資源簡介

第一節　機械波的產生和傳播
(分值：100分)
選擇題1～10題，12題，每小題8分，共88分。
基礎對點練
題組一　機械波的產生與傳播
1.(多選)關于機械波的形成，下列說法正確的是(　　)
物體做機械振動，一定產生機械波
后振動的質點總是跟著先振動的質點重復振動，只是時間上落后一步
參與振動的質點的振動頻率都相同
機械波是介質隨波遷移
2.(多選)關于波的形成和特點，下列說法正確的是(　　)
隨著波的傳播，介質中各質點都在各自的平衡位置附近振動
隨著波的傳播，介質中的各質點也將由近及遠地遷移出去
傳播波的過程中相鄰各質點間必有相互作用力
某一橫波在介質中沿水平方向傳播，介質中的質點必沿豎直方向上下振動
題組二　質點的振動方向和起振方向的判定
3.一列橫波沿x軸正方向傳播，某時刻的波形如圖所示，質點a、b均處于平衡位置。則下列說法正確的是(　　)
該時刻質點a正向下運動
該時刻質點b正向上運動
該時刻質點a、b的速度相同
質點a、b的振動周期相同
4.振源A帶動細繩上下振動，某時刻在繩上形成的橫波波形如圖所示，規定繩上各質點向上運動的方向為位移x的正方向，從波傳播到細繩上的P點開始計時，下列四幅x－t圖像中能表示P點振動圖像的是(　　)
A B C D
5.一張骨牌倒下時引起了相鄰骨牌依次倒下的現象，一陣風吹過麥地形成了麥浪滾滾的景象。關于骨牌和麥浪的運動，下列說法正確的是(　　)
骨牌的運動形成了波，麥子的運動形成的不是波
麥子的運動形成了波，骨牌的運動形成的不是波
麥浪和骨牌的運動都形成了波
麥浪和骨牌的運動都沒有形成波
題組三　橫波與縱波
6.下列說法正確的是(　　)
質點在豎直方向振動的波為橫波
在水平方向傳播的波為橫波
只有質點振動方向為豎直的，波的傳播方向為水平的波為橫波
只要質點振動方向和波的傳播方向垂直的波就是橫波
7.沿繩傳播的一列機械波，當波源突然停止振動時，有(　　)
繩上各質點同時停止振動，橫波立即消失
繩上各質點同時停止振動，縱波立即消失
離波源較近的質點先停止振動，較遠的質點稍后停止振動
離波源較遠的質點先停止振動，較近的質點稍后停止振動
綜合提升練
8.如圖所示，1、2、3、4…是某繩(可認為是均勻介質)上一系列等間距的質點，開始時繩處于水平方向，質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質點1開始向下運動，經過二分之一周期時，質點9開始運動，則在二分之一周期時刻，下列說法正確的是(　　)
質點3向上運動
質點5所受回復力為零
質點6的加速度向下
質點9的振幅為零
9.(多選)如圖所示為一列機械波在某一時刻的形狀，此時刻質點F的振動方向如圖所示。則(　　)
該波的波源在F點右側
質點C比質點B先回到平衡位置
質點E此時刻向下振動
質點C此時刻的加速度為零
10.一列波在介質中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時刻的波形圖，并且此時振動還只發生在M、N之間，已知此波的周期為T，Q質點的速度方向在波形圖中是向下的，下列說法正確的是(　　)
波源是M，由波源起振開始計時，P質點已經振動了T
波源是N，由波源起振開始計時，P質點已經振動了
波源是N，由波源起振開始計時，P質點已經振動了
波源是M，由波源起振開始計時，P質點已經振動了
11.(12分)如圖甲所示為波源的振動圖像，圖乙為均勻介質中同一條直線上等間距的質點在t＝1 s時的振動狀態，其中質點4剛開始振動。請在圖丙中畫出t＝5 s時質點的振動狀態。
甲
乙
丙
培優加強練
12.(2024·廣東佛山高二期中)某同學設計了如圖甲所示的地震測量裝置，水平方向X和豎直方向Y的構造相同。在某次測量中發現Y方向上位移傳感器先出現圖像，經過0.5 s后X方向上位移傳感器也開始出現圖像，其振動圖像如圖乙所示，已知當地P波的傳播速度是6 km/s，S波的傳播速度是4 km/s，則(　　)
X方向傳感器接收到的是P波振動
該地震波的振動周期是0.1 s
該次地震中心與測試點距離10 km
兩重球處于平衡位置時彈簧彈力均為0
第一節　機械波的產生和傳播
1.BC　[若只有物體振動，而周圍沒有傳播這種振動的介質，振動不可能由近及遠傳播出去形成機械波，故A錯誤；機械波中各振動質點都在重復波源的振動，振動頻率都等于波源的頻率，只是離波源越遠，振動步調越落后，故B、C正確；機械波中介質各質點只在自己平衡位置附近振動，不隨波遷移，故D錯誤。]
