高中物理波的知识点整理

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高中物理波的知识点整理

什么是物理波篇一：高中物理波的传播

1（92）a,b是一条水平的绳上相距为l的两点.一列简谐横波沿绳传播,其波长等于2l。3当a点经过平衡位置向上运动时，b点：（ ）

(A)经过平衡位置向上运动 (B)处于平衡位置上方位移最大处

(C)经过平衡位置向下运动 (D)处于平衡位置下方位移最大处

2（93）一列沿x方向传播的横波，其振幅为A，

波长为λ，某一时刻波的图象如图所示。在该时

刻，某（一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一

周期后，该质点的坐标为()

(A)(5/4)λ，0(B)λ ，－A

(C)λ，A (D)(5/4)λ，A

3（94）如图19-10所示，在xy平面内有一沿x

轴正方向传播的简谐横波，波速为1米/秒，振幅为4厘米，频率

为2.5赫。在t=0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则

距P为0.2米的Q点( )。

A在0.1秒时的位移是4厘米；B在0.1秒时的速度最大；

C在0.1秒时的速度向下；D在0到0.1秒时间内的路程是4厘米。

4（95）关于机械波的概念,下列说法中正确的是 ( )

A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向;

B.简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等;

C.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长;

D.相隔一个周期的两时刻,简谐波的图像相同.

5（96）一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点,相距14.0米,b点在a点的右方.当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正极大时,b点的位移恰为零,且向下运动.经过1.00秒后,a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰达到负极大,则这简谐横波的波速可能等于( ).

(A)4.67米/秒 (B)6米/秒 (C)10米/秒 (D)14米/秒

6（97）简谐横波某时刻的波形图线如图所示.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向上运动

7（98）一简谐横波在x轴上传播，在某时刻的波形如

图所示．已知此时质点F的运动方向向下，则[ ]

A．此波朝x轴负方向传播B．质点D此时向下运动

C．质点B将比质点C先回到平衡位置

D．质点E的振幅为零

8（99）图a中有一条均匀的绳，1、2、3、4、…是绳

上一系列等间隔的点．现有一列简谐横波沿此绳传

播．某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图b所示（其他点的运动情况未画出），其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值．试在图c中画出再经过3/4周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画。（画c的横、纵坐标与图a、b完全相同）

历年高考真题 第1页 共4页

9（00）一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在

t=1s时刻的波形如图中虚线所示，由此可以判定此波的

（A）波长一定是4cm（B）周期一事实上是4s

（C）振幅一定是2cm（D）传播速度一定是1cm/s

10（00广东）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴

上相距2cm的P点和Q点的振动图线均如图所示，由此

可以确定这列波的

A．振幅B．波长C．频率D．波速

11（01春）有一列沿水平绳传播的简谐

横波，频率为10Hz，振动方向沿竖直方

向．当绳上的质点P到达其平衡位置且向

下运动时，在其右方相距0.6m处的质点

由此可知波速和传播Q刚好到达最高点．

方向可能是

A8m/s，向右传播 B8m/s，向左传播

C24m/s，向右传播D24m/s，向左传播

12（01理综）图1所示为一列简谐横波在t＝20秒时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是

A． v＝25cm/s，向左传播 B．v＝50cm/s，向左传播

C．v＝25cm/s，向右传播 D．v＝50cm/s，向右传播

历年高考真题 第2页 共4页

13（01上海）如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是 v、2 v、3 v和 4 v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图；频率由高到低的先后顺序依次是图。

A BC D

14（02上海）如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为 A，a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则

A a处质点的位移始终为2A

B c处质点的位移始终为－2A

C b处质点的振幅为2A

D d处质点的振幅为2A

15（03春上海）下图是同一机械波在两种不同介质中

传播的波动图象。从图中可以直接观察到发生变化的

物理量是

A 波速 B 频率 C 周期 D 波长

16(03)右图表示一简谐横波波源的振动 图象。根据图象可确定该波的 （ ）

A．波长，波速B．周期，波速

C．波长，振幅D．周期，振幅 t/s

17（56）如图所示,在广袤无边的均匀媒质中

有一正弦波沿AB方向传播.设某一时刻CD

两点间的波形如图所示,画出经过1/4周期

后,CD两点间的波形

18（81）右上图是一列沿x轴正方向传播的机械横波在某一时刻的图像.从图上可看出,这列波的振幅是 米,波长是 米,P处的质点在此时刻的运动方向.

