻介質(zhì)中有A、B、C和D

四點(diǎn)，其中A、B、C