2.AC　[隨著波的傳播，介質中各質點都在各自的平衡位置附近來回振動，不隨波遷移，故A正確，B錯誤；波源的振動使質點由近及遠依次被帶動，且與波源振動相同，同時總滯后前一個質點，故C正確；某一水平方向的橫波在介質中傳播，介質中的質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，不一定沿豎直方向上下振動，故D錯誤。]
3.D　[由“帶動法”知該時刻質點a正向上運動，質點b正向下運動，A、B錯誤；該時刻質點a、b速度大小相等，但方向相反，C錯誤；質點a、b的振動周期都等于波源的振動周期，D正確。]
4.B　[由波形圖結合題意可知，波向右傳播，開始計時時P點在平衡位置且將向下振動，故B正確。]
5.A　[當物體的某一部分發生振動時，其余各部分由于質點的相互作用也會相繼振動起來，物體本身沒有相應的移動，所以骨牌的運動形成了波，麥浪是在持續的風力作用下形成的，風力停止，麥浪也會停止，而不是繼續傳播，所以麥子的運動形成的不是波，所以A正確，B、C、D錯誤。]
6.D　[判定一列波是否是橫波的依據是質點的振動方向和波的傳播方向是否垂直，選項D正確。]
7.C　[機械波向前傳播時，各個質點都在振動，一旦波源停止振動，離波源較近的質點先停止振動，離波源較遠的質點后停止振動，故C正確。]
8.A　[經過二分之一周期時質點9開始向下運動，其位移為零，但振幅不為零，選項D錯誤；質點5到達最低點，質點3向上運動，選項A正確；質點5離平衡位置最遠，此時的回復力最大，選項B錯誤；質點6位于平衡位置下方向下運動，加速度向上，選項C錯誤。]
9.ABC　[由波形圖和質點F的振動方向，根據“帶動法”可知波源在右側，故該波向左傳播，A正確；由于該波向左傳播，根據“帶動法”可知質點E此刻向下振動，質點B向上振動，此時質點C在最大位移處也將向下運動，故質點C比質點B先回到平衡位置，B、C正確；因質點C在最大位移處，故其加速度最大，D錯誤。]
10.C　[由于此時Q質點向下運動，且后面質點的振動重復前面質點的振動，則波向左傳播，N是波源；經過一個周期，振動從N點傳播到M點，又因從波源N起振開始計時，需經T，P質點才開始振動，故P質點已振動了，選項C正確。]
11.見解析圖
解析　根據波傳播的規律知t＝5 s時，波源出現在正的最大位移處，質點16起振。如圖所示。
12.B　[P波的傳播速度較快，根據題意經過0.5 s后X方向上位移傳感器也開始出現圖像，所以X方向傳感器接收到的是Q波振動，故A錯誤；根據Y方向的振動圖像可知5T＝0.5 s，解得T＝0.1 s，故B正確；根據題意可知6t＝4(t＋0.5)，該次地震中心與測試點距離為s＝6t＝6 km，故C錯誤；Y方向的重球處于平衡位置時彈簧彈力等于重球的重力，故D錯誤。]第一節　機械波的產生和傳播
學習目標　1.知道機械波產生的條件，理解機械波的形成過程和傳播特點。 2.會根據波形判斷頂點的振動方向。 3.知道縱波和橫波的概念。
知識點一　機械波的產生與傳播
如圖所示，手拿繩的一端，上下振動一次，使繩上形成一個凸起狀態，隨后形成一個凹落狀態，可以看到，這個凸起狀態和凹落狀態在繩上從一端向另一端移動。這種振動形式的傳播稱為機械波。如果在繩子上某處做一紅色標記，觀察這一紅色標記的運動。
(1)紅色標記有沒有隨波遷移？
(2)當手停止抖動后，繩上的波會立即停止嗎？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.機械波：機械振動在________中的傳播。
2.機械波產生的條件
(1)波源：產生機械波的________。
(2)介質：傳播機械振動的媒介。
3.機械波的傳播
(1)原因：波源帶動相鄰質點做________振動，該質點振動后會同樣帶動其相鄰質點做受迫振動。
(2)特點：①機械波傳播的是振動的__________。
②波是傳遞________的一種方式。
③每個質點只是在________附近做上下振動，并未形成沿機械波傳播方向的移動。
④各質點都在做受迫振動，所以各質點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同。
⑤離波源越遠，質點振動越滯后，但每一個質點的起振方向均與波源起振方向相同。
4.機械波的形成
【思考】　在月球上，兩個宇航員通話時，即使離的再近，聲波也無法傳到對方耳朵里，必須借助無線電通信，請說明其中的道理。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　波的形成
例1 如圖所示是某繩波形成過程的示意圖。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知T1＝0時，質點1開始向上運動，T2＝時，1到達最上方，4開始向上運動。求：
