高考复习25机械波和电磁波

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。

高考物理中要认清“机械波与电磁波（包括光波）”、“泊松
亮斑”与“牛顿环”的区别
要认清”机械波与电磁波（包括光波）、”泊松亮斑与”牛顿环的区别机械波与电磁波（包括光波），虽然都是波，都是能量传播的一种形式，都具有干涉、衍射（横波还有偏振）特性，但它们也还有本质上的区别，如（1）机械波由做机械振动的质点相互联系引起的，所以它传播必须依赖介质，而电磁波（包括光波）是由振荡的电场与振荡的磁场（注意，是非均匀变化的）引起的，所以它的传播不需要依靠质点，可以在真空中传播；（2）机械波从空气进入水等其它介质时，速度将增大，而电磁波（包括光波）刚好相反，它在真空中传播速度最大，机械波不能在真空中传播；（3）机械波有纵波与横纵，而电磁波就是横波，具有偏振性；[注]两列波发生干涉时，必要有一点条件（即频率相同），产生干涉后，振动加强的点永远加强，反之振动减弱的点永远减弱。

”泊松亮斑与”牛顿环的区别这两个重要光学现象，非常相似，都是圆开图像，但本质有区别。

泊松亮斑当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环）。

这是光的衍射现象；牛顿环是用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触，在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色圆圈。

这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。

这是光的干涉现象。

高三物理一轮复习知识点：机械波物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。

小编准备了高三物理一轮复习知识点：机械波，具体请看以下内容。

机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。

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;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。

常见的机械波有：水波、声波、地震波。

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。

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。

介质广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。

在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。

仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。

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。

下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2019年)[1]。

单位v/ms^-1传播方式与特点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.为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。

机械振动与机械波光电磁波与相对论之光的波动性 电磁波 相对论知识点1 光的干涉1．产生条件两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。

2．两种典型的干涉 (1)杨氏双缝干涉。

①原理如图所示。

②明、暗条纹的条件。

(Ⅰ)单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。

a ．光的路程差Δr ＝r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2，…)，光屏上出现明条纹。

b ．光的路程差Δr ＝r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2，…)，光屏上出现暗条纹。

(Ⅱ)白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。

③相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：Δx ＝Ld λ。

(2)薄膜干涉。

①相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。

②图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。

单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。

知识点2 光的衍射1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。

2．衍射条纹的特点：(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。

(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照射到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。

知识点3 光的偏振1．偏振现象横波只沿某一特定方向振动，称为波的偏振现象。

2．自然光若光源发出的光，包含着在垂直于光传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。

3．偏振光在垂直于光传播方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光，叫偏振光。

例如：自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。

见示意图。

知识点4 电磁波与相对论1．电磁波的产生 (1)麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

(2)电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。

高考机械波震动知识点在物理学的领域中，机械波震动是一个重要且广泛讨论的概念。

机械波是一种能量传播的形式，它需要介质的存在来传播。

在高考中，了解机械波震动的相关知识点对于考生来说至关重要。

本文将对机械波震动的知识点进行探讨。

一、机械波和电磁波的区别机械波和电磁波是两种不同的波动形式。

机械波是通过介质传播的振动，在空气中的声波、水中的水波等都是机械波的示例。

而电磁波则是通过电场和磁场的相互作用而传播的，如光波、无线电波等。

二、机械波的分类根据波的传播方向和介质振动方向的关系，机械波可以分为纵波和横波。

纵波是指介质振动方向和波的传播方向一致的波动形式，如声波、弹性波等。

横波则是指介质振动方向和波的传播方向垂直的波动形式，如水波、地震波等。

三、机械波的特性机械波具有以下几个重要的特性：1. 波程和波长：波程是指波的一个完整周期所经历的距离，而波长则是指相邻两个波峰（或波谷）之间的距离。

波程和波长之间的关系可以通过公式λ = v / f来表示，其中λ表示波长，v表示波速，f表示频率。

2. 波速：波速是指波的传播速度，在机械波中，波速与波长和频率有关。

波速可以通过公式v = λf来计算，其中v表示波速，λ表示波长，f表示频率。

3. 频率和周期：频率是指单位时间内波动的次数，周期是指一个完整周期所需的时间。

频率和周期之间有倒数关系，可以通过公式f = 1 / T来计算，其中f表示频率，T表示周期。

四、机械波的传播和反射机械波在介质中的传播是通过颗粒之间的相互作用而实现的。

当波遇到障碍物或介质发生变化时，会发生反射、折射和衍射等现象。

1. 反射：当机械波遇到边界或障碍物时，会发生反射现象，即波的传播方向改变，但波的速度和频率不变。

2. 折射：当机械波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即波的传播方向改变，并且波的速度和频率也发生变化。