历年高考真题 第3页 共4页

19（83）下图中的曲线是一列简谐横波在某一时刻的图象.根据这个图可以确定:

1.周期. 2.波长.3.振幅. 4.波速.

20（85）一列横波在x轴线上传播着,在t1=0和t2=0.005秒时的波形曲线如上右图所示.

(1)由图中读出波的振幅和波长.

(2)设周期大于(t2-t1),如果波向右传播,波速多大?如果波向左传播,波速又是多大?

(3)设周期小于(t2-t1)并且波速为6000米/秒,求波的传播方向.

21（86)一列振幅是2.0厘米,频率是4.0赫兹的简谐横波,以32厘米/秒的速度沿上图中x轴的正方向传播.在某时刻,x坐标为-7.0厘米处的介质质点正好经平衡位置且向y轴正方向运动.试在图中画出此时刻的波形图(要求至少画出两个波长).

22（87）绳中有一列正弦横波,沿x轴传播.右图中a、b是绳上两点,它们在x轴方向上的距离小于一个波长,当a点振动到最高点时,b点恰经过平衡位置向上运动.试在图上a、b之间画出两个波形分别表示:①沿x轴正方向传播的波;②沿x轴负方向传播的波.在所画波形上要注明符号①和②.

23（90）右图是一列简谐波在t=0时的

波动图象.波的传播速度为2米/秒,则从

t=0到t=2.5秒的时间内,质点M通过的

路程是 米,位移是 米.

24（91）一列简谐波在x轴上传播,波速为50米/秒.已知t=0时刻的波形图象如图(1)所示,图中M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动.将t=0.5秒时的波形图象画在图(2)上(至少要画出一个波长).

什么是物理波篇二：高考物理知识专题整理大全十：机械波

十、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。波的图象有时也称波形图或波形曲线。

②纵波的图象特点

在纵波中，如果规定位移的方向与波的传播方向一致时取正值，位移的方向与波的传播方向相反时取负值，同样可以作出纵波的图象。

纵波的图象与纵波的“形状”并无相同之处。 (3)波的图象的物理意义

波的图象表示在波的传播过程中各个质点在同一时刻偏离各自平衡位置的位移，或表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的情况。

(5)简谐波 ①简谐波

波源做简谐运动时，介质中的各个质点随着做简谐运动，所形成的波就是简谐波。 ②简谐波的特点

简谐波的图象──波形曲线是正弦(或余弦曲线)。 简谐波是一种最简单、最基本的波。

3、质点的振动方向、波的传播方向与波形之间的关系

根据“前面的质点领先，后面的质点紧跟”这一原则，结合波的传播方向与波形，可判断

各质点在某时刻的振动方向。 如右图所示，a、b两点相比较，a点是前面的质点，b点

是后面的质点。图示时刻a点的正向位移比b点的正向位移大，可知b点向上振动。找出a点前面的质点，同理可知a点也向上振动。

总结：

①波峰、波谷点瞬时静止，波峰点下一时刻向下振动，波谷点下一时刻向上振动； ②在波峰与波谷间质点的振动方向一致，在波峰(或波谷)的两侧质点的振动方向相反。 ③某一时刻的波形、波的传播方向与质点的振动方向称之为波的三要素，三者之间相互制约。