(1)T3＝時，質點4、6、10的運動狀態(是否運動、運動方向)如何？
(2)畫出T4＝時的波形圖，并說明質點4、6、10的運動狀態。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
波動過程中介質中各質點的運動特點
波動過程中介質中各質點的振動周期都與波源的振動周期相同，其運動特點可用三句話來描述：
(1)先振動的質點帶動后振動的質點。
(2)后振動的質點重復前面質點的振動。
(3)后振動的質點的振動狀態落后于先振動的質點的振動狀態。
概括起來就是“帶動、重復、落后”?！　　　?br/>訓練1 (多選)T時刻的波形如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.質點1帶動質點2是通過繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點均做受迫振動
B.每個質點開始運動后，均在水平方向做勻速運動，在豎直方向做簡諧運動
C.繩上的每一個質點開始振動時，方向都向上，振動周期都相同
D.繩上波的傳播過程也是能量的傳遞過程，每個質點均做等幅振動，故每個質點的機械能均守恒
角度2　振動和波的關系
例2 (2024·湖北襄陽高二期中)關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　)
A.如果波源停止振動，在介質中傳播的波也立即停止
B.發聲體在振動時，一定會產生聲波
C.波動的過程是介質質點由近及遠的遷移過程
D.波動的過程是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
振動和波動的區別與聯系
(1)振動是波動的原因，波動是振動的結果；有波動必然有振動，有振動不一定有波動。
(2)簡諧波中各質點振動的性質、頻率和振幅與波源相同?！　　　?br/>知識點二　質點的振動方向和起振方向的判定
“帶動法”判定質點的振動方向
(1)原理：先振動的質點帶動鄰近的后振動的質點。
(2)方法：在質點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′，P′為先振動的質點，若P′在P上方，則P向上運動，若P′在P下方，則P向下運動，如圖所示。
例3 (多選)如圖所示，一列繩波沿著繩由左向右傳播，A是波源，t時刻，波剛傳到B點。下列說法正確的是(　　)
A.質點C在t時刻的振動方向向下
B.質點D的起振方向與A相同
C.質點B在t時刻的振動方向向上
D.波源A開始振動時振動方向向上
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓練2 用手上下抖動繩的一端，產生一列向右傳播的橫波。某時刻波形如圖，其中a、b、c是繩上的三個質點，則(　　)
A.a向上振動 B.c向下振動
C.a速率最大 D.b速率最大
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
知識點三　橫波與縱波
(1)圖甲是繩波，其中質點的振動方向與波的傳播方向是什么關系？
(2)圖乙是聲波，其中質點的振動方向與波的傳播方向是什么關系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.橫波：介質質點的振動方向與波的傳播方向____________的機械波。
2.縱波：傳播方向和質點的振動方向在__________的機械波。
3.橫波與縱波的比較
名稱 項目　　 橫波 縱波
概念 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向在同一條直線上
實例 抖動繩子產生的橫波 擠壓彈簧產生的縱波
介質 不能在氣體介質中傳播 在固體、液體和氣體介質中均能傳播
【思考】
1.橫波中只是振動形式在傳播，質點并沒有隨波遷移。縱波中質點有沒有隨波一起遷移？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.地震波中既有縱波又有橫波，且在地殼中傳播時，縱波速度大于橫波。在地震時，當地居民感受到的振動應該是怎樣的？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 (2024·四川成都高二期中)關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
A.對于橫波和縱波，質點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反
