高三物理机械波知识点

机械波高考知识点机械波是物理学中的重要概念，涉及到波动现象和能量传递。

在高考物理考试中，机械波也是一个必考的知识点。

了解机械波的基本概念和特性，对于正确理解和解答波动问题至关重要。

下面，我们将重点介绍与机械波相关的一些高考知识点。

一、机械波的分类机械波分为横波和纵波两种。

横波是指波动方向与能量传播方向垂直的波，典型的例子是水波和光波。

纵波是指波动方向与能量传播方向相同的波，典型的例子是声波。

二、机械波的传播机械波的传播需要介质的存在，介质可以是固体、液体或气体。

横波和纵波在不同介质中的传播也有所不同。

在固体中，横波和纵波均可传播，而在气体和液体中，横波只能是表面波，不能在介质内部传播，而纵波可以在介质内部传播。

三、机械波的传播速度机械波的传播速度与介质的性质有关。

在同一介质中，传播速度与波长和频率有关。

传播速度等于波长乘以频率。

在同一介质中，频率越高，波长越短，传播速度越快。

四、机械波的特性机械波具有反射、折射、衍射和干涉等特性。

①反射：当波遇到障碍物或界面时，会发生反射现象。

在反射过程中，波的传播方向发生改变，但频率和波长保持不变。

②折射：当波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。

在折射过程中，波的传播方向和速度均发生改变，频率保持不变，但波长会改变。

③衍射：当波通过一个孔或绕过一个障碍物时，会发生衍射现象。

衍射现象可以解释波的弯曲现象。

④干涉：当两个或多个波相遇时，会发生干涉现象。

干涉现象可以是增强或减弱。

五、机械波的传播方向机械波的传播方向有水平传播、竖直传播和斜向传播三种。

水平传播是指波动方向与水平方向垂直，竖直传播是指波动方向与竖直方向垂直，斜向传播是指波动方向与一定角度的方向垂直。

六、机械波的波动方程机械波的波动方程是描述波动过程的重要公式。

对于一维情况下的机械波，波动方程可以写为y(x,t)=Asin(kx±ωt+φ)，其中y表示波动的振幅，x表示相对于平衡位置的位移，t表示时间，A是振幅，k是波数，ω是角频率，φ是初始相位。