④简捷判断法则：“逆向上下坡”、“同侧法则”、“班主任来了”、“三角形法则”等。 三角形法则简介：

如图所示，假设波沿x

MN曲线上各质点振动方向向上（M、N除外），用带箭头的表示，NQ曲线上各质点振动方向向下，用带箭头的BCA→B表示波的传播方向。易见，有向线段AB、BC、CA成一个带箭头，且首尾相连的封闭三角形。

例题：一列波沿水平方向传播，某时刻的波形如图所示，则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是( )

A．a和c

B．b和c

C．a和d

D．b和d

(答案：B、C)

4、波的图象的变化情况

(1)振动描点作图法 依据在波的传播过程中质点上下振动而不随波迁移的特点，在正弦(或余弦)波中找出波峰(或波谷)及邻近的平衡位置，根据质点的振动方向，让它们同时振动到所求时刻，然后根据波的连续性和周期性，即可画出所求的波形图线。 (2)波形平移法

将某一时刻的波的图象沿波的传播方向移动一段距离Δx＝v·Δt，就得到t＋Δt时刻的波形图象。

将波形沿着波的传播方向的反方向移动一段距离Δx＝v·Δt，就可以得到t－Δt时刻的波形图。

若Δt＞T，根据波的周期性，只需平移Δx＝v(Δt－nT)即可。波形平移后，根据波的连续性和周期性，将缺少的部分补上或将多余的部分去掉。 5、波长、波速、频率

(1)波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波长。 波长的物理实质是相距一个（或整数个）波长的两个质点的振动位移在任何时刻都相等，而且振动速度的大小和方向也相同，它们的振动步调一致。波长反映了波的空间周期性。

⑵频率：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或频率)，这个周期(或频率)也叫做波的周期(或频率)。

波的频率仅由波源决定，与介质无关。波的周期和频率反映了波的时间周期性。 ⑷波速

①波速：振动在介质中传播的速度，叫做波速。

Δxλ

②公式 v＝T

Δt

v＝λf

③决定波速的因素

①波速由介质本身的性质决定，同一列波在不同的介质中传播时波速可以不同，波长可以不同，但波从一种介质进入另种介质时频率不变。

②波速还与波的类型有关

⑷关于波长、频率和波速之间关系的应用

总结：在解决波的图象问题时，一定要抓住“双向性”和“周期性”。 例题：一列波由一种介质进入另一种介质中继续传播，则( )

A．传播方向一定改变 B．其频率不变 C．如波速增大，频率也会增大D．如波长变小，频率也会变小 解析：正确答案是B。

因为频率是由波源决定的，与介质及波速无关，因v＝λf，f不变，λ会随v成正比例变化，波由一种介质垂直于界面进入另一种介质，波速的大小会变，但方向却不变。

例题：如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.5 s后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T大于0.5 s。

a．如果波是向左传播的，波速是多大？波的周期是多大？ b．如果波是向右传播的，波速是多大？波的周期又是多大？

解析：a

11

向左移动了4λ＝24 cm，所以Δx＝4＝6 cm＝0.06 m

。由此可求出波速为：Δx

v＝＝0.12m/s Δt

λ

波的周期为：Tv2.00s

b．如果波是向右传播的，从图可以看出：虚线所示的波形相当于实线所示的波形向右移Δx33

动了4个波长，所以Δx4＝0.18 m。由此可求出波速为：v＝0.36m/s

Δt

λ

波的周期为：Tv0.67s

例题：如图所示，一列机械波沿直线ab向右传播ab＝2 m，a、b两点的振动情况如图，下列说法正确的是( )

A．波速可能是43 2

C．波速可能大于3m/s

B．波长可能是38

D．波长可能大于3

解析：考虑t＝0时刻、质点a在波谷，质点b在平衡位置且向y轴正方向运动，又波由a传向b，则可描绘出a、b之间最简的波形图为：

又由图可知

λ满足：4λ＋nλ＝2 (n＝0,1,2??)