B.對于縱波，質點的振動方向與波的傳播方向一定相同
C.波沿水平方向傳播，質點在豎直方向上下振動，這類波是橫波
D.形成縱波的質點，隨波一起遷移
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
訓練3 如圖是以質點P為波源的機械波在繩上傳到質點Q時的波形。
(1)請判斷此機械波的類型；
(2)P點從平衡位置剛開始振動時，是朝著哪個方向運動的？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
隨堂對點自測
1.(振動與波的關系)(多選)關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　)
A.振動是波的成因，波是振動的傳播
B.振動是單個質點呈現的運動現象，波是許多質點聯合起來呈現的運動現象
C.波的傳播速度就是質點振動的速度
D.波源停止振動時，波立即停止傳播
2.(質點的振動方向和起振方向的判定)一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質點，下列說法正確的是(　　)
A.質點B向右運動
B.質點D和質點F的速度方向相同
C.質點A和質點C的速度方向相同
D.從此時算起，質點B比質點C先回到平衡位置
3.(橫波與縱波)區分橫波和縱波是根據(　　)
A.是否沿水平方向傳播
B.質點振動的方向和波傳播的遠近
C.質點振動的方向和波傳播方向的關系
D.質點振動的快慢
第一節　機械波的產生和傳播
知識點一
導學　提示　(1)沒有，紅色標記只在豎直方向上下振動。
(2)不會，當手停止抖動后，波仍向右傳播。
知識梳理
1.媒介　2.(1)振動源　3.(1)受迫　(2)①運動形式?、谀芰俊、燮胶馕恢?br/>[思考] 提示　聲波屬于機械波，傳播需要介質，月球上沒有空氣，故無法傳播。
例1 見解析
解析　(1)各質點在T3＝時的情況如圖甲所示：
甲
質點4到達最上方；質點6正在向上運動；質點10尚未運動。
(2)T4＝時的波形圖如圖乙所示，質點4、6正在向下運動，質點10開始向上運動。
乙
訓練1 AC　[質點1帶動質點2是通過繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點都做受迫振動，A正確；每個質點開始振動后，只在豎直方向做簡諧運動，水平方向上不隨波遷移，B錯誤；繩子上每一個質點的起振方向都相同，振動周期都等于波源的振動周期，C正確；波的傳播過程也是能量的傳遞過程，每個質點均做受迫振動，合外力不為零，故每個質點的機械能并不守恒，D錯誤。]
例2 D　[機械波依靠介質傳播，如果振源停止振動，已經振動的質點，質點具有慣性還要振動一會兒，那么形成的波不會立即停止，故A錯誤；機械波是機械振動在介質中傳播的過程，有機械振動不一定有機械波，還必須有傳播振動的介質，故B錯誤；波在介質中傳播，不是介質質點由近及遠的遷移過程，而是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程，故C錯誤，D正確。]
知識點二
例3 BCD　[根據“帶動法”可知，質點C在t時刻的振動方向向上，故A錯誤；t 時刻，波剛傳到B點，且B點起振方向向上，由波的傳播特點知，所有質點起振方向均相同，即A、C、D、B的起振方向均向上，故B、C、D正確。]
訓練2 C　[由于波向右傳播，根據“帶動法”可知質點a、b向下振動，質點c向上振動，并且質點a恰好通過平衡位置，速率最大，故C正確。]
知識點三
導學　提示　(1)相互垂直。(2)在同一條直線上。
知識梳理
1.垂直　2.同一直線上
[思考]
1.提示　沒有，縱波中也只是振動形式在傳播。
2.提示　先上下顛簸，后左右搖動。
例4 C　[橫波質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，縱波質點的振動方向與波的傳播方向有時相同，有時相反，故選項A、B錯誤，C正確；介質中的質點都是在平衡位置附近做往復運動，不會隨波遷移，故選項D錯誤。]
訓練3 (1)橫波　(2)向上
解析　(1)因為質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，所以該機械波是橫波。
(2)質點Q的起振方向與波源的起振方向相同。由“帶動法”知，質點Q的起振方向是向上的，所以P點從平衡位置剛開始振動時，是朝上運動的。
隨堂對點自測
