資源簡介

第1節　第1課時　波的形成
選擇題1～10題，每小題9分，共90分。
基礎對點練
題組一　波的形成與傳播
1．關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　)
如果波源停止振動，在介質中傳播的波也立即停止傳播
發聲體在振動時，一定會產生聲波
波動的過程是介質中的質點由近及遠的傳播過程
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
2.一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉(如圖)，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是(　　)
樹葉慢慢向湖心運動
樹葉慢慢向湖岸漂去
在原處上下振動
沿著波紋做圓周運動
3.(多選)(2024·北京十一學校期末)如圖所示，手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的其他質點振動形成簡諧波，該波沿水平方向傳播。繩上有另一質點P，t＝0時，O點位于最高點，P點位于最低點，則(　　)
t＝時，P點位于平衡位置
t＝時，P點的速度方向水平向右
P點的起振方向與O點的起振方向相反
P點的起振方向與O點的起振方向相同
4.如圖為波沿著一條右端固定的繩子傳播到B點的波形示意圖，由圖可判斷出A開始振動的方向是(　　)
向左 向右 向上 向下
5.以質點P為振源的機械波在繩上傳到質點Q時的波形如圖所示，下列說法正確的是(　　)
繩波傳播不需要介質
質點P的起振方向向上
繩中質點帶動右側相鄰的質點振動
當質點P停止振動時，繩波立即消失
題組二　波的分類
6．(多選)關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
質點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波
質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波
橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部
地震波是橫波，聲波是縱波
7．某地區地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖所示)。在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開始振動，則(　　)
P先開始振動，震源距地震儀約36 km
P先開始振動，震源距地震儀約25 km
H先開始振動，震源距地震儀約36 km
H先開始振動，震源距地震儀約25 km
8．2019年6月17日，四川省長寧縣發生地震，成都提前61秒收到預警，成都高新減災研究所通過社區喇叭、手機短信、電視等途徑向社區居民發布預警信息，如圖所示是電視中正在播放的體育頻道插播了從61秒到45秒倒計時時刻的畫面。已知：地震發生時主要發出縱波和橫波，縱波振動方向與波傳播方向一致，而橫波振動方向與波傳播方向垂直，縱波傳播速度約為8 km/s，橫波傳播速度約為4 km/s，一般來說縱波的振幅比橫波小。下列說法正確的是(　　)
一般來說，縱波造成的危害比橫波大
在震源中心地區的人們先感受到上下震動，過一小會兒再感受到水平晃動
根據以上信息可以推斷長寧縣距離成都市不足200 km
該新聞說明人類已經掌握了在地震發生前提前“預測地震”技術
綜合提升練
9.一列機械波在x軸上傳播，某時刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個質點，a正在向上運動。由此可知(　　)
該波沿x軸負方向傳播
該時刻，c正在向上運動
該時刻以后，b比c先到達平衡位置
該時刻，b的速率比c的速率大
10．(多選)如圖所示是繩波形成過程的示意圖。質點1在外力作用下做簡諧運動，帶動其余質點依次上下振動。在t＝時，質點1到達波峰，質點5剛開始振動。下列說法正確的是(　　)
質點5和質點1的振動頻率相同
在t＝時，質點4加速度方向向上
從t＝T開始的一小段時間內，質點11的速度正在減小
從t＝T開始的一小段時間內，質點16的加速度正在增大
11.(10分)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)(2分)請判斷此機械波的類型；
(2)(2分)判斷圖示時刻Q質點的振動方向；
(3)(3分)P點從平衡位置剛開始振動時，是朝著哪個方向運動的？
(4)(3分)此波的形成是否是P質點移動到Q質點形成的？
第1節　第1課時　波的形成
1.D　[波源停止振動，介質中的質點仍然在振動，所以波仍繼續傳播，選項A錯誤；產生機械波的條件之一是必須有介質，選項B錯誤；在振動過程中介質中的質點不隨波的傳播而遷移，只是向外傳播信息和能量，選項C錯誤，D正確。]
2.C　[波在傳播過程中，只傳遞振動形式、能量和波源所發出的信息，而各質點不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動，故C正確。]
3.AD　[0～時，P點從最低點向平衡位置運動，時P點位于平衡位置，故A正確；t＝時，P點的速度方向向上，向平衡位置運動，故B錯誤；每一個質點的起振方向都跟波源的起振方向相同，故C錯誤，D正確。]
4.C　[波的傳播過程中各質點的振動是在振源的帶動下依次進行的，所以每個質點開始的振動方向一定和振源的起振方向相同，從圖中可知B點將開始向上振動，所以A的起振方向向上，故C正確。]