3. 衍射：当机械波通过较小的孔或缝隙时，会发生衍射现象，即波的传播方向发生弯曲和扩散。

机械波与电磁波波动现象是自然界中普遍存在的现象，可以分为机械波和电磁波两种类型。

机械波是由介质的质点振动引起的能量传播，而电磁波则是电场和磁场相互作用所形成的能量传播。

虽然二者有着本质的区别，但它们在波动性质以及应用方面都具有许多相似之处。

1. 波动性质机械波是通过介质传播能量的波动现象。

介质中的分子或原子围绕平衡位置做周期性的振动，而能量则通过分子之间的相互作用传递。

机械波传播时，波峰和波谷的振动传递给相邻的质点，使得整个波动链条随之振动。

电磁波则是由电场和磁场相互作用而形成的波动现象。

当静电场发生变化时，产生变化的电场会引发磁场的变化，反之亦然，这种变化相互耦合并相互作用，电磁波就在空间中传播。

与机械波不同的是，电磁波不需要介质也能传播，可以在真空中传输。

2. 物理特性机械波的传播速度与介质性质有关。

例如，声波是一种机械波，其传播速度与介质的密度和弹性有关。

在固体中传播的声波速度远大于液体，而在气体中传播的速度相对较小。

电磁波的传播速度则是一个恒定值，即真空中光速，约为3×10^8 m/s。

无论是电磁波在真空中的传播，还是在不同介质中的传播，其速度都不会改变。

这也是电磁波被广泛应用于无线通信和卫星导航等领域的原因之一。

3. 波动表达机械波的表达常用波长、频率、振幅等参数来描述。

其中，波长是指波动的特定区域内所包含的一个完整波动的长度，通常用λ表示，单位是米。

频率是指单位时间内波动的周期数，通常用f表示，单位是赫兹。

振幅表示波动的最大位移，即波峰和波谷之间的最大差值。

电磁波的表达则采用电场强度和磁场强度的变化来描述。

一般来说，电磁波的强度变化符合正弦曲线，可以用振幅、波长和频率来表示。

振幅表示电磁波的最大电场或磁场强度；波长和频率同样描述了电磁波的特性，单位分别是米和赫兹。

4. 应用领域机械波在日常生活中有着广泛的应用。

声波作为一种机械波，使得我们能够听到声音。

声波的传播通过空气、水或固体等介质，可以用于通信、医学诊断、声纳等领域。

高考物理波动与光学题型及知识点2025剖析在高考物理中，波动与光学部分一直是重要的考点，不仅考查学生对基本概念和原理的理解，还要求学生具备运用知识解决实际问题的能力。

为了帮助同学们更好地应对 2025 年高考物理中这部分内容，下面我们对波动与光学的题型及知识点进行详细剖析。

一、波动部分1、机械波机械波是由机械振动产生的，其传播需要介质。

在高考中，常见的考查点包括：（1）波长、频率和波速的关系：波长（λ）、频率（f）和波速（v）之间的关系为 v ＝λf 。

同学们需要理解这三个物理量的含义，并能熟练运用它们解决相关问题。

例如，已知波速和频率，求波长；或者已知波长和波速，求频率。

（2）波的图像：波的图像能直观地反映出波在某一时刻各质点的位移情况。

通过波的图像，同学们要能够判断波的传播方向、质点的振动方向，以及求出波长、振幅等物理量。

此外，还可能会考查多个波的叠加问题，这就要求同学们掌握波的叠加原理。

（3）振动图像与波的图像的结合：这类题目综合性较强，需要同学们将质点的振动图像和波的图像进行对比分析，从而得出有关波的传播和质点振动的信息。

2、电磁波电磁波是由变化的电场和磁场产生的，不需要介质就能传播。

高考中，关于电磁波的考查主要集中在以下几个方面：（1）电磁波的性质：电磁波具有波的共性，如能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。

同时，电磁波在真空中的传播速度为光速，即 c＝ 3×10^8 m/s 。

（2）电磁波谱：了解电磁波谱中不同波段的电磁波，如无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线的特点及应用。