1.AB　[機械波的產生條件是有波源和介質。由于介質中的質點之間相互作用，一個質點的振動帶動相鄰質點的振動并由近及遠傳播而形成波，選項A、B正確；波的傳播速度是波形由波源向外傳播的速度，而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發生變化，選項C錯誤；波源一旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播，當波源停止振動時，介質仍然繼續傳播波源振動的運動形式，不會因波源停止振動而立即停止傳播，選項D錯誤。]
2.D　[波傳播時，離波源遠的質點的振動落后于離波源近的質點的振動，并跟隨著離波源近的質點振動，由此可知，A向下運動，B、C、D向上運動，E、F向下運動，故質點A和質點C的速度方向相反，質點D和質點F的速度方向相反，選項A、B、C錯誤；此時B和C都向上運動，所以B比C先到達最大位移處，并先回到平衡位置，選項D正確。]
3.C　[橫波與縱波是根據波的傳播方向與質點的振動方向之間的關系區分的。如果兩者的方向在同一條直線上，則該波就是縱波；如果兩者的方向相互垂直，則該波就是橫波，故C正確，A、B、D錯誤。](共46張PPT)
第一節　機械波的產生和傳播
第三章　機械波
1.知道機械波產生的條件，理解機械波的形成過程和傳播特點。
2.會根據波形判斷頂點的振動方向。
3.知道縱波和橫波的概念。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　質點的振動方向和起振方向的判定
知識點一　機械波的產生與傳播
知識點三　橫波與縱波
知識點一　機械波的產生與傳播
　　　如圖所示，手拿繩的一端，上下振動一次，使繩上形成一個凸起狀態，隨后形成一個凹落狀態，可以看到，這個凸起狀態和凹落狀態在繩上從一端向另一端移動。這種振動形式的傳播稱為機械波。如果在繩子上某處做一紅色標記，觀察這一紅色標記的運動。
(1)紅色標記有沒有隨波遷移？
(2)當手停止抖動后，繩上的波會立即停止嗎？
提示　(1)沒有，紅色標記只在豎直方向上下振動。
(2)不會，當手停止抖動后，波仍向右傳播。
1.機械波：機械振動在______中的傳播。
2.機械波產生的條件
(1)波源：產生機械波的________。
(2)介質：傳播機械振動的媒介。
媒介
振動源
3.機械波的傳播
(1)原因：波源帶動相鄰質點做______振動，該質點振動后會同樣帶動其相鄰質點做受迫振動。
(2)特點：①機械波傳播的是振動的__________。
②波是傳遞______的一種方式。
③每個質點只是在__________附近做上下振動，并未形成沿機械波傳播方向的移動。
④各質點都在做受迫振動，所以各質點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同。
⑤離波源越遠，質點振動越滯后，但每一個質點的起振方向均與波源起振方向相同。
受迫
運動形式
能量
平衡位置
4.機械波的形成
【思考】　在月球上，兩個宇航員通話時，即使離的再近，聲波也無法傳到對方耳朵里，必須借助無線電通信，請說明其中的道理。
提示　聲波屬于機械波，傳播需要介質，月球上沒有空氣，故無法傳播。
甲
乙
答案　見解析
波動過程中介質中各質點的運動特點
波動過程中介質中各質點的振動周期都與波源的振動周期相同，其運動特點可用三句話來描述：
(1)先振動的質點帶動后振動的質點。
(2)后振動的質點重復前面質點的振動。
(3)后振動的質點的振動狀態落后于先振動的質點的振動狀態。
概括起來就是“帶動、重復、落后”。　　　　
AC
訓練1 (多選)T時刻的波形如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.質點1帶動質點2是通過繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點均做受迫振動
B.每個質點開始運動后，均在水平方向做勻速運動，在豎直方向做簡諧運動
C.繩上的每一個質點開始振動時，方向都向上，振動周期都相同
D.繩上波的傳播過程也是能量的傳遞過程，每個質點均做等幅振動，故每個質點的機械能均守恒
解析　質點1帶動質點2是通過繩上質點間的彈力實現的，因此每個質點都做受迫振動，A正確；每個質點開始振動后，只在豎直方向做簡諧運動，水平方向上不隨波遷移，B錯誤；繩子上每一個質點的起振方向都相同，振動周期都等于波源的振動周期，C正確；波的傳播過程也是能量的傳遞過程，每個質點均做受迫振動，合外力不為零，故每個質點的機械能并不守恒，D錯誤。
D
角度2　振動和波的關系
例2 (2024·湖北襄陽高二期中)關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　)