机械波知识点公式机械波作为物理学中的一个重要概念，可以被理解为介质在空间中的振动传播。

机械波可以通过振动源产生，并在介质中传播。

了解机械波的知识对于物理学相关领域的研究及应用具有重要意义。

本文将详细介绍机械波的基本概念、类型、特性以及相关公式等内容。

一、机械波的基本概念机械波指的是在弹性质介质中，物质微观上的一小部分发生振动时，能使周围的介质发生弹性变形，并将能量传递到周围，相继地引起周围介质的振动。

机械波是通过粒子之间的相互作用来传递能量和动量的。

常见的介质包括水、空气、固体等。

根据振动的方向及介质的性质，机械波可以分为横波和纵波两种。

二、机械波的类型1.横波横波指的是在垂直于波前方向上的振动，即粒子振动的方向与波传播方向垂直。

横波的传播方向是垂直于波前方向的。

在自由空间中，横波无法传递，只有在介质中才能存在。

2.纵波纵波指的是在沿着波前方向上的振动，即粒子振动方向与波传播方向平行。

纵波的传播方向与波前方向一致，自由空间和介质中都可以传播。

三、机械波的特性1.频率、周期、波长频率指的是单位时间内，波次数的变化情况。

周期指的是波动成为一系列振动的时间。

波长指的是相邻两个波峰之间的距离。

2.速度、振幅、相位机械波在介质中的传播速度通常被称为波速，可以用公式v=λf计算。

振幅指的是介质中最大的偏离平衡位置的距离。

相位指的是在不同的位置上的波的运动状态的相对位置关系。

四、机械波相关公式1.波速公式波速可以用公式v=λf计算。

其中，v表示波速，λ表示波长，f表示波的频率。

2.频率与周期公式频率和周期的计算公式为f=1/T，T=1/f。

其中，f表示波的频率，T表示波的周期。

3.波长公式波长的计算公式为λ=v/f。

其中，λ表示波长，v表示波速，f表示波的频率。

4.振幅公式振幅的计算公式为A=Sm。

其中，A表示振幅，S表示最大的偏离平衡位置的距离，m表示介质的质量。

总结本文主要介绍了机械波的基本概念、类型、特性，以及相关公式。

高考物理波知识点总结在高考物理中，波动是一个重要的知识点，涵盖了许多内容，包括机械波、声波和光波等。

下面将对这些知识点进行总结与探讨。

一、机械波机械波是指在介质中传播的波动，常见的有横波和纵波。

1. 横波横波是指波动方向与传播方向垂直的波动，可以通过弹簧、光绳等模型来进行展示。

横波的传播速度与频率和波长有关，可以用公式v=λf来表示，其中v为速度，λ为波长，f为频率。

2. 纵波纵波是指波动方向与传播方向平行的波动，常见的有声波。

纵波的传播速度与介质的性质有关，与频率和波长无关。

二、声波声波是一种机械波，是由介质中分子的振动引起的。

声波具有特定的频率和波长，是我们能够听到的声音。

1. 声音的传播声音是通过分子之间的振动传播的，传播的速度与介质的性质有关。

在空气中，声音的传播速度约为340米/秒。

不同的介质中，声音的传播速度也有所不同。

2. 声音的特性声音有三个主要特征：频率、振幅和波长。

频率决定声音的音调高低，振幅决定音量大小，而波长则是声音的空间特性。

三、光波光波是由电磁场和电磁感应产生的波动，是一种电磁波。

光波具有很高的频率和能量，可以使人眼感知到。

1. 光的传播光的传播速度在真空中为光速，约为30万公里/秒。

在不同的介质中，光的传播速度会有所不同，比如在空气中会稍微减慢。

2. 光的特性光有两种基本特性：波动性和粒子性。

波动性表现为光的干涉、衍射和折射现象，而粒子性则表现为光的能量以光子的形式传输。

四、波的现象与应用波动现象广泛应用于日常生活和科学研究中，这些现象包括干涉、衍射和共振等。

1. 干涉干涉是指两个或多个波同时存在时，互相作用产生的现象。

干涉现象常见的有光的干涉、声音的干涉等。

通过干涉现象，可以制作出干涉仪、干涉条纹等。

2. 衍射衍射是指波在遇到障碍物后发生弯曲和扩散的现象。

衍射现象在实际应用中广泛，如衍射光栅、衍射亮斑等。

3. 共振共振是指波与物体具有共同频率时，能够引起物体的振动放大。

高中物理知识点总结：机械波1、机械波简介机械振动在介质中的传播称为机械波。

机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波形成原因：机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。

2、形成条件波源波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。

波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。

波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。

介质机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。

在不同介质中，波速是不同的。

3、机械波传播的本质在机械波传播的过程中，介质里本来相对静止的质点，随着机械波的传播而发生振动，这表明这些质点获得了能量，这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的。

所以，机械波传播的实质是能量的传播，这种能量可以很小，也可以很大，海洋的潮汐能甚至可以用来发电，这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。

质点的运动：机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。

例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。

简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动。

阻尼振动为能量逐渐损失的运动。

高中物理知识点总结:公式知识点1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19c);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律：f=kq1q2/r2(在真空中){f:点电荷间的作用力(n)，k:静电力常量k=9.0×109n?m2/c2，q1、q2:两点电荷的电量(c)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝3.电场强度：e=f/q(定义式、计算式){e:电场强度(n/c)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(c)｝4.真空点(源)电荷形成的电场e=kq/r2{r：源电荷到该位置的距离(m)，q：源电荷的电量｝5.匀强电场的场强e=uab/d{uab:ab两点间的电压(v)，d:ab两点在场强方向的距离(m)｝6.电场力：f=qe{f:电场力(n)，q:受到电场力的电荷的电量(c)，e:电场强度(n/c)｝7.电势与电势差：uab=φa-φb，uab=wab/q=-δeab/q8.电场力做功：wab=quab=eqd{wab:带电体由a到b时电场力所做的功(j)，q:带电量(c)，uab:电场中a、b两点间的电势差(v)(电场力做功与路径无关),e:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝9.电势能：ea=qφa{ea:带电体在a点的电势能(j)，q:电量(c)，φa:a点的电势(v)｝10.电势能的变化δeab=eb-ea{带电体在电场中从a位置到b位置时电势能的差值｝11.电场力做功与电势能变化δeab=-wab=-quab(电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容c=q/u(定义式,计算式){c:电容(f)，q:电量(c)，u:电压(两极板电势差)(v)｝13.平行板电容器的电容c=εs/4πkd(s:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数)常见电容器〔见第二册p111〕14.带电粒子在电场中的加速(vo=0)：w=δek或qu=mvt2/2，vt=(2qu/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动l=vot(在带等量异种电荷的平行极板中：e=u/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=f/m=qe/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册p98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算：1f=106μf=1012pf;(7)电子伏(ev)是能量的单位,1ev=1.60×10-19j;(8)其它相关内容：静电屏蔽〔见第二册p101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册p114〕等势面〔见第二册p105〕。

