1、高考解读

真题品析

知识点：由振动方向确定传播方向

例1．(09年北京卷)17．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为

解析：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确。

答案：A

点评：准确把握质点的振动方向与波的传播方向之间的关系

热点关注

知识：波动图象和振动图象的关系

例2．(09年福建卷)17.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则

A.t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大

B.t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向

C.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 m

D.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm

解析：由y-t图像知，周期T=0.2s，且在t=0.1sQ点在平衡位置沿y负方向运动，可以推断波没x负方向传播，所以C错；

从t=0.10s到t=0.15s时，Δt=0.05s=T/4，质点Q从图甲所示的位置振动T/4到达负最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到正向最大，而P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿y轴负方向，所以A、B都对；

振动的质点在t=1T内，质点运动的路程为4A；t=T/2，质点运动的路程为2A；但t=T/4，质点运动的路程不一定是1A；t=3T/4，质点运动的路程也不一定是3A。本题中从t=0.10s到t=0.25s内，Δt=0.15s=3T/4，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在3T/4时间内的路程不是30cm

答案：AB

点评：振动图象与波的图象的结合问题，要注意深刻理解每种图象表达的本质，注意联系与区别，防止干扰，比如振动图象中时间轴是单向的，波动图象中，波的传播方向有两种可能。

3、复习方案

基础过关

重难点：机械波在不同的介质中传播，改变的是速度，不变的是频率

例3．(09年重庆卷)15.同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见图，以下说法正确的是

A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线。

B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线

C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线

D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线

答案：A

典型例题：

例4．如图所示，在坐标原点O处有一波源S，它沿y轴做频率为50Hz，振幅为2cm的简谐振动，形成的波可沿x轴正、负方向传播，波速为20cm/s，开始振动时，S恰好通过O点沿y轴正方向运动，求：

(1)当S完成第一次全振动时，画出此时的波形图

(2)如图波传到坐标为x₁=2.7cm的M点时，还要经过多长时间波才能传到坐标x₂=-2.9cm的N点？波传到N时，M在什么位置？

解析：(1)图象如图：

(2)当波到达M点时，波也已经传到x=-2.7cm的位置。还要再经过t=Δx/v=0.01s

当波传播到N点时，M点已经振动了半个周期，故M正在平衡位置且正在向y轴负向运动。

点评：S完成一次全振动，就向外传播一个波长；机械波沿介质是匀速传播的；介质中的各质点是围绕平衡位置做往复运动

第2课时 波的图象的应用

2、知识网络

考点1.机械波

(1) 概念：机械振动在介质中的传播。

(2) 产生条件：同时存在振源和传播振动的介质。

(3) 波的形成原因：介质中各质点间存在相互作用力，先振动起来的振源带动它周围的点振动起来，这些周围的点又带动各自周围的点振动，这样振动向外传播开去，形成机械波。

(4) 波的实质：波传播的是振动的形式和能量。

注意：物质本身并不随波的传播而迁移，沿波传播方向上的各质点只是在其平衡位置附近做受迫振动。介质中各点具有相同的周期、频率、和起振方向，对于简谐波而言，波上各点的振幅也相等。

横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。　　　　　　　　　　

(5) 波的分类　　　　 波的凸部叫波峰，凹部叫波谷

　　　　　　　　　 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上。有密部和疏部。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

考点2。 描述波的物理量

(1)波长λ：在波的传播方向上，相邻的振动情况总是相同的两个质点间的距离。横波两个相邻的波峰或两个相邻的波谷间的距离等于一个波长；纵波两个相邻的密部或两个相邻的疏部之间的距离等于一个波长。波在一个周期内传播的距离恰好等于一个波长。

(2)周期T：质点完成一次全振动的时间。波上各点振动的周期等于振源振动的周期，也等于波传播一个波长所需要的时间。

频率f：1s的时间内质点完成全振动的次数。

注意：波的周期和频率由振源决定，在波传播的过程中，周期和频率都保持不变。

(3)波速v：表示波沿介质传播的快慢。

注意：1波传播的快慢与质点振动的快慢不同。波传播的快慢表示波在单位时间内沿介质向外距离，用波速表示；振源振动的快慢，表示在单位时间内振动的次数，用频率来表示。2波速由传播振动的介质决定，与介质的种类、温度、密度等有关，不同的介质中波速一般不同。它们之间的关系为：v=λ/T=λf

注意点：在波传播的过程中周期和频率保持不变，波由一个介质进入另一个介质，波长随着波速的变化而变化。

考点3．波的图象

(1) 意义：表示介质中沿波的传播方向上一系列的质点在某一时刻相对平衡位置的位移。

(2) 特点：正弦(或余弦)曲线

(3) 坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示质点离开平衡位置的位移，横波的波的图象与该时刻的波形相似

(4) 振动图象和波动图象的区别：

① 研究对象不同(前者是一个质点，后者是一系列质点)

② 意义不同

③ 坐标不同:两个相邻的峰值间距离的意义不同(前者是周期T，后者是波长λ)

1、高考解读

真题品析

知识：机械波的概念

例1．(09年全国卷Ⅱ)14.下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是

A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等

B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等

C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致

D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍

解析：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致A正确.而各质点做简谐运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C错.根据波的特点D正确

答案：AD

点评：机械波的传播周期由振源的周期所决定；注意区分机械波的传播速度与各质点振动速度之间的关系、机械波的传播方向和振动方向之间的关系。

热点关注：

知识点：

例2．(09年上海物理)12．弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8c的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x₂＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。

解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速；从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过，所以当t=(2.25+0.5)s=2.75s，质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。

答案：20，2.75

点评：机械波是匀速度传播的，可以利用波的平移。

4．波的图象及应用对学生的综合能力要求较高，仍然是今后几年高考的热点。

第1课时 机械波

3．由于振动和波动的周期性和多向性，该部分试题具有多解性的特点。

2．题型多以选择题、填空题的形式出现，试题信息量大，综合性强，一道题通常会考查多个知识点，特别是通过波的图象、振动图象的综合来考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力。

1．本章内容是历年高考的必考内容，其中命题频率最高的知识点是：波动图象；波长、频率和波速的关系；波的干涉和衍射等。

4．通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。

复习导航：

3．通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。