A.如果波源停止振動，在介質中傳播的波也立即停止
B.發聲體在振動時，一定會產生聲波
C.波動的過程是介質質點由近及遠的遷移過程
D.波動的過程是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程
解析　機械波依靠介質傳播，如果振源停止振動，已經振動的質點，質點具有慣性還要振動一會兒，那么形成的波不會立即停止，故A錯誤；機械波是機械振動在介質中傳播的過程，有機械振動不一定有機械波，還必須有傳播振動的介質，故B錯誤；波在介質中傳播，不是介質質點由近及遠的遷移過程，而是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程，故C錯誤，D正確。
振動和波動的區別與聯系
(1)振動是波動的原因，波動是振動的結果；有波動必然有振動，有振動不一定有波動。
(2)簡諧波中各質點振動的性質、頻率和振幅與波源相同。　　　　
知識點二　質點的振動方向和起振方向的判定
“帶動法”判定質點的振動方向
(1)原理：先振動的質點帶動鄰近的后振動的質點。
(2)方法：在質點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′，P′為先振動的質點，若P′在P上方，則P向上運動，若P′在P下方，則P向下運動，如圖所示。
BCD
例3 (多選)如圖所示，一列繩波沿著繩由左向右傳播，A是波源，t時刻，波剛傳到B點。下列說法正確的是(　　　)
A.質點C在t時刻的振動方向向下
B.質點D的起振方向與A相同
C.質點B在t時刻的振動方向向上
D.波源A開始振動時振動方向向上
解析　根據“帶動法”可知，質點C在t時刻的振動方向向上，故A錯誤；t 時刻，波剛傳到B點，且B點起振方向向上，由波的傳播特點知，所有質點起振方向均相同，即A、C、D、B的起振方向均向上，故B、C、D正確。
C
訓練2 用手上下抖動繩的一端，產生一列向右傳播的橫波。某時刻波形如圖，其中a、b、c是繩上的三個質點，則(　　)
A.a向上振動
B.c向下振動
C.a速率最大
D.b速率最大
解析　由于波向右傳播，根據“帶動法”可知質點a、b向下振動，質點c向上振動，并且質點a恰好通過平衡位置，速率最大，故C正確。
知識點三　橫波與縱波
　　　(1)圖甲是繩波，其中質點的振動方向與波的傳播方向是什么關系？
(2)圖乙是聲波，其中質點的振動方向與波的傳播方向是什么關系？
提示　(1)相互垂直。(2)在同一條直線上。
1.橫波：介質質點的振動方向與波的傳播方向______的機械波。
2.縱波：傳播方向和質點的振動方向在____________的機械波。
垂直
同一直線上
3.橫波與縱波的比較
名稱 項目　　 橫波 縱波
概念 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直 在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向在同一條直線上
實例 抖動繩子產生的橫波
擠壓彈簧產生的縱波
介質 不能在氣體介質中傳播 在固體、液體和氣體介質中均能傳播
【思考】
1.橫波中只是振動形式在傳播，質點并沒有隨波遷移?？v波中質點有沒有隨波一起遷移？
提示　沒有，縱波中也只是振動形式在傳播。
2.地震波中既有縱波又有橫波，且在地殼中傳播時，縱波速度大于橫波。在地震時，當地居民感受到的振動應該是怎樣的？
提示　先上下顛簸，后左右搖動。
C
例4 (2024·四川成都高二期中)關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
A.對于橫波和縱波，質點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反
B.對于縱波，質點的振動方向與波的傳播方向一定相同
C.波沿水平方向傳播，質點在豎直方向上下振動，這類波是橫波
D.形成縱波的質點，隨波一起遷移
解析　橫波質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，縱波質點的振動方向與波的傳播方向有時相同，有時相反，故選項A、B錯誤，C正確；介質中的質點都是在平衡位置附近做往復運動，不會隨波遷移，故選項D錯誤。
訓練3 如圖是以質點P為波源的機械波在繩上傳到質點Q時的波形。
(1)請判斷此機械波的類型；
(2)P點從平衡位置剛開始振動時，是朝著哪個方向運動的？
答案　(1)橫波　(2)向上