103(4)简谐运动的两种模型 模型弹簧振子单摆示意图简谐 运动 条件①弹簧质量可忽略 ②无摩擦等阻力 ③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气等的阻力 ②最大摆角小于10° 回复力弹簧的弹力提供F=kx 摆球重力沿切向的分力 F 回＝－mg sin θ＝－mg lx 平衡 位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T ＝2πL g L 为摆长，表示从悬点到摆球重心的距离。

简谐运动的特点受力 特征 回复力F ＝－kx ，F (或a )的大小与x 的大小成正比，方向相反运动 特征 靠近平衡位置时，a 、F 、x 都减小，v 增大；远离平衡位置时，a 、F 、x 都增大，v 减小能量 特征振幅越大，能量越大。

在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒选修3-4 周期性特征质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T2对称性特征关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等2.简谐运动的公式和图象(1)简谐运动的表达式①动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。

②运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相。

(2)简谐运动的图象①从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图甲所示。

②从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图乙所示。

(3)根据简谐运动图象可获取的信息①振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。

②某时刻振动质点离开平衡位置的位移。

③某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。

高考物理波动知识点与光学题型剖析在高考物理中，波动和光学部分一直是重要的考点，这部分知识不仅需要我们理解相关的概念和原理，还需要能够熟练运用这些知识解决各种题型。

下面我们就来详细剖析一下高考物理中波动知识点与光学题型。

一、波动知识点1、机械波的产生和传播机械波的产生需要有振源和介质。

介质中的质点在各自的平衡位置附近做往复运动，随着波源的振动，质点依次被带动，形成机械波。

机械波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移。

在理解机械波的传播时，要注意波长、波速和频率的关系。

波长是相邻两个同相质点间的距离，波速由介质决定，频率由波源决定，三者的关系为：波速＝波长×频率。

2、横波和纵波横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，如电磁波。

纵波是质点的振动方向与波的传播方向平行的波，如声波。

横波的特点是有波峰和波谷，纵波的特点是有疏部和密部。

在高考中，可能会通过图象来考查对横波和纵波的理解。

3、波的图象波的图象是描述某一时刻各个质点相对平衡位置的位移情况。

通过波的图象，可以直观地看出波长、振幅等信息。

要能够根据波的图象判断质点的振动方向，或者根据质点的振动方向画出波的图象。

同时，还要能够结合波的传播方向和时间，分析质点的位移、速度等变化情况。

4、波的干涉和衍射波的干涉是两列频率相同、相位差恒定的波相遇时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象。

振动加强区和振动减弱区相互间隔，且加强区和减弱区的位置是固定不变的。

波的衍射是波绕过障碍物继续传播的现象。

当障碍物或孔隙的尺寸比波长小或与波长相差不多时，衍射现象比较明显。

5、声波和超声波声波是我们日常生活中常见的机械波，它在空气中的传播速度约为340 米/秒。

超声波具有频率高、波长短、方向性好等特点，在医疗、工业检测等领域有广泛的应用。

二、光学知识点1、光的直线传播光在同种均匀介质中沿直线传播。

小孔成像、日食、月食等现象都是光沿直线传播的例证。

2、光的反射光的反射遵循反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

高三机械波知识点总结机械波是一种通过媒介传播的能量扩散现象。

它是由粒子在振动的情况下引起媒介中能量扩散的一种波动形式。

在高三物理学习中，机械波是一个重要的知识点，下面将针对高三机械波的相关知识进行总结。

一、机械波的分类1.横波：横波是指波动方向与波传播方向垂直的波动形式，例如绳上的波动就属于横波。

2.纵波：纵波是指波动方向与波传播方向相同的波动形式，例如声波就属于纵波。

二、机械波的基本特性1.波长：波长是指波的连续相同点之间的最小距离，通常用λ表示，单位为米（m）。

2.频率：频率是指波的振动次数或波的周期数在单位时间内的次数，通常用ν表示，单位为赫兹（Hz）。

3.周期：周期是指波在一个完整循环中所需的时间，通常用T 表示，单位为秒（s）。

4.振幅：振幅是指波动中粒子振动离开平衡位置的最大位移，通常用A表示，单位为米（m）。

三、机械波的传播速度机械波的传播速度与媒介的性质有关，一般可通过以下公式计算：传播速度（v）= 波长（λ） ×频率（ν）在不同媒介中，机械波的传播速度不同，例如在弹性体中传播的声波速度会大于在气体中传播的声波速度。