5.B　[繩波是機械波，任何機械波的傳播都需要介質，故A錯誤；質點Q的起振方向向上，質點P為振源，則質點P的起振方向也向上，故B正確；波向左傳播，則繩中質點帶動左側相鄰的質點振動，故C錯誤；振源停止振動時，繩波不會立即消失，故D錯誤。]
6.ABC　[質點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波，A正確；質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波，B正確；橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部，C正確；地震波有橫波也有縱波，空氣中的聲波是縱波，D錯誤。]
7.A　[因為橫波速度小于縱波速度，所以P先開始振動。由＋5 s＝，可得x＝36 km，則選項A正確，B、C、D錯誤。]
8.B　[根據題中信息可知，地震波分為縱波和橫波，縱波傳播快，破壞性弱；橫波傳播慢，破壞性強，故A錯誤；地震波從深處傳到地表，縱波傳播速度快，在震源中心地區的人們先感受到上下晃動，過一小會兒再感受到水平晃動，故B正確；從成都收到預警到縱波到達成都，縱波傳播的距離為s＝vt＝8 km/s×61 s＝488 km，故C錯誤；監測到地震時地震已經發生，說明不可預測，故D錯誤。]
9.C　[在題圖所示時刻，a正在向上振動，由“帶動法”可知波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；根據波形和波的傳播方向可判斷出，該時刻，c正在向下運動，故B錯誤；由題圖知，b向上振動、c向下振動，所以b比c先到達平衡位置，故C正確；在題圖所示時刻，b距離平衡位置比c遠，則b比c的速率小，故D錯誤。]
10.AD　[繩波中各質點均做受迫振動，所以質點5和質點1的振動頻率相同，A正確；在t＝時，質點4運動到平衡位置上方，加速度的方向指向平衡位置，即向下，B錯誤；從t＝T開始的一小段時間內，質點11在平衡位置上方，向下振動，速度正在增大，C錯誤；從t＝T開始的一小段時間內，質點16在平衡位置的上方，向上振動，加速度正在增大，D正確。]
11.(1)橫波　(2)向上　(3)向上　(4)不是
解析　(1)各質點的振動方向與傳播方向相互垂直，是橫波。
(2)P點為波源，Q點在右側質點的帶動下將向上振動。
(3)由(2)可知，當波恰好傳到Q點時，Q點起振方向向上，故波源P點從平衡位置開始振動時的方向也向上。
(4)機械波只是傳播振動形式，質點并不隨波遷移。第1課時　波的形成
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.知道縱波和橫波的概念。
3.理解波的圖像的物理意義，能通過圖像獲取相關信息。
知識點一　波的形成與傳播
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。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.波的定義
機械振動在________中傳播形成的波稱為機械波，簡稱波。
2.形成條件
(1)波源：做機械振動的物體。
(2)介質：能傳播波的________。
3.機械波的形成
4.機械波的特點
(1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息，介質中各質點本身并不隨波的傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動。
(2)波動過程介質中的各個質點都做受迫振動，各個質點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。
(3)各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。
(4)不考慮能量損失時，各質點振動的振幅相同。
思考 如圖所示，是某繩波形成過程的示意圖，質點1在外力作用下垂直直線方向做簡諧運動，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開始向上運動，t＝時，1質點到達最上方，5質點開始向上運動，試畫出t＝、t＝、t＝T時刻各質點的位置示意圖，并標明振動方向，回答下列問題：
(1)t＝時，質點8、12、16的運動狀態(是否運動、運動方向)如何？
(2)t＝時，質點8、12、16的運動狀態如何？
(3)t＝T時，質點8、12、16的運動狀態如何？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 (多選)關于振動和波，下列說法正確的是(　　)
A.如果波源停止振動，介質中所有質點也立即停止振動
B.參與振動的質點有相同的頻率
C.有振動一定有波，但有波不一定有振動
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
歸納提升　振動和波動的區別與聯系
振動 波動
區別 研究對象 單個質點在平衡位置附近的往復運動，研究的是單個質點的“個體行為” 振動在介質中的傳播，研究的是大量質點將波源振動傳播的“群體行為”
力的來源 可以由作用在物體上的各種性質力提供 聯系介質中各質點的彈力
運動性質 質點做變速運動 在均勻介質中是勻速直線運動
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)波動的性質、頻率和振幅與波源相同。