解析　(1)因為質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，所以該機械波是橫波。
(2)質點Q的起振方向與波源的起振方向相同。由“帶動法”知，質點Q的起振方向是向上的，所以P點從平衡位置剛開始振動時，是朝上運動的。
隨堂對點自測
2
AB
1.(振動與波的關系)(多選)關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　)
A.振動是波的成因，波是振動的傳播
B.振動是單個質點呈現的運動現象，波是許多質點聯合起來呈現的運動現象
C.波的傳播速度就是質點振動的速度
D.波源停止振動時，波立即停止傳播
解析　機械波的產生條件是有波源和介質。由于介質中的質點之間相互作用，一個質點的振動帶動相鄰質點的振動并由近及遠傳播而形成波，選項A、B正確；波的傳播速度是波形由波源向外傳播的速度，而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發生變化，選項C錯誤；波源一旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播，當波源停止振動時，介質仍然繼續傳播波源振動的運動形式，不會因波源停止振動而立即停止傳播，選項D錯誤。
D
2.(質點的振動方向和起振方向的判定)一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質點，下列說法正確的是(　　)
A.質點B向右運動
B.質點D和質點F的速度方向相同
C.質點A和質點C的速度方向相同
D.從此時算起，質點B比質點C先回到平衡位置
解析　波傳播時，離波源遠的質點的振動落后于離波源近的質點的振動，并跟隨著離波源近的質點振動，由此可知，A向下運動，B、C、D向上運動，E、F向下運動，故質點A和質點C的速度方向相反，質點D和質點F的速度方向相反，選項A、B、C錯誤；此時B和C都向上運動，所以B比C先到達最大位移處，并先回到平衡位置，選項D正確。
C
3.(橫波與縱波)區分橫波和縱波是根據(　　)
A.是否沿水平方向傳播
B.質點振動的方向和波傳播的遠近
C.質點振動的方向和波傳播方向的關系
D.質點振動的快慢
解析　橫波與縱波是根據波的傳播方向與質點的振動方向之間的關系區分的。如果兩者的方向在同一條直線上，則該波就是縱波；如果兩者的方向相互垂直，則該波就是橫波，故C正確，A、B、D錯誤。
課后鞏固訓練
3
BC
基礎對點練
題組一　機械波的產生與傳播
1.(多選)關于機械波的形成，下列說法正確的是(　　)
A.物體做機械振動，一定產生機械波
B.后振動的質點總是跟著先振動的質點重復振動，只是時間上落后一步
C.參與振動的質點的振動頻率都相同
D.機械波是介質隨波遷移
解析　若只有物體振動，而周圍沒有傳播這種振動的介質，振動不可能由近及遠傳播出去形成機械波，故A錯誤；機械波中各振動質點都在重復波源的振動，振動頻率都等于波源的頻率，只是離波源越遠，振動步調越落后，故B、C正確；機械波中介質各質點只在自己平衡位置附近振動，不隨波遷移，故D錯誤。
AC
2.(多選)關于波的形成和特點，下列說法正確的是(　　)
A.隨著波的傳播，介質中各質點都在各自的平衡位置附近振動
B.隨著波的傳播，介質中的各質點也將由近及遠地遷移出去
C.傳播波的過程中相鄰各質點間必有相互作用力
D.某一橫波在介質中沿水平方向傳播，介質中的質點必沿豎直方向上下振動
解析　隨著波的傳播，介質中各質點都在各自的平衡位置附近來回振動，不隨波遷移，故A正確，B錯誤；波源的振動使質點由近及遠依次被帶動，且與波源振動相同，同時總滯后前一個質點，故C正確；某一水平方向的橫波在介質中傳播，介質中的質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，不一定沿豎直方向上下振動，故D錯誤。
D
題組二　質點的振動方向和起振方向的判定
3.一列橫波沿x軸正方向傳播，某時刻的波形如圖所示，質點a、b均處于平衡位置。則下列說法正確的是(　　)
A.該時刻質點a正向下運動
B.該時刻質點b正向上運動
C.該時刻質點a、b的速度相同
D.質點a、b的振動周期相同
解析　由“帶動法”知該時刻質點a正向上運動，質點b正向下運動，A、B錯誤；該時刻質點a、b速度大小相等，但方向相反，C錯誤；質點a、b的振動周期都等于波源的振動周期，D正確。
B
4.振源A帶動細繩上下振動，某時刻在繩上形成的橫波波形如圖所示，規定繩上各質點向上運動的方向為位移x的正方向，從波傳播到細繩上的P點開始計時，下列四幅x－t圖像中能表示P點振動圖像的是(　　)