四、机械波的反射、折射和衍射1.反射：机械波在与障碍物相遇时会反射，反射角等于入射角。

2.折射：机械波从一种媒介传播到另一种媒介时会发生折射，根据折射定律，入射角、折射角和两种媒介的折射率有关。

3.衍射：机械波通过障碍物或经过孔径时会发生衍射，衍射现象能够解释波动的直线传播以及波动的不传播。

五、机械波的干涉和共振1.干涉：当两个或多个机械波相遇时，会发生波的叠加现象，即干涉。

干涉分为构成干涉和破坏干涉两种情况。

2.共振：当外界周期性作用力的频率接近物体的固有频率时，物体会发生共振现象。

共振可以提高物体的振幅，产生巨大能量。

六、机械波的应用机械波的知识在实际生活中有广泛的应用，以下列举几个例子：1.声学：机械波的研究与应用在声学领域中发挥了重要作用，包括音乐、通信、医学声学等。

高考物理必考知识点机械波: 机械波在高考物理中，机械波是一个非常重要的知识点。

了解机械波的性质、传播方式以及相关的公式和实验是学生必备的知识，也是考试中常常出现的考点之一。

本文将深入探讨机械波的相关内容，帮助学生更好地理解和掌握这一知识点。

一、机械波的定义和特点机械波是一种通过介质传播的波动。

相较于电磁波，机械波需要介质的存在来传播。

介质可以是固体、液体或气体，而机械波的传播速度与介质的性质有关。

机械波具有波长、频率、波速和振幅等特点。

其中，波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离，频率是指波的周期内所包含的波峰或波谷的个数，波速是指波传播的速度，振幅则是波的最大偏离平衡位置的距离。

二、机械波的分类根据波的传播方向和介质振动方向之间的关系，我们可以将机械波分为横波和纵波两种。

在横波中，波的传播方向与介质振动方向垂直，而在纵波中，波的传播方向与介质振动方向平行。

此外，机械波还可以根据是否需要介质传播来进行分类，例如，声波就是一种需要介质传播的机械波。

三、机械波的传播方式在介质中传播的机械波有两种传播方式，即波的传播可以是沿某一方向直线传播（直线波），也可以是从波源周围向外辐射传播（球面波）。

对于直线波来说，波的传播方向与波前垂直，传播方式比较简单。

而球面波则是由点式波源产生，波前呈球面扩展，传播方式比较复杂。

在实际生活中，我们常常会遇到这两种类型的机械波。

四、机械波的传播速度机械波在传播过程中具有一定的传播速度。

根据波的性质，机械波的传播速度可以通过以下公式计算：v = λ × f，其中v代表波速，λ代表波长，f代表频率。

从这个公式可以看出，波速与波长和频率有关。

波长越大，传播速度越慢；频率越高，传播速度越快。

五、机械波的干涉和衍射机械波在传播过程中，当遇到一个障碍物时，会发生干涉和衍射现象。

干涉是指两个或多个波相遇时产生的波的加强或减弱现象，而衍射则是波通过一个障碍物或绕过障碍物后呈现出弯曲现象。

高中物理复习机械波一、知识网络二、画龙点睛概念1、机械波(1)机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波。

(2) 机械波的产生条件：①波源：引起介质振动的质点或物体②介质：传播机械振动的物质(3)机械波形成的原因：是介质内部各质点间存在着相互作用的弹力，各质点依次被带动。

(4)机械波的特点和实质①机械波的传播特点a．前面的质点领先，后面的质点紧跟；b．介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的方向发生迁移；c．波中各质点振动的频率都相同；d．振动是波动的形成原因，波动是振动的传播；e．在均匀介质中波是匀速传播的。

②机械波的实质a．传播振动的一种形式；b．传递能量的一种方式。

(5)机械波的基本类型：横波和纵波①横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波。

表现形式：其中凸起部分的最高点叫波峰，凹下部分的最低点叫波谷。

横波表现为凹凸相间的波形。

实例：沿绳传播的波、迎风飘扬的红旗等为横波。

②纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。

表现形式其中质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的部分叫密部。

纵波表现为疏密相间的波形。

实例：沿弹簧传播的波、声波等为纵波。

2、波的图象(1)波的图象的建立①横坐标轴和纵坐标轴的含意义横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置；纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。

从形式上区分振动图象和波动图象，就看横坐标。

②图象的建立：在xOy坐标平面上，画出各个质点的平衡位置x与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x，y)，并把这些点连成曲线，就得到某一时刻的波的图象。

(2)波的图象的特点①横波的图象特点横波的图象的形状和波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布形状相似。

波形中的波峰也就是图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向最大值。

波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。

在横波的情况下，振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线，就是波的图象，能直观地表示出波形。