例如，红外线具有热效应，常用于遥控器和夜视仪；紫外线具有杀菌消毒的作用等。

二、光学部分1、光的折射和反射（1）折射定律：入射角（i）和折射角（r）的正弦值之比为常数，即 n ＝ sin i ／ sin r ，其中 n 为介质的折射率。

折射率是反映介质光学性质的重要物理量，同学们要掌握折射率的计算方法以及其与光速的关系。

高考物理波动题目大纲2024版在高考物理中，波动这一板块一直是重点和难点。

为了帮助同学们更好地应对2024 年高考物理中的波动题目，我们精心整理了这份大纲。

一、机械波（一）机械波的产生和传播1、理解机械波产生的条件：波源和介质。

2、掌握横波和纵波的区别，能通过实例区分两种波。

3、熟悉波的传播特点，如波在传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。

（二）波的图像1、理解波的图像表示的物理意义，能够从图像中获取波长、振幅、质点的振动方向等信息。

2、掌握根据质点的振动方向判断波的传播方向，以及根据波的传播方向判断质点的振动方向的方法。

（三）波长、频率和波速1、理解波长、频率和波速的概念及它们之间的关系。

2、能够运用公式 v ＝λf 进行相关计算。

（四）波的干涉和衍射1、理解波的干涉现象，知道产生稳定干涉的条件。

2、了解波的衍射现象，明确发生明显衍射的条件。

二、电磁波（一）电磁波的产生1、了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容。

2、知道电磁波的产生条件。

（二）电磁波的性质1、熟悉电磁波的特点，如电磁波在真空中的传播速度等于光速。

2、了解电磁波的波长、频率和波速的关系。

（三）电磁波的应用1、了解常见的电磁波应用，如无线电通信、雷达、卫星通信等。

三、光的波动性（一）光的干涉1、理解双缝干涉实验的原理和现象。

2、能够运用双缝干涉条纹间距公式进行相关计算。

（二）光的衍射1、了解单缝衍射、圆孔衍射等现象。

2、知道衍射现象对光的直线传播的修正。

（三）光的偏振1、理解光的偏振现象，知道光是横波。

2、了解偏振光的应用。

四、波动相关的实验（一）研究机械波的传播规律1、实验目的：观察机械波的传播特点，测量波速。

2、实验器材：细绳、振源、坐标纸等。

3、实验步骤：（1）安装实验装置；（2）启动振源，观察波的传播；（3）记录数据，分析处理。

（二）用双缝干涉测光的波长1、实验目的：测量光的波长。

2、实验器材：双缝干涉实验装置、测量头、光源等。

第十七章机械波和磁波考要求：●波、横波和波、波、率和波速的关系、超声涉及其用一I●磁、磁波、磁波的周期、率和波速、、雷达⋯I知达1.在中播，就形成了机械波，因此，机械波生的条件是有和.2. 点方向跟方向垂直，的波叫做横波3. 点方向跟方向平行，的波叫做波4．两个相的、在振程中是的点的距离的做波；波、波速和率的关系是5．波速由决定；机械波的率由决定6．超声波有两个特色，一个是，一个是7．化的生，化的生磁8．磁由近及播形成了．磁波能否依赖介播?注意：机械波是种运形式的播，它也能够和但介自己不会沿着波的播方向典型1．对于机械振和机械波以下表达正确的选项是：A．有机械振必有机械波B．有机械波必有机械振C．在波的播中，振点其实不随波的播生迁徙D．在波的播中，如振源停止振，波的播其实不会立刻停止2．波指的是：A．在一个周期内波振在介中播的距离B．横波中两个波峰之的距离C．横波中一个波峰和相的一个波谷之距离的两倍D．在波的播方向上，两个相的随意刻位移都同样的点的距离3．一列波从空气入水中，保持不的物理量是：A．波速B．波C．率 D.振幅4. 一列波沿直播，在某一刻的波形如所示，点 A 的地点与坐原点相距0.5 m，此点 A 沿 y 正方向运，再0.02s将第一次达到最大位移，由此可：A．列波波是 2 m yB．列波率是50 HzC．列波波速是25 m／ s-0.5AD．列波的播方向是沿x 的方向OX (m) 5．如所示，一列沿x 正方向播的机械波在某一刻的像，由可知，列波的振幅 A、波λ和 x=l 米点的速度方向分：A． A=O.4 mλ =1m向上y/mB． A=1 mλ =0.4m向下0.4C． A=O.4 mλ =2m向下x/mD． A=2 mλ =3m向上1234- 0.46．一列波正沿x 轴正方向流传，波长为λ，振幅为A，波速为v．某时辰波形如右图所示，经过 t 5时，下边说法正确的选项是：4vA．波行进了 5 λ／4B．质点 P达成了 5／ 4 次全振动C．质点 P此时正向y 轴负方向运动D．质点 P运动的行程为5A7．依据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的选项是：A．变化的电场必定产生变化的磁场B．平均变化的电场必定产生平均变化的磁场C．稳固的电场必定产生稳固的磁场D．周期性变化的电场必定产生周期性变化的磁场8．以下相关在真空中流传的电磁波的说法正确的选项是：A．频次越大，流传的速度越大B．频次不一样，流传的速度同样C．频次越大，其波长越大D．频次不一样，流传速度也不一样9．一列横波向右流传，在流传方向上，有相距 3 m 的 a、 b 两点．当 a 点抵达波峰时 , 右边 b 点恰经过均衡地点向下运动，．则这列波的波长为多少 ?lO．一列沿 x 轴流传的简谐横波，其周期为t=0.02s 的波形图如图中的虚线所示．求：(1)若 t 小于 T，则此列波的波速为多大．(2)若 t 大于 T，则此列波的波速为多大．T，某时辰的波形图象如图中的实线所示，再经yx/m0 0.5 1.0 1.5 2.0知识达标：1．机械振动、介质、振源、介质 2 ．振动、波流传 3.振动波流传 4 ．位移、相等、v=λ f 5 ．介质、振源 6 ．能量大、沿直线流传 7．磁场电场 8 ．电磁波、不需要、注意：机械振动、能量、信息、挪动经典题型：1． BcD 2 ． AcD 3 ． c 4 ． AcD 5 ． c 6 ． ABc 7 ． D 8 ．B9．λ =12／(4n+3)(n=0， 1，2， )1O ． (1)v=2.5m／ s (向左 ) v=7.5m／s ( 向右 ) (2)V=(10n+2.5)m ／ s (向左 ) ： V=(10n+7.5)m ／s (向右 )(n=0 ，l ， 2， )。