例2 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
“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。
　　
知識點二　波的分類
如圖所示。
(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.根據質點的振動方向和波的傳播方向之間的關系，可把機械波分為________和________兩類。
2.橫波
(1)定義：質點的振動方向與波的傳播方向________的波稱為橫波。
(2)描述
①波峰：橫波凸起的________處。
②波谷：橫波凹下的________處。
3.縱波
(1)定義：質點的振動方向與波的傳播方向在____________上的波稱為縱波。
(2)描述
①密部：質點分布最____的地方。
②疏部：質點分布最____的地方。
思考 地震是重大的自然災害，地震后的情境如圖所示。當地震發生時，地震波在地球內部和地表傳播，有時使人感到左右搖晃，有時使人感到上下顛簸。請思考：
(1)地震波是橫波還是縱波？
(2)橫波與縱波的根本區別是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
A.振源上下振動形成的波是橫波
B.振源水平振動形成的波是縱波
C.波沿水平方向傳播，質點上下振動，這類波是橫波
D.質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波
歸納提升　橫波與縱波的比較
橫波 縱波
定義 質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波 質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波
介質 一般在固體介質中傳播 在固體、液體和氣體介質中均能傳播
特征 在波動中交替、間隔出現波峰和波谷 在波動中交替、間隔出現密部和疏部
實物波形
訓練 (多選)關于介質中質點的振動方向和波的傳播方向，下列說法中正確的是(　　)
A.在橫波中二者方向有時相同
B.在橫波中二者方向一定不同
C.在縱波中二者方向有時相同
D.在縱波中二者方向一定不同
隨堂對點自測
1.(波的形成與傳播)(魯科版教材P67圖3－3改編)在一條軟繩上選18個等間距的質點，質點1在外力作用下首先向上振動，其余質點在相互作用力的帶動下依次振動，從而形成簡諧波，由波的形成及圖示可知，下列說法中正確的是(　　)
A.每個質點均在其平衡位置附近自由振動
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守恒
2.(波的形成與傳播)(多選)如圖甲所示，人用手握住繩子左端，將繩拉平后沿豎直方向上下抖動，則可在繩中形成一列機械波。開始抖動為0時刻，t時刻繩中各質點的位置和波形如圖乙所示，質點1和5分別位于下方和上方最大位移處。則下列說法正確的是(　　)
A.質點1和5加速度相同
B.質點3和7的速度相同
C.0時刻，人豎直向上抖動繩子左端
D.質點4和6的位移相同
3.(波的分類)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
第1課時　波的形成
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.介質　2.(2)物質
[思考] 提示　由于質點間的相互作用，前面的質點帶動后面的質點振動，所以后面的質點總是滯后于前面的質點。各質點在t＝、T、T情況，如圖所示.
INCLUDEPICTURE"L163.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024(秋)物理 選擇性必修 第一冊 魯科版\\學生WORD文檔\\L163.tif" \* MERGEFORMATINET
INCLUDEPICTURE"L164.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024(秋)物理 選擇性必修 第一冊 魯科版\\學生WORD文檔\\L164.tif" \* MERGEFORMATINET
(1)由甲圖可知，t＝時，質點8未達到最高點，正在向上振動，質點12、16未振動。
(2)由乙圖可知，t＝時，質點8正在向下振動，質點12向上振動，質點16未振動。
(3)由丙圖可知，t＝T時，質點8、12正在向下振動，質點16向上振動。
例1 BD　[波的傳播過程中，波源停止振動，已經振動的質點，由于慣性還會振動一會兒，故A錯誤；參與振動的質點有相同的頻率，都等于波源的振動頻率，故B正確；要想產生波，必須有波源和介質，若沒有介質則不會形成波，故有波必有振動，但有振動不一定有波，故C錯誤；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，故D正確。]
例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，并跟隨著近的質點振動，質點D跟隨C向上運動，質點F跟隨E向下運動。同理，A向下運動，C向上運動，B、C錯誤；由于此時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，A錯誤，D正確。]
知識點二
導學　提示　(1)相互垂直。
(2)在同一條直線上。
知識梳理
1.橫波　縱波　2.(1)垂直　(2)①最高　②最低
3.(1)同一直線　(2)①密　②疏
[思考] 提示　(1)地震波既有橫波成分也有縱波成分。