第三课时机械波的概念及图象第一关：基础关展望高考基础知识一、机械波知识讲解1.机械波的产生(1)机械振动在介质中传播,形成机械波.(2)产生条件:①振源;②传播振动的介质.二者缺一不可.2.机械波的分类(1)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).(2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.3.描述波的物理量(1)波长λ①定义:在波的传播方向上,两个相邻的,在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长.②理解:a.在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长.Δt时间内,向前传播的距离为Δx,则Δx=(n+Δn)λ,Δt=(n+Δn)T,其中n=0\,1\,2\,3…,0<Δn<1.(2)频率f波源的振动频率,即波的频率.因为介质中各质点做受迫振动,其振动是由波源的振动引起的,故各个质点的振动频率都等于波源振动频率,不随介质的不同而变化.当波从一种介质进入另一种介质时,波的频率不变.(3)波速v单位时间内某一波的波峰(或波谷)向前移动的距离,叫波速.波速由介质决定.同类波在同一种均匀介质中波速是一个定值,则.式中v为波的传播速率,即单位时间内振动在介质中传播的距离;T为振源的振动周期,常说成波的周期.活学活用1.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图(a)所示,一列横波沿该直线向右传播,t=0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt 第一次出现如图(b)所示的波形,则该波（）A.周期为Δt,波长为8LB.周期为Δt,波长为8LC.周期为Δt,波速为D.周期为Δt,波速为解析：由题图(b)可以判断波长为8L;图(b)中质点9振动方向向上,而质点1开始时向下振动,说明质点9后还有半个波长没有画出,即在Δt时间内传播了1.5个波长,Δt为1.5个周期,所以其周期为Δt,由波长\,周期\,波速之间的关系式v=可计算出波速为答案：BC二、波的图象知识讲解以介质中各质点的位置坐标为横坐标,某时刻各质点相对于平衡位置的位移为纵坐标画出的图象叫做波的图象.(1)波动图象的特点①横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似,波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值,波谷即为图象中位移负向的最大值,波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置.②波形图线是正弦或余弦曲线的波称为简谐波.简谐波是最简单的波.对于简谐波而言,各个质点振动的最大位移都相同.③波的图象的重复性:相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同.④波的传播方向的双向性:不指定波的传播方向时,图象中波可能向x轴正向或x轴负向传播.(2)简谐波图象的应用①从图象上直接读出波长和振幅.②可确定任一质点在该时刻的位移.③可确定任一质点在该时刻的加速度的方向.④若知道波速v的方向,可知各质点的运动方向,如图中,设波速向右,则1\,4质点沿-y 方向运动;2\,3质点沿+y方向运动.⑤若知道该时刻某质点的运动方向,可判断波的传播方向.如上图中,设质点4向上运动,则该波向左传播.⑥若已知波速v的大小,可求频率f或周期T:.⑦若已知f或T，可求v的大小：v=λf=.⑧若已知波速v的大小和方向，可画出在Δt前后的波形图，沿（或逆着）传播方向平移.活学活用2.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5 m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s,下面的说法中正确的是（）A.这列波的波长是4 mB.这列波的传播速度是10 m/sC.质点Q（x=9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰D.M点以后各质点开始振动时的方向都是向下的解析：从题图上可以看出波长为4 m,A正确.实际上\!相继出现两个波峰\"应理解为,出现第一个波峰与出现第二个波峰之间的时间间隔.因为在一个周期内质点完成一次全振动,而一次会振动应表现为\!相继出现两个波峰\",即T=0.4 s,则v=,代入数据可得波速为10 m/s,B正确.质点Q(x=9 m)经过0.4 s开始振动,而波是沿x轴正方向传播,即介质中的每一个质点都被它左侧的质点所带动,从波向前传播的波形图(如题图)可以看出0.4 s波传到Q 时,其左侧质点在它下方,所以Q点在0.5 s时处于波谷,再经过0.2 s即总共经过0.7 s才第一次到达波峰,C错误.M以后的每个质点都是重复M的振动情况,D正确.综上所述,答案为A\,B\,D.答案：ABD三、振动图象与波的图象的比较知识讲解活学活用3.一列简谐横波沿x轴负方向传播,下图中图甲是t=1 s时的波形图,图乙是波中某振动质点的位移随时间变化的振动图象(两图用同一时刻做起点),则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象()A.x=0处的质点B.x=1 m处的质点C.x=2 m处的质点D.x=3 m处的质点解析:由振动图象可知,t=1 s时,质点从平衡位置向y轴的负方向运动,因波的图象是表示t=1 s时的波的图象,正在平衡位置的点有x=0处\,x=2 m等处的质点,由于波沿x轴负方向传播,平移波形曲线,可知t=1 s后的时刻x=0处和x=4 m处的质点向y轴负方向运动,x=2 m处质点向y轴正方向运动.