4
3
B．振动 A 的相位滞后振动 B 的相位 π
4
5
C．振动 A 的相位滞后振动 B 的相位 π
4
D．两个振动没有位移相等的时刻
+ )cm，x B＝8sin(4π
x
t
4.周期T：①1T走4A。 1T后回到原位置
②T/2走2A。T/2后到达O点对称位置
x.v.a大小相等方向相反
③T/4不一定走A
A
A/2
示，下列说法正确的是(
C)
A．t＝0.6 s时，振子在O点右侧6 cm处
B．振子在t＝0.2 s和t＝1.0 s时的速度相同
C．t＝1.2 s时，振子的加速度方向水平向右
D．t＝1.0 s到t＝1.4 s的时间内，振子的加速度和速度都逐渐增大
考点2
[典例 2]
机械波
一振动片以频率 f 做简谐振动时，固定在振动片上的两根细
平衡位置：mg=kx0
F回=kx1-mg =kx1-kx0
mg
二、简谐运动
ɵ
1.动力学：
T
2.运动学：
3.振幅A：
x
4.周期T：
mg
5.种类：
①弹簧振子 T=2π
②单摆 ɵ<50 T=2π




注意：简谐运动T与振幅无关。受迫振动时=f驱的周期。
驱动力的周期等于简谐运动的固有周期时振幅
最大，即发生共振。
)
C
A．小球振动的固有频率是4 Hz
B．小球做受迫振动时周期一定是4 s
C．圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著增大
D．圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著减小
3．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A

2024高考物理复习重难点解析—机械振动与机械波、光、电磁波（全国通用）机械振动和机械波经常结合振动图像和波的图像一起考查，对机械振动的特点和机械波的传播规律是考查的重点。