由此可得

λ＝4n＋3

82

由此可知波长不可能大于3，(由振动图象知T＝4s，对应的`波速也不可能大于3m/s)，当

什么是物理波篇三：机械波知识点(全)

机械波的产生和传播

知识点一：波的形成和传播

（一）介质

能够传播振动的媒介物叫做介质。（如：绳、弹簧、水、空气、地壳等）

（二）机械波

机械振动在介质中的传播形成机械波。

（三）形成机械波的条件

（1）要有 ；（2）要有能传播振动的 。

注意：有机械波 有机械振动，而有机械振动 能产生机械波。

（四）机械波的传播特征

（1）机械波传播的仅仅是 这种运动形式，介质本身并不随波 。

沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做 振动，因此波动的过程

是介质中相邻质点间依次“带动”、由近及远相继振动起来的过程，是这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。

对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都 ，各质点仅在各自的位置附近振动，并 随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。

（2）波是传递能量的一种运动形式。

波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程，所以波动过程也是能量由近及远的

传播过程。因此机械波也是传播 的一种形式。

（五）波的分类

波按照质点方向和波的方向的关系，可分为：

（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向 的波，其波形为 相间的波。凸起的

最高处叫 ，凹下的最底处叫 。

（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向 的波，其波形为 相间的波。质点分

布最密的地方叫作 ，质点分布最疏的地方叫作 。

知识点二：描述机械波的物理量知识

（一）波长（λ）

两个 的、在振动过程中对 位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。

在横波中，两个 的波峰（或波谷）间的距离等于波长。

在纵波中，两个 的密部（或疏部）间的距离等于波长。

振动在一个 内在介质中传播的距离等于一个波长。

（二）频率（f）

波的频率由 决定，一列波，介质中各质点振动频率都相同，而且都等于波源的频率。

在传播过程中，只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都不变。

（三）波速（v） 振动在介质中传播的速度，指单位时间内振动向外传播的距离，即v??x。 ?t

波速的大小由的性质决定。一列波在不同介质中传播其波速不同。

对机械波来说，空气中的波速小于液体中的波速，小于固体中的波速。

（四）波速与波长和频率的关系

v?注意：一列波的波长是受 和 制约的，即一列波在不同介质中传播时，波长

不同。

知识点三：机械波的图象

（一）机械波的图象

波的传播也可用图象直观地表达出来。在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离 位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，