所以选A.答案:A第二关：技法关解读高考解题技法一、波的传播方向与质点振动方向的判断方法技法讲解已知质点振动速度方向可判断波的传播方向;相反地,已知波的传播方向和某时刻波的图象可判断介质质点的振动方向.方法一:上下坡法沿坡的传播速度的正方向看,\!上坡\"的点向下振动,\!下坡\"的点向上振动,简称\!上坡下,下坡上\".(见图1甲所示)方法二:同侧法在波的图象上的某一点,沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向,并设想在同一点沿x轴方向画个箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是在曲线的同侧.(见图1乙所示)方法三:带动法(特殊点法)′,若P′在P上方,P′带动P向上运动,则P向上运动;若P′在下方,P′带动P向下运动,则P向下运动.方法四:微平移法将波形沿波的传播方向做微小移动(如图2乙中虚线),由于质点仅在y方向上振动,所以A′\,B′\,C′\,D′即为质点运动后的位置,故该时刻A\,B沿y轴正方向运动,C\,D沿y轴负方向运动.典例剖析例1简谐横波在某时刻的波形图象如图所示,由此图可知（）A.若质点a向下运动,则波是从左向右传播的B.若质点b向上运动,则波是从左向右传播的C.若波从右向左传播,则质点c向下运动D.若波从右向左传播,则质点d向上运用解析：机械波是机械振动在介质中的传播,解答此题可采用\!特殊点法\"和\!波形移动法\".用“特殊点法”来分析:假设此波从左向右传播,顺着传播方向看去,可知a\,b两质点向上,c\,d两质点向下振动;假设此波从右向左传播,同理可知a\,b两质点向下振动,c\,d两质点向上振动,所以B\,D正确.用\!波形移动法\"来分析:设这列波是从左向右传播的,则在相邻的一小段时间内,这列波的形状向右平移一小段距离,如图虚线所示.因此所有的质点从原来在实线的位置沿y轴方向运动到虚线的位置,即质点a向上运动,质点b也向上运动,由此可知选项A\,B中B是正确的.类似地可以判定选项D是正确的.答案：BD二、已知波速v和波形,画出再经Δt时间波形图的方法技法讲解(1)平移法:先算出经Δt时间波传播的距离Δx=v\5Δt,再把波形沿波的传播方向平移Δx即可.因为波动图象的重复性,若已知波长λ,则波形平移n个λΔx=nλ+x时,可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可.(2)特殊点法:在波形上找两特殊点,如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点,先确定这两点的振动方向,再看Δt=nT+t.由于经nT波形不变,所以也采取去整nT留零t的方法,分别作出两特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形图.如果是由t时刻的波形来确定(t-Δt)时刻的波形,用平移法时应向速度的反方向平移,用特殊点法时应按确定的振动方向向反方向振动.典例剖析例2如图所示为一列沿x轴向右传播的简谐横波在某时刻的波动图象.已知此波的传播速度大小v=2 m/s,试画出该时刻5 s前和5 s后的波动图象.解析：方法一:(特殊点振动法)因为v=2 m/s,从图得λ=8 m,所以T= =4 s.又因为此波向右传播,故平衡位置坐标2 m\,6 m的两个特殊质点的初始振动方向分别为沿y轴的正向与沿y 轴的负向.经过5 s(1.25T),这两个质点分别位于正向最大位移与负向最大位移,由此便得出5 s后的波形如图实线所示.同理可得,5 s前的波动图象如图中虚线所示.方法二:(波形平移法)因为波速v=2 m/s,所以由Δx=vΔt,可得Δx=10 m,注意到去整后为,故将整个波形向右平移,即为5 s前的波动图象.第三关：训练关笑对高考随堂训练1.关于波长，下列说法正确的是（）A.沿着波的传播方向，两个任意时刻，对平衡位置位移都相等的质点间的距离叫波长B.在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长C.在横波的传播过程中，沿着波的传播方向两个相邻的波峰间的距离等于一个波长D.波长大小与介质中的波速和波频率有关解析：沿着波的传播方向，任意时刻，对平衡位置位移都相等的两个相邻的质点间的距离叫波长，A错.由v=λf知λ=v/f=v\5T,B正确.在横波的波形曲线中一个完整的正弦（余弦）曲线在x轴截取的距离是一个波长，C正确.由v=λf知λ=，D正确.答案：BCD２一列波在介质中向某一方向传播，如图为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在Ｍ、Ｎ之间，已知此波的周期为Ｔ，Ｑ质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是()A.波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB.波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TC.波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间D.