几何光学主要考查光电折射定律和全反射，物理光学主要考查光的干涉和光的衍射、偏转等现象。

掌握各个频率段的电磁波电磁波的特点，要了解它们的应用。

例题1. (多选)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2 s时的波形图，图乙为x＝2 m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x＝3.5 m的质点．下列说法正确的是()A．波沿x轴正方向传播B．波的传播速度为1 m/sC．t＝2 s时刻后经过0.5 s，质点P通过的路程等于0.05 mD．t＝3.5 s时刻，质点Q经过平衡位置答案ABD解析由题图乙可知，t＝2 s时质点P向上振动，根据“微平移法”，结合题图甲可知波沿x轴正方向传播，A正确；根据振动图像可知，波的周期为T＝4 s，根据波形图可知，波长λ＝4 m，所以波速v＝λT＝1 m/s，B正确；t＝2 s时刻，质点P位于平衡位置处，再经0.5 s＝18T ，质点P 通过的路程s >A2＝0.05 m ，C 错误；Δt ＝1.5 s ，Δx ＝v Δt ＝1.5 m ＝PQ ，根据波的传播方向可知，t ＝3.5 s 时刻，质点Q 经过平衡位置，D 正确．例题2. 如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R 的半圆柱，玻璃砖长为L .一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面．已知玻璃的折射率为2，则半圆柱面上有光线射出( )A ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRL 2B ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRLC ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL2D ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL 答案 A解析 光线经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时可能发生全反射，如图．设恰好发生全反射时的临界角为C ，由全反射定律得n ＝1sin C ，解得C ＝π4，则有光线射出的部分圆柱面的面积为S ＝2CRL ，解得S ＝12πRL ，故选A.一、对简谐运动的理解受力特点回复力F ＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反运动特点靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小能量振幅越大，能量越大．在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒周期性做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均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(1)如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP ＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等(2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用时间，即t PO＝t OP′(3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即t OP＝t PO(4)相隔T2或(2n＋1)T2(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反二、振动图像和波的图像的比较比较项目振动图像波的图像研究对象一个质点波传播方向上的所有质点研究内容某质点位移随时间的变化规律某时刻所有质点在空间分布的规律图像横坐标表示时间表示各质点的平衡位置物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移振动方向的判断(看下一时刻的位移)(同侧法)Δt后的图形随时间推移，图像延伸，但已有形状不变随时间推移，图像沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化联系(1)纵坐标均表示质点的位移(2)纵坐标的最大值均表示振幅(3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动三、光的折射1．对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v＝c n.(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不通过三棱镜的光线经两次圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射改变传播方向，但要发生侧移折射后，出射光线向棱镜底面偏折后向圆心偏折四、全反射1．光密介质与光疏介质介质光密介质光疏介质折射率大小光速小大相对性若n甲＞n乙，则甲相对乙是光密介质若n甲＜n丙，则甲相对丙是光疏介质2.全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象．(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝sin 90°sin C，得sin C＝1n.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．3．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图)．五、光的干涉1．双缝干涉(1)条纹间距：Δx＝ldλ，对同一双缝干涉装置，光的波长越长，干涉条纹的间距越大．(2)明暗条纹的判断方法：如图所示，相干光源S1、S2发出的光到屏上P′点的路程差为Δr＝r2－r1.当Δr＝nλ(n＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现明条纹．当Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2…)时，光屏上P′处出现暗条纹．2．薄膜干涉(1)形成原因：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，从膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．(2)明暗条纹的判断方法：两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于薄膜厚度的2倍，光在薄膜中的波长为λ.在P1、P2处，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出现明条纹．在Q处，Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹．(3)应用：增透膜、检查平面的平整度．六、光的衍射和干涉的比较1．单缝衍射与双缝干涉的比较单缝衍射双缝干涉不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相同相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2．