（二）物理意义

表示各质点在某一时刻离开位置的情况。

（三）简谐波（简谐振动在介质中传播形成的波）的图象是正弦（或余弦）曲线。

如图：

（四）波的图象应用（由图象可获取的信息）

（1）振动质点的振幅A、波长λ。

如：一列简谐横波某一时刻的波形图如图所示：

从图上可知振幅为 cm，波长为 cm。

若已知波速v＝16cm/s，由v?T可求周期T。

（2）这一时刻各质点的平衡位置、位移，回复力、加速度等。

如图中b点的平衡位置在 cm处，此时偏离平衡位置的位移为 cm，回复力和加速度

均为 向最大。

（3）在波速方向已知时，可确定各质点在该时刻的振动方向 （反之也可以）

质点带动法

离波源 处质点带动处质点振动，即远处质点总是重复近处质点的振动状态。所以判

断某质点的振动方向，可看其附近波源一侧的点与该点的位置关系，若比该点位置低，则向振动；若比该点位置高，则向振动。

如上图若已知波向右传播，a点应在它前面的质点之后振动，在y-x图的-x方向再添一点，则波

形图在下方，所以a应向振动；b跟a，b的位移要变小，经4回到平衡位置，所以b向运

T动；c跟b，c的位移要变大，经4到达最大位移处，所以c向运动；依此类推，d向运动，T

e向运动。

（4）经过一段时间Δt后的波形图

平移法

先计算出经Δt时间波传播的距离Δx＝ ，因为波动图象的重复性，若知波长λ，则

波形平移nλ时波形不变，当Δx=nλ+x时，可采取去整nλ留零x的方法，只需把波形沿波的 方向平移即可，然后按照正弦规律补全新波形。

知识点一：惠更斯原理

知识点二：波的反射

（一）波的反射

波遇到障碍物会返回来继续传播的现象叫波的反射。

入射波的波线与平面法线的夹角i叫做i＇叫做 角。如图所示：

（二）波的反射规律

（1）入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居 两侧，反射角 入射角，即i i＇。

（2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波的 。

（三）用惠更斯原理解释波的反射

（四）波遇到两种介质界面时，总存在反射。

（五）常见的声波反射现象

（1）声波

一切发声的物体都在振动，它们就是声源。声源振动的时候，在空气中形成声波。声波在空气中是 波。

声波可以在气体、液体、固体中传播，在固体中传播的速度最 ，且声波从一种介质到另一介质，保持不变。

（2）回声

对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，声能的一部分被吸收，而另一部分声能要反射回来，这种反射回来的声叫“回声”。回声是声波的反射现象。原声和回声相差以上，人耳才能区分原声和回声。

如果声速已知，当测得声音从发出到反射回来的时间间隔，就能计算出反射面到声源之间的距离。利用这个道理，已设计成水声测位仪，用以测量海水的深度、探测鱼群，或用地面上爆炸声波的反射用以探测地下的油矿等。

（3）夏日的雷声轰鸣不绝，原因是声波在云层界面多次。

（4）在空房间里讲话感觉声音更响原因是：声波在普通房间里遇到墙壁、地面、天花板发生时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳，人耳只能分开相差0.1s以上的声音。所以人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的幔帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果。

知识点三：波的折射

（一）波的折射

波从一种介质射入另一种介质时，传播的方向会改变，这种现象叫波的折射。

入射波的波线与与两介质界面法线的夹角叫做入射角i；折射波的波线与两介质界面法线的夹角叫做折射角r。如图所示：

（二）波的折射规律

（1）入射波的波线与折射波的波线及界面法线在同一平面内，入射线与折射线分居 两侧。

（2）在波的折射中，波的不改变，折射波频率 入射波频率。折射波的波速、波长均发生改变。

波发生折射的原因：是波在不同介质中的不同。

（3）入射角i、折射角r和波速之间有下述关系：

入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介 质中的速度之比，即：sini?。 si

当v1>v2 时，ir， 折射角折向法线；当v1

说明：对水波v深水区>v浅水区。

（三）用惠更斯原理解释波的折射定律

（四）波遇到两种介质界面时，总存在折射。

知识点四：波的衍射

（一）衍射现象

波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象，叫做波的衍射。

（二）发生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长

，或者跟波长。

（三）惠更斯原理对波的衍射的解释

波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛一个新的波源，由它发出与原来同频率的波（称为子波）在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。

（四）衍射是波 的现象，一切波都能发生衍射 只不过有些现象不明显，我们不容易观察到。

说明：当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射现象十分明显，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。

知识点五：波的干涉

（一）波的独立传播原理和叠加原理

（1）波的独立传播原理

几列波相遇时，能够各自的运动状态继续传播而并不相互干扰，这是波的一个基本性质。

（2）波的叠加原理：两列波相遇时，该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动，此时质点的位移等于两列波分别引起的位移的 ，这就是波的叠加原理。

（二）波的干涉

（1）波的干涉现象

频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互 ，这种现象叫做波的干涉。

（2）产生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相等。

干涉条件的严格说法是：同一种类的两列波， （或波长）相同、相差

恒定，在同一平面内振动。高中阶段我们不讨论相和相差，且限于讨论一维振动的情况，所以只强调“频率相同”这一条件。

（3）一切波都能发生干涉，干涉是波的现象之一。

（三）对振动加强点和减弱点的解释