波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间解析：因为此时Q质点向下振动，且此时Q质点右方邻近质点在Q点下方，说明波向左传播，所以N是波源，振动从N点传播到M点，经过一个周期；又P、N间水平距离为3λ/4，故P质点已振动了.答案：C3.4 m/s，从此时起，图中所标的P质点比Q质点先回到自己的平衡位置.那么下列说法中正确的是（）Ａ这列波一定沿ｘ轴正向传播Ｂ这列波的周期是０．５ｓＣ从此时起０．２５ｓ末Ｐ质点的速度和加速度都沿ｙ轴正向D.从此时起0.25 s末Q质点的速度和加速度都沿y轴负向解析：由于P比Q先回到平衡位置，故此时P向y轴负方向运动，Q向y轴正方向运动，波应向x轴负方向传播，故A错误；由T=λ/v，可得T=0.5 s，所以B项正确；从此时刻经0.25 s（即半个周期后），P质点一定会运动至现在的对称位置，并与现在振动情况恰好相反，故C项正确；同理可知此时Q点的加速度应沿y轴正向，所以D项错误.答案：BC4.一列简谐横波，在t=0时波形如图所示，P、Q两点的坐标分别为(-1,0),(-7,0)，波的传播方向由右向左，已知t=0.7 s时，P点第二次出现波峰，则（）①ｔ＝０．９ｓ时，Ｑ点第一次出现波峰②ｔ＝１．２ｓ时，Ｑ点第一次出现波峰③振源的起振方向一定向上④质点Ｑ位于波峰时，质点Ｐ位于波谷Ａ①③④Ｂ②③Ｃ②④Ｄ②解析：由于t=0.7 s时，P点出现第二次波峰，所以v传= m/s=10 m/s由图可知λ=4 m，则T= s=0.4 s∴t=0.9 s时第一个波峰传播距离x=vt=10×0.9 m=9 m，故波峰由2 m传播到-7 m的Q 点，因而①选项正确，②选项错误.由于波从右向左传播，故各质点的起振方向都和该时刻1质点振动方向相同，向上起振，因而③选项正确.又因SPQ=［-1-(-7)］=6 m=×3=×3,所以P、Q质点为反相质点，所以P、Q两质点，任一时刻对平衡位置位移总是大小相等方向相反，故④项正确.答案：A5.一列在竖直方向振动的简谐横波,波长为λ,沿正x方向传播.某一时刻,在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中,任取相邻的两点P1\,P2,已知P1的x坐标小于P2的x坐标.则（）A.若,则P1向下运动,P2向上运动B.若,则P1向上运动,P2向下运动C.若,则P1向上运动,P2向下运动D.若,则P1向下运动,P2向上运动解析：本题解题关键是依据题意正确作出图示，然后借助图示分析求解，按图示可判断选项A、C正确.答案：ＡＣ1.如图所示为两个波源S1和S2在水面产生的两列波叠加后的干涉图样,由图可推知下列说法正确的是（）A.两波源振动频率一定相同B.两波源振动频率可能不相同C.两列水波的波长相等D.两列水波的波长可能不相等解析：两列波产生干涉图样的条件是波的频率必须相同,故A项正确;在同种介质中,各种水波的传播速度相同,根据波长\,波速和频率的关系可知,两列水波的波长一定相同,C项正确.答案：AC2.一列简谐横波沿x轴传播，周期为T.t=0时刻的波形如图所示.此时平衡位置位于x=3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为x a=2.5 m,x b=5.5 m，则()A.当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷B.t=T/4时，a质点正在向y轴负方向运动C.t=3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动D.在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同解析:a、b两质点平衡位置之间的距离为Δx=x b-x a=3 m=λ，所以，当a质点处在波峰时，b质点恰在平衡位置，A错；由图象可知波沿x轴负方向传播，将波沿x轴负方向分别平移波长和波长，可知B错、C正确；只有平衡位置间的距离为波长整数倍的两质点位移和速度才分别相同，故D错.答案:C3.一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A.t=0时，平衡位置在x=0处的质元位于y=0处，且向y轴负方向运动；此时，平衡位置在x=0.15 m()A.0.60 mB.0.20 mC.0.12 mD.0.086 m解析:由题意知，其波形如下图.所以,，（n=0,1,2……），当n=0时，λ=0.6 m，A对；当n=1，λ=0.12 m,C对，故选A、C.答案:AC4.一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，则()A.该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是8.4 mC.该波的波速可能是10.5 m/sD.该波由a传播到b可能历时7 s解析:由振动图象可知T=4 s，振幅A=10 cm，且a、b距离相差（n+0.75）λ,a、b的振动时间相差（n+0.75）T,又10.5=（n+0.75）λ，则λ=10.5/(n+0.75),v=λ/T=10.5/(4n+3),因而D对.（n取0，1，2，3……）答案:D5.一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42 m()A.此时波的频率一定是10 HzB.此列波的波长一定是0.1 mC.此列波的传播速度可能是34 m/sD.a点一定比b点距波源近解析:由振动曲线知T=0.1 s，故f=→b，则Δt1=0.1k+0.→a，则Δt2=0.1k+0.1·Δt1=s ab 和v2·Δt2=s ab，取k=0,1,2……可知C正确，B、D错.答案:AC6.