光的干涉和衍射的本质从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，光的干涉和衍射都属于光波的叠加，干涉是从单缝通过两列频率相同的光波在屏上叠加形成的，衍射是由来自单缝上不同位置的光在屏上叠加形成的．（建议用时：30分钟）一、单选题1．一复色光a沿如图所示方向从空气射向玻璃球，在球内分为b、c两束，O为球心．下列判断正确的是()A．c光在球中的传播时间长B．b光在球中传播速度小C．b光的频率小于c光D．增大a光入射角，b光可能在玻璃球内发生全反射答案B解析因b光的偏折程度比c光大，可知玻璃对b光的折射率较大，则b光的频率较大，根据v＝cn可知b光在球中传播速度小，而b光在球中传播的距离较大，可知b光在球中的传播时间长，选项A、C错误，B正确；根据光路可逆可知，增大a光入射角，两种光都不能在玻璃球内发生全反射，选项D错误．2．如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫答案B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝ldλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．3．某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是()A．1 s和3 s时刻，质点的速度相同B．1 s到2 s时间内，质点的速度与加速度方向相同C．简谐运动的表达式为y＝2sin (0.5πt＋1.5π) cmD．简谐运动的表达式为y＝2sin (0.5πt＋0.5π) cm答案D解析y－t图像上某点的切线的斜率表示速度；1 s和3 s时刻，质点的速度大小相等，方向相反，故A错误；1 s到2 s时间内，质点做减速运动，故加速度与速度反向，故B错误；振幅为2 cm ，周期为4 s ，ω＝2πT ＝2π4 rad/s ＝0.5π rad/s ，t ＝0时，y ＝2 cm ，则φ＝0.5π，故简谐运动的表达式为y ＝A sin (ωt ＋φ)＝2sin (0.5πt ＋0.5π) cm ，故C 错误，D 正确．4．如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波，实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图，M 为绳上x ＝0.2 m 处的质点，则下列说法中正确的是( )A ．甲波的传播速度小于乙波的传播速度B ．甲波的频率小于乙波的频率C ．质点M 的振动减弱D ．质点M 此时正向y 轴负方向振动 答案 D解析 由于两列波是同一绳子中传播的相同性质的机械波，所以它们的波速大小是相等的，故A 错误；从题图中可看出，两列波的波长相等，根据v ＝λf 得知它们的频率相等，故B 错误；两列波的频率相等，能发生稳定的干涉现象，质点M 的位置是两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，所以质点M 的振动是加强的，故C 错误；在题图时刻，甲波(虚线)是向右传播的，根据波形平移法知这时它引起质点M 的振动方向是向下的，乙波(实线)是向左传播的，这时它引起质点M 的振动方向也是向下的，所以质点M 的振动方向是向下的，即质点M 此时正向y 轴负方向振动，故D 正确．二、多选题5．学校实验室中有甲、乙两单摆，其振动图像为如图所示的正弦曲线，则下列说法中正确的是( )A ．甲、乙两单摆的摆球质量之比是1∶2B ．甲、乙两单摆的摆长之比是1∶4C ．t ＝1.5 s 时，两摆球的加速度方向相同D ．3～4 s 内，两摆球的势能均减少 答案 BCD解析 单摆的周期与振幅与摆球的质量无关，无法求出甲、乙两单摆摆球的质量关系，A 错误；由题图图像可知甲、乙两单摆的周期之比为1∶2，根据单摆的周期公式T ＝2πlg可知，周期与摆长的二次方根成正比，所以甲、乙两单摆的摆长之比是1∶4，B 正确；由加速度公式a ＝F 回m ＝－kx m ，t ＝1.5 s 时，两摆球位移方向相同，所以它们的加速度方向相同，C 正确；3～4 s 内，两摆球均向平衡位置运动，两摆球的势能均减少，D 正确．6．如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是( )A ．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B ．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比L Ⅰ∶L Ⅱ＝25∶4C ．若摆长均约为1 m ，则图线Ⅰ是在地面上完成的D ．若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量 答案 AB解析 题图图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率f Ⅰ＝0.2 Hz ，f Ⅱ＝0.5 Hz.当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f ＝12πg L可知，g 越大，f 越大，所以g Ⅱ>g Ⅰ，又因为g 地>g 月，因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A 正确；若在地球上同一地点进行两次受迫振动，g 相同，摆长长的f 小，且有f Ⅰf Ⅱ＝0.20.5，所以L ⅠL Ⅱ＝254，B 正确；因为f Ⅱ＝0.5 Hz ，若图线Ⅱ是在地面上完成的，根据f ＝12πg L，可计算出L Ⅱ约为1 m ，C 错误；单摆的能量除与振幅有关，还与摆球质量有关，D 错误．三、解答题7．某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC 与半圆形直径重合，∠ACB ＝30°，半圆形的半径为R ，一束光线从E 点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O ，且E 、O 两点距离为R ，已知光在真空中的传播速度为c ，介质折射率为 3.求：(1)光线在E 点的折射角并画出光路图；(2)光线从射入介质到射出圆弧传播的距离和时间．答案 (1)30° 光路图见解析 (2)3R 3R c解析 (1)由题OE ＝OC ＝R ，则△OEC 为等腰三角形，∠OEC ＝∠ACB ＝30°所以入射角：θ1＝60°由折射定律：n ＝sin θ1sin θ2可得：sin θ2＝12，θ2＝30°由几何关系：∠OED ＝30°，则折射光平行于AB 的方向，光路图如图：(2)折射光线平行于AB 的方向，所以：ED ＝2R cos 30°＝3R 光在介质内的传播速度：v ＝c n传播的时间：t ＝ED v联立可得：t ＝3R c. 8．一列简谐横波在t ＝13 s 时的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)是质点Q 的振动图像．求：(1)波速及波的传播方向；(2)质点Q 的平衡位置的x 坐标．答案 (1)18 cm/s 沿x 轴负方向传播 (2)9 cm 解析 (1)由题图(a)可以看出，该波的波长为 λ＝36 cm ①由题图(b)可以看出，周期为T ＝2 s ②波速为v ＝λT＝18 cm/s ③由题图(b)知，当t ＝13s 时，Q 点向上运动，结合题图(a)可得，波沿x 轴负方向传播． (2)设质点P 、Q 平衡位置的x 坐标分别为x P 、x Q .由题图(a)知，x ＝0处y ＝－A 2＝A sin (－30°)，因此x P ＝30°360°λ＝3 cm ④ 由题图(b)知，在t ＝0时Q 点处于平衡位置，经Δt ＝13s ，其振动状态向x 轴负方向传播至P 点处，由此及③式有x Q －x P ＝v Δt ＝6 cm ⑤ 由④⑤式得，质点Q 的平衡位置的x 坐标为 x Q ＝9 cm.。