解析　由波形圖結合題意可知，波向右傳播，開始計時時P點在平衡位置且將向下振動，故B正確。
A
5.一張骨牌倒下時引起了相鄰骨牌依次倒下的現象，一陣風吹過麥地形成了麥浪滾滾的景象。關于骨牌和麥浪的運動，下列說法正確的是(　　)
A.骨牌的運動形成了波，麥子的運動形成的不是波
B.麥子的運動形成了波，骨牌的運動形成的不是波
C.麥浪和骨牌的運動都形成了波
D.麥浪和骨牌的運動都沒有形成波
解析　當物體的某一部分發生振動時，其余各部分由于質點的相互作用也會相繼振動起來，物體本身沒有相應的移動，所以骨牌的運動形成了波，麥浪是在持續的風力作用下形成的，風力停止，麥浪也會停止，而不是繼續傳播，所以麥子的運動形成的不是波，所以A正確，B、C、D錯誤。
D
題組三　橫波與縱波
6.下列說法正確的是(　　)
A.質點在豎直方向振動的波為橫波
B.在水平方向傳播的波為橫波
C.只有質點振動方向為豎直的，波的傳播方向為水平的波為橫波
D.只要質點振動方向和波的傳播方向垂直的波就是橫波
解析　判定一列波是否是橫波的依據是質點的振動方向和波的傳播方向是否垂直，選項D正確。
C
7.沿繩傳播的一列機械波，當波源突然停止振動時，有(　　)
A.繩上各質點同時停止振動，橫波立即消失
B.繩上各質點同時停止振動，縱波立即消失
C.離波源較近的質點先停止振動，較遠的質點稍后停止振動
D.離波源較遠的質點先停止振動，較近的質點稍后停止振動
解析　機械波向前傳播時，各個質點都在振動，一旦波源停止振動，離波源較近的質點先停止振動，離波源較遠的質點后停止振動，故C正確。
A
綜合提升練
8.如圖所示，1、2、3、4…是某繩(可認為是均勻介質)上一系列等間距的質點，開始時繩處于水平方向，質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質點1開始向下運動，經過二分之一周期時，質點9開始運動，則在二分之一周期時刻，下列說法正確的是(　　)
A.質點3向上運動
B.質點5所受回復力為零
C.質點6的加速度向下
D.質點9的振幅為零
解析　經過二分之一周期時質點9開始向下運動，其位移為零，但振幅不為零，選項D錯誤；質點5到達最低點，質點3向上運動，選項A正確；質點5離平衡位置最遠，此時的回復力最大，選項B錯誤；質點6位于平衡位置下方向下運動，加速度向上，選項C錯誤。
ABC
9.(多選)如圖所示為一列機械波在某一時刻的形狀，此時刻質點F的振動方向如圖所示。則(　　　)
A.該波的波源在F點右側
B.質點C比質點B先回到平衡位置
C.質點E此時刻向下振動
D.質點C此時刻的加速度為零
解析　由波形圖和質點F的振動方向，根據“帶動法”可知波源在右側，故該波向左傳播，A正確；由于該波向左傳播，根據“帶動法”可知質點E此刻向下振動，質點B向上振動，此時質點C在最大位移處也將向下運動，故質點C比質點B先回到平衡位置，B、C正確；因質點C在最大位移處，故其加速度最大，D錯誤。
C
10.一列波在介質中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時刻的波形圖，并且此時振動還只發生在M、N之間，已知此波的周期為T，Q質點的速度方向在波形圖中是向下的，下列說法正確的是(　　)
11.如圖甲所示為波源的振動圖像，圖乙為均勻介質中同一條直線上等間距的質點在t＝1 s時的振動狀態，其中質點4剛開始振動。請在圖丙中畫出t＝5 s時質點的振動狀態。
甲 乙
丙
答案　見解析圖
解析　根據波傳播的規律知t＝5 s時，波源出現在正的最大位移處，質點16起振。如圖所示。
B
培優加強練
12.(2024·廣東佛山高二期中)某同學設計了如圖甲所示的地震測量裝置，水平方向X和豎直方向Y的構造相同。在某次測量中發現Y方向上位移傳感器先出現圖像，經過0.5 s后X方向上位移傳感器也開始出現圖像，其振動圖像如圖乙所示，已知當地P波的傳播速度是6 km/s，S波的傳播速度是4 km/s，則(　　)
A.X方向傳感器接收到的是P波振動
B.該地震波的振動周期是0.1 s
C.該次地震中心與測試點距離10 km
D.兩重球處于平衡位置時彈簧彈力均為0
解析　P波的傳播速度較快，根據題意經過0.5 s后X方向上位移傳感器也開始出現圖像，所以X方向傳感器接收到的是Q波振動，故A錯誤；根據Y方向的振動圖像可知5T＝0.5 s，解得T＝0.1 s，故B正確；根據題意可知6t＝4(t＋0.5)，該次地震中心與測試點距離為s＝6t＝6 km，故C錯誤；Y方向的重球處于平衡位置時彈簧彈力等于重球的重力，故D錯誤。

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