(2)橫波與縱波的根本區別是質點的振動方向與波的傳播方向之間的聯系。
例3 C　[根據橫波和縱波的概念，質點的振動方向與波的傳播方向垂直的波叫作橫波，質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫作縱波，并不是上下振動與水平振動的問題，A、B錯誤，C正確；質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，波的傳播方向與質點的振動方向也可能垂直，D錯誤。]
訓練 BC　[在橫波中質點振動方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故選項A錯誤，B正確；在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同，也可以相反，故選項C正確，D錯誤。]
隨堂對點自測
1.C　[質點1帶動質點2是利用繩子上質點間的彈力實現的，因此每個質點均做受迫振動，A錯誤；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，振動周期等于波源振動周期，C正確；波的傳播過程也是能量的傳遞過程，所受合力不為零，雖然每個質點均做等幅振動，但是每個質點的機械能并不守恒，D錯誤。]
2.CD　[由題圖可知t時刻，質點1的加速度方向向上，質點5的加速度方向向下，故A錯誤；由題圖可知t時刻，質點3和7處于平衡位置，速度大小相等，方向相反，故B錯誤；由題圖可知t時刻，質點7開始向上振動，根據波的傳播是由前一個質點帶動后一個質點可知，起始時，人豎直向上抖動繩子左端，故C正確；由題圖可知質點4和6的位移相同，故D正確。]
3.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。](共46張PPT)
第1節　波的形成和描述
第1課時　波的形成
第3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.知道縱波和橫波的概念。
3.理解波的圖像的物理意義，能通過圖像獲取相關信息。
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　波的分類
知識點一　波的形成與傳播
知識點一　波的形成與傳播
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。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.波的定義
機械振動在______中傳播形成的波稱為機械波，簡稱波。
2.形成條件
(1)波源：做機械振動的物體。
(2)介質：能傳播波的______。
介質
物質
3.機械波的形成
4.機械波的特點
(1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息，介質中各質點本身并不隨波的傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動。
(2)波動過程介質中的各個質點都做受迫振動，各個質點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。
(3)各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。
(4)不考慮能量損失時，各質點振動的振幅相同。
BD
例1 (多選)關于振動和波，下列說法正確的是(　　)
A.如果波源停止振動，介質中所有質點也立即停止振動
B.參與振動的質點有相同的頻率
C.有振動一定有波，但有波不一定有振動
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　波的傳播過程中，波源停止振動，已經振動的質點，由于慣性還會振動一會兒，故A錯誤；參與振動的質點有相同的頻率，都等于波源的振動頻率，故B正確；要想產生波，必須有波源和介質，若沒有介質則不會形成波，故有波必有振動，但有振動不一定有波，故C錯誤；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，故D正確。
歸納提升　振動和波動的區別與聯系
例2 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，并跟隨著近的質點振動，質點D跟隨C向上運動，質點F跟隨E向下運動。同理，A向下運動，C向上運動，B、C錯誤；由于此時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，A錯誤，D正確。
D
“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。
知識點二　波的分類
如圖所示。
(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.根據質點的振動方向和波的傳播方向之間的關系，可把機械波分為______和______兩類。
2.橫波
(1)定義：質點的振動方向與波的傳播方向______的波稱為橫波。
(2)描述
①波峰：橫波凸起的______處。
②波谷：橫波凹下的______處。
橫波
縱波
垂直
最高
最低
3.縱波
(1)定義：質點的振動方向與波的傳播方向在__________上的波稱為縱波。
(2)描述
①密部：質點分布最____的地方。
②疏部：質點分布最____的地方。
同一直線
密
疏