2025年高考物理一轮复习专题精讲精练—机械波（解析版）1.知道机械波的特点和分类.2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件．考点一波动图象与波速公式的应用1. 波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图所示．图象的应用：(1)直接读取振幅A 和波长λ，以及该时刻各质点的位移． (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小．(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向． 2．波速与波长、周期、频率的关系为：v ＝λT＝λf .[例题1] （2024•丰台区二模）绳上质点P 在外力作用下从平衡位置开始沿竖直方向做简谐运动，带动绳上各点依次上下振动。

振动传到质点Q 时绳子上的波形如图所示。

已知波的传播速度为v ，P 、Q 平衡位置间的距离为L ，下列说法正确的是（ ）A ．质点M 此时向下振动B ．质点P 的振动周期为3L 2vC ．质点P 开始振动的方向是向下的D ．开始振动后，P 、N 两质点的振动步调总是一致【解答】解：AC 、由题意知波向左传播，根据同侧法可知：质点M 此时向上振动，质点Q 开始振动的方向是向上的，则质点P 开始振动的方向也是向上的，故AC 错误；B 、由图圈可知，波长为λ=23L ，则质点P 振动周期为T =λv =23L v =2L3v ，故B 错误；D 、由圈可知P 、N 两质点相距一个波长，则开始振动后，P 、N 两质点的振动步调总是一致，故D正确。

故选：D。

[例题2]（2024•重庆模拟）在长江某流域载有航标灯相距为60m的甲、乙两船静止在平静的江面上，当一艘大货船驶过时产生一列周期为4s的水波在江面上经过甲传向乙。

如图，某时刻甲位于波峰时，乙恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.5m，则（）A．该简谐水波的波长为20mB．该简谐水波的波速为5m/sC．该简谐水波从甲传到乙的时间为12sD．8s内甲运动的路程为2m【解答】解：AB．由图可知，甲、乙的距离为Δx=52λ=60m，代入数据解得：λ＝24m，则水波波速为v=λT=244m/s=6m/s，故AB错误；C．该简谐水波从甲传到乙的时间t=xv=606s=10s，故C错误；D、峰、谷间的高度差为0.5m，则甲、乙的振幅为A＝0.25m，t＝8s＝2T内乙运动的路程为：s＝2×4A＝8×0.25m＝2m，故D正确。

机械波的形成与传播、波形图与振动图一、机械波的传播和波的图像1.机械波的传播特点(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。

(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。

(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。

(4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离。

2．波速公式v＝λT＝λf的理解(1)波速v：机械波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定，与波源的周期T无关。

(2)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。

各个质点振动的频率等于波源的振动频率。

3．波的图像的特点(1)时间间隔Δt＝nT(波传播nλ，n＝0,1,2,3，…)时，波形不变。

(2)在波的传播方向上：①当两质点平衡位置间的距离Δx＝nλ (n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同，在波形图上的对应位移一定相同；①当两质点平衡位置间的距离Δx＝(2n＋1)λ2 (n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反，在波形图上的对应位移一定等值反向。

(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同。

4．根据波的图像、波的传播方向判定质点的振动方向的方法将波形沿传播方向进行微小的平移，注意：波的图像、波的传播方向与质点振动方向三者之间可以互相判定。

二、波的图像与振动图像1．振动图像与波的图像的比较表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各质点的位移2．两种图像问题的易错点(1)不理解振动图像与波的图像的区别。

(2)误将振动图像看作波的图像或将波的图像看作振动图像。

(3)不知道波传播过程中任意质点的起振方向就是波源的起振方向。

(4)不会区分波的传播位移和质点的振动位移。

(5)误认为质点随波迁移。

3．求解波的图像与振动图像综合问题的三关键：“一分、一看、二找”三、针对练习1、(多选)如图所示，A 、B 两点为某简谐横波上的质点，已知波的传播方向由A 到B ，t ＝0时刻该波刚好传到A 点，且A 点的振动方向竖直向上，经时间t 0质点B 刚好起振．已知波的传播周期为T 、传播速度为v ，则下列说法正确的是( ) A ．振源位于A 的左侧，且起振方向竖直向上 B ．质点B 振动后，其振动周期一定为T C ．质点B 每次经过平衡位置的速度一定为v D ．质点B 的起振方向与A 、B 两点之间的距离有关2、（多选）在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为5 m/s ，则下列说法正确的是( ) A ．此时P (－2 m ，0)、Q (2 m ，0)两点运动方向相同 B ．再经过0.5 s 质点N 刚好在(－5 m ，20 cm)位置 C ．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 Hz D ．波的频率与波源的振动频率无关3、（多选）如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来了一场绝美的视觉盛宴。

