2024年高中物理新教材（人教版2019）同步精品讲义 选择性必修第一册 第3章 章末素养提升 含解析

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章末素养提升
物理观念
机械波
(1)形成条件：波源、介质，二者缺一不可
(2)特点：传播振动形式、传递能量和信息，质点不会随波迁移
(3)波与振动的关系：有机械振动不一定有机械波，有机械波必有
机械振动
(4)分类：按机械波传播方向和振动方向的关系分为横波和纵波
描述波的
物理量
(1)波长 λ：一个周期传播的距离
(2)频率 f(周期 T)：由波源决定
(3)波速 v：由介质决定
(4)关系：v＝ λf 或v＝
波的一些
现象
波的反射、波的折射、波的衍射、波的叠加、波的干涉、多普勒
效应。
科学思维
图像法
波的图像：
(1)物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的平衡位置，纵
坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移
(2)图像信息：波长 λ、各质点的振幅 A、各质点的位移 x等
(3)波的传播方向和各质点的振动方向互判
模型法 横波和纵波模型
多普勒效应模型
科学探究
(1)通过实验认识波的反射和折射现象
(2)探究波发生明显衍射的条件
(3)通过实验研究和分析波的干涉现象
科学态度
与责任
(1)通过了解机械波在介质中的传播速度及影响因素，让学生理解物理学的本
质
(2)通过分析多普勒效应的产生原理，认识超声波的多普勒测速仪、“彩超”
等具体应用，培养学生对物理学的兴趣
例1　分析下列所描述的四个物理现象：
① 听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声
② 水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
③ 夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝
④ 围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
这些现象分别是波的(　　)
A．多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
B．多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象
C．干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象
D．多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象
答案　B
解析　①听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声是多普勒效应；②水塘中的水波能绕过障碍物继
续传播是衍射现象；③夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝是反射现象；④围绕振动
的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象，故 B正确，A、C、D错误。
例2　(2022·北京卷)在如图所示的 xOy 坐标系中，一条弹性绳沿 x轴放置，图中小黑点代表
绳上的质点，相邻质点的间距为 a。t＝0时，x＝0处的质点 P0开始沿 y轴做周期为 T、振幅
为A的简谐运动。t＝T时的波形如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．t＝0时，质点 P0沿y轴负方向运动
B．t＝T时，质点 P4的速度最大
C．t＝T时，质点 P3和P5相位相同
D．该列绳波的波速为
答案　D
解析　由t＝T时的波形图可知，波刚好传到质点 P6，根据“上下坡法”可知此时，质点 P6
沿y轴正方向运动，波源起振的方向也沿 y轴正方向，故 t＝0时，质点 P0沿y轴正方向运动，
故A错误；由题图可知，在 t＝T时质点 P4处于正的最大位移处，故速度为零，故 B错误；
由题图可知，在 t＝T时，质点 P3沿y轴负方向运动，质点 P5沿y轴正方向运动，故两个质
点的相位不相同，故 C错误；由题图可知＝2a，解得 λ＝8a，故该列绳波的波速为 v＝＝，
故D正确。
例3　(多选)(2022·西安市高二期末)如图所示，波源 O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横
波在均匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。t＝0时，离 O点5 m 的A点开始振
动，且向上振动；t＝1 s 时，离 O点10 m 的B点也开始振动，此时 A点回到平衡位置向下
运动。则下列判断正确的是(　　)
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