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（下图），在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则()A.P先开始振动，震源距地震仪约36 kmB.P先开始振动，震源距地震仪约25 kmC.H先开始振动，震源距地震仪约36 kmD.H先开始振动，震源距地震仪约25 km解析:由两种波的传播速率可知，纵波先传到地震仪，设所需时间为t，则横波传到地震仪的时间为t+5.由位移关系可得4(t+5)=9t,t=4 s，距离l=vt=36 km，故A正确.答案:A7.某质点在y方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点O处，其振幅为0.05 m，振动周期为0.4 s，振动在介质中沿x轴正方向传播，传播速度为1 m/s.当它由平衡位置O开始向上振动，经过0.2 s后立即停止振动，由此振动在介质中形成一个脉冲波.那么，在停止振动后经过0.2 s的波形可能是图中的()解析:在O处，质点开始向上振动，经0.2 s时，O处质点向下振动，且波向右传播半个波长,x=0.2 m的质点将要振动.此时停止振动，波形不变，在0.2 s内又向右传播半个波长，故B正确.答案:B8.如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分子位于x=-2、10-1m 和x=12×10-1m处，两列波的波速均为v=0.4 m/s，两波源的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图象（传播方向如图），此刻处于平衡位置x=0.2 m和0.8 m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5 m()A.质点P、Q都首先沿y轴正方向运动B.t=0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点C.t=1 s时刻，质点M的位移为+4 cmD.t=1 s时刻，质点M的位移为-4 cm解析:根据波动与振动方向间的关系可知，此时P、Q两质点均向y轴负方向运动，选项A错误.再经过t=0.75 s，两列波都传播Δx=vt=0.3 m，恰好都传播到M点，但P、Q两质点并未随波迁移，选项B错误.t=1 s时，两列波都传播Δx=vt=0.4 m，两列波的波谷同时传播到M点，根据波的叠加原理，质点M的位移为-4 cm，选项C错误，选项D正确.答案:D9..质点 N的振幅是________m,振动周期为________s，图乙表示质点_______（从质点K、L、M、 N中选填）的振动图象.该波的波速为 ______m/s.解析:由图甲可知，振幅为0.8 mλ=vT可得，答案:0.8 4 L 0.510.如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，P点的横坐标为96 cm.从图中状态开始计时，问：（1）经过多长时间，P质点开始振动？振动时方向如何？（2）经过多长时间，P质点第一次到达波峰？解析:（1）开始计时时，这列波的最前端的质点坐标是24 cm，据波的传播方向可知这一质点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点，开始振动的方向都是沿y轴负方向，故P点开始振动时的方向是沿y轴负方向，故P质点开始振动的时间是（2）质点P第一次到达波峰，即初始时刻这列波的波峰传到P点，因此所用的时间是t′=s=1.5 s.答案:(1)1.2 sy轴负方向（2）1.5 s11.有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v=2.5 m/s.在t=0时，两列波的波峰正好在x=2.5 m处重合，如图所示：（1）求两列波的周期T a和T b.(2)求t=0时，两列波的波峰重合处的所有位置.解析:(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa=2.5 m,λb=4.0 m，因此它们的周期分别为=1.6 s.(2)两列波波长的最小公倍数为s=20 mt=0时，两列波的波峰重合处的所有位置为±20k)m,k=0,1,2,3,……答案:（1）1 s1±20k)m,k=0,1,2,3,…12.一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=0.005 s时的波形，如图所示的实线和虚线.（1）设周期大于（t2-t1），求波速.（2）设周期小于（t2-t1），并且波速为6000 m/s.求波的传播方向.解析:当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长，当波传播的时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于波长.这时从波形的变化上看出的传播距离加上n 个波长才是波实际传播的距离.（1）因Δt=(t2-t1)＜T，所以波传播的距离可以直接由图读出.若波沿+x方向传播，则在0.005 s内传播了2 m，故波速为v= s=400 m/s,若波沿-x方向传播，则在0.005 s内传播了6 m，故波速为v= =1200 m/s.（2）因（t2-t1）＞T，所以波传播的距离大于一个波长，在0.005 s内传播的距离为Δx=vt=6000×0.005 m=30 m,，即Δx=3λ+λ.因此，可得波的传播方向沿x轴的负方向.答案:（1）若波沿x轴正向，v=400 m/s若波沿x轴负向，v=1200 m/s(2)沿x轴负向。