【思考】 地震是重大的自然災害，地震后的情境如圖所示。當地震發生時，地震波在地球內部和地表傳播，有時使人感到左右搖晃，有時使人感到上下顛簸。請思考：
(1)地震波是橫波還是縱波？
(2)橫波與縱波的根本區別是什么？
提示　(1)地震波既有橫波成分也有縱波成分。
(2)橫波與縱波的根本區別是質點的振動方向與波的傳播方向之間的聯系。
C
例3 關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　　)
A.振源上下振動形成的波是橫波
B.振源水平振動形成的波是縱波
C.波沿水平方向傳播，質點上下振動，這類波是橫波
D.質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波
解析　根據橫波和縱波的概念，質點的振動方向與波的傳播方向垂直的波叫作橫波，質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫作縱波，并不是上下振動與水平振動的問題，A、B錯誤，C正確；質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，波的傳播方向與質點的振動方向也可能垂直，D錯誤。
歸納提升　橫波與縱波的比較
橫波 縱波
定義 質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波 質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波
介質 一般在固體介質中傳播 在固體、液體和氣體介質中均能傳播
特征 在波動中交替、間隔出現波峰和波谷 在波動中交替、間隔出現密部和疏部
橫波 縱波
實物波形
訓練 (多選)關于介質中質點的振動方向和波的傳播方向，下列說法中正確的是(　　)
A.在橫波中二者方向有時相同
B.在橫波中二者方向一定不同
C.在縱波中二者方向有時相同
D.在縱波中二者方向一定不同
解析　在橫波中質點振動方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故選項A錯誤，B正確；在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同，也可以相反，故選項C正確，D錯誤。
BC
隨堂對點自測
2
C
1.(波的形成與傳播)(魯科版教材P67圖3－3改編)在一條軟繩上選18個等間距的質點，質點1在外力作用下首先向上振動，其余質點在相互作用力的帶動下依次振動，從而形成簡諧波，由波的形成及圖示可知，下列說法中正確的是(　　)
A.每個質點均在其平衡位置附近自由振動
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守恒
解析　質點1帶動質點2是利用繩子上質點間的彈力實現的，因此每個質點均做受迫振動，A錯誤；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，振動周期等于波源振動周期，C正確；波的傳播過程也是能量的傳遞過程，所受合力不為零，雖然每個質點均做等幅振動，但是每個質點的機械能并不守恒，D錯誤。
CD
2.(波的形成與傳播)(多選)如圖甲所示，人用手握住繩子左端，將繩拉平后沿豎直方向上下抖動，則可在繩中形成一列機械波。開始抖動為0時刻，t時刻繩中各質點的位置和波形如圖乙所示，質點1和5分別位于下方和上方最大位移處。則下列說法正確的是(　　)
A.質點1和5加速度相同
B.質點3和7的速度相同
C.0時刻，人豎直向上抖動繩子左端
D.質點4和6的位移相同
解析　由題圖可知t時刻，質點1的加速度方向向上，質點5的加速度方向向下，故A錯誤；由題圖可知t時刻，質點3和7處于平衡位置，速度大小相等，方向相反，故B錯誤；由題圖可知t時刻，質點7開始向上振動，根據波的傳播是由前一個質點帶動后一個質點可知，起始時，人豎直向上抖動繩子左端，故C正確；由題圖可知質點4和6的位移相同，故D正確。
C
3.(波的分類)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。
課后鞏固訓練
3
D
題組一　波的形成與傳播
1.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傳播
B.發聲體在振動時，一定會產生聲波
C.波動的過程是介質中的質點由近及遠的傳播過程
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　波源停止振動，介質中的質點仍然在振動，所以波仍繼續傳播，選項A錯誤；產生機械波的條件之一是必須有介質，選項B錯誤；在振動過程中介質中的質點不隨波的傳播而遷移，只是向外傳播信息和能量，選項C錯誤，D正確。
基礎對點練
C
2.一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉(如圖)，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是(　　)
A.樹葉慢慢向湖心運動
B.樹葉慢慢向湖岸漂去
C.在原處上下振動
D.沿著波紋做圓周運動
解析　波在傳播過程中，只傳遞振動形式、能量和波源所發出的信息，而各質點不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動，故C正確。
AD