机械波与电磁波的区别与联系波动现象是自然界中常见的物理现象之一。

而波动又分为机械波和电磁波两种类型。

本文将就机械波和电磁波的区别与联系展开论述。

一、机械波机械波是指依靠介质传递能量的波动现象。

它的传播依赖于介质的存在和相互作用。

常见的机械波有水波、声波等。

1.1 区别（1）传播介质：机械波的传播需要介质的存在。

例如，水波需要水来传播，声波需要空气、固体或液体等介质来传播。

而电磁波可以在真空中传播。

（2）传播方式：机械波的传播方式可以是横波或纵波。

横波是指波动方向垂直于波的传播方向，例如水波；纵波是指波动方向与波的传播方向一致，例如声波。

而电磁波是横波的一种，其波动方向垂直于传播方向。

（3）振动方式：机械波是由物质振动产生的，振动会使介质中的粒子发生位移。

而电磁波是由电磁场的振荡而产生的，其本质是电场和磁场的相互作用。

1.2 联系虽然机械波与电磁波有着明显的差异，但它们也存在一些联系。

（1）能量传递：无论是机械波还是电磁波，它们都能够传递能量。

机械波通过介质中粒子的振动向周围传递能量，而电磁波通过电磁场的振荡来传递能量。

（2）频率和波长：机械波和电磁波都有频率和波长的概念。

频率是指单位时间内波动的次数，波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。

它们的频率和波长之间存在一定的关系。

（3）干涉和衍射：机械波和电磁波都表现出干涉和衍射现象。

干涉是波的叠加现象，当波的相位差满足一定条件时，波会发生叠加或抵消。

衍射是波通过小孔或障碍物后发生偏折的现象。

综上所述，机械波和电磁波在传播介质、传播方式和振动方式上存在明显差异，但它们在能量传递、频率和波长以及干涉和衍射等方面具有相似性。

对于物理学的研究和应用，准确理解和区分机械波和电磁波的特点是非常重要的。

高考机械波知识点机械波，作为物理学中的重要概念，是高考物理中一个需要掌握的知识点。

它涉及到波的传播、波的特点以及波的性质等方面内容。

本文将对高考机械波的相关知识点进行介绍和解析。

一、波的分类波分为机械波和电磁波两大类。

机械波是指需要介质作为传播媒介的波，包括横波和纵波两种。

横波是波动方向垂直于波的传播方向的波，如水面上的波浪；纵波是波动方向与波的传播方向相同的波，如声波。

二、波的传播波的传播是指波从一个地方传到另一个地方的过程，常见的波的传播方式有机械波的横波和纵波的传播。

横波的传播媒质通常为固体和液体，而纵波可以在固体、液体和气体中传播。

波的传播受到介质的性质和波长的影响，波长越短，波的传播速度越快。

三、波的特点波的特点是指与波有关的重要特性。

其中包括波长、频率、振幅和波速等。

波长是波的一个完整周期的长度，通常用λ表示，单位是米；频率指的是单位时间内波动次数，通常用ν表示，单位是赫兹；振幅是波峰或波谷到波的中心位置的距离，体现波的能量大小；波速是波在单位时间内传输的距离，通常用V表示，单位是米每秒。

四、波的衍射和干涉波的衍射和干涉是波的重要性质，也是高考中经常考察的知识点。

衍射是指波通过障碍物后绕射出现弯曲或扩散的现象，其中树木、墙壁等障碍物都可产生衍射现象。

干涉是指两个或多个波相遇后叠加产生干涉图样，干涉分为同相干干涉和异相干干涉。

五、驻波和多普勒效应驻波是波在相同频率和振幅条件下，由两个相向传播的波叠加形成的波动现象。

驻波在弦上的振动是典型的驻波现象。

多普勒效应是指波在相对运动的物体上产生频率和波长的变化，如声音、光线等波动在相对静止的人或物体上产生频率和波长的改变。

六、波的反射与折射波的反射是指波遇到障碍物或界面后反射回原来的介质中，反射使得波的传播方向发生变化。

波的折射是指波从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的不同传播速度而发生的弯曲现象。

根据折射定律，入射角和折射角之间的关系可以得到。