3.(多選)(2024·北京十一學校期末)如圖所示，手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動，帶動繩上的其他質點振動形成簡諧波，該波沿水平方向傳播。繩上有另一質點P，t＝0時，O點位于最高點，P點位于最低點，則(　　)
C
4.如圖為波沿著一條右端固定的繩子傳播到B點的波形示意圖，由圖可判斷出A開始振動的方向是(　　)
A.向左 B.向右
C.向上 D.向下
解析　波的傳播過程中各質點的振動是在振源的帶動下依次進行的，所以每個質點開始的振動方向一定和振源的起振方向相同，從圖中可知B點將開始向上振動，所以A的起振方向向上，故C正確。
B
5.以質點P為振源的機械波在繩上傳到質點Q時的波形如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.繩波傳播不需要介質
B.質點P的起振方向向上
C.繩中質點帶動右側相鄰的質點振動
D.當質點P停止振動時，繩波立即消失
解析　繩波是機械波，任何機械波的傳播都需要介質，故A錯誤；質點Q的起振方向向上，質點P為振源，則質點P的起振方向也向上，故B正確；波向左傳播，則繩中質點帶動左側相鄰的質點振動，故C錯誤；振源停止振動時，繩波不會立即消失，故D錯誤。
ABC
題組二　波的分類
6.(多選)關于橫波和縱波，下列說法正確的是(　 　)
A.質點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波
B.質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波
C.橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部
D.地震波是橫波，聲波是縱波
解析　質點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波，A正確；質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波，B正確；橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部，C正確；地震波有橫波也有縱波，空氣中的聲波是縱波，D錯誤。
A
7.某地區地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖所示)。在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開始振動，則(　　)
A.P先開始振動，震源距地震儀約36 km
B.P先開始振動，震源距地震儀約25 km
C.H先開始振動，震源距地震儀約36 km
D.H先開始振動，震源距地震儀約25 km
B
8.2019年6月17日，四川省長寧縣發生地震，成都提前61秒收到預警，成都高新減災研究所通過社區喇叭、手機短信、電視等途徑向社區居民發布預警信息，如圖所示是電視中正在播放的體育頻道插播了從61秒到45秒倒計時時刻的畫面。已知：地震發生時主要發出縱波和橫波，縱波振動方向與波傳播方向一致，而橫波振動方向與波傳播方向垂直，縱波傳播速度約為8 km/s，橫波傳播速度約為4 km/s，一般來說縱波的振幅比橫波小。下列說法正確的是(　　)
A.一般來說，縱波造成的危害比橫波大
B.在震源中心地區的人們先感受到上下震動，過一小會兒再感受到水平晃動
C.根據以上信息可以推斷長寧縣距離成都市不足200 km
D.該新聞說明人類已經掌握了在地震發生前提前“預測地震”技術
解析　根據題中信息可知，地震波分為縱波和橫波，縱波傳播快，破壞性弱；橫波傳播慢，破壞性強，故A錯誤；地震波從深處傳到地表，縱波傳播速度快，在震源中心地區的人們先感受到上下晃動，過一小會兒再感受到水平晃動，故B正確；從成都收到預警到縱波到達成都，縱波傳播的距離為s＝vt＝8 km/s×61 s＝488 km，故C錯誤；監測到地震時地震已經發生，說明不可預測，故D錯誤。
C
9.一列機械波在x軸上傳播，某時刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個質點，a正在向上運動。由此可知(　　)
A.該波沿x軸負方向傳播
B.該時刻，c正在向上運動
C.該時刻以后，b比c先到達平衡位置
D.該時刻，b的速率比c的速率大
綜合提升練
解析　在題圖所示時刻，a正在向上振動，由“帶動法”可知波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；根據波形和波的傳播方向可判斷出，該時刻，c正在向下運動，故B錯誤；由題圖知，b向上振動、c向下振動，所以b比c先到達平衡位置，故C正確；在題圖所示時刻，b距離平衡位置比c遠，則b比c的速率小，故D錯誤。
AD
11.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)判斷圖示時刻Q質點的振動方向；
(3)P點從平衡位置剛開始振動時，是朝著哪個方向運動的？
(4)此波的形成是否是P質點移動到Q質點形成的？
答案　(1)橫波　(2)向上　(3)向上　(4)不是
解析　(1)各質點的振動方向與傳播方向相互垂直，是橫波。
(2)P點為波源，Q點在右側質點的帶動下將向上振動。
(3)由(2)可知，當波恰好傳到Q點時，Q點起振方向向上，故波源P點從平衡位置開始振動時的方向也向上。
(4)機械波只是傳播振動形式，質點并不隨波遷移。第1節　第2課時　波的描述
選擇題1～10題，12題，每小題8分，共88分。
基礎對點練
題組一　波的圖像
1．(多選)關于波的圖像，下列說法正確的是(　　)
波的圖像反映的是某一時刻介質中各質點的位移
若已知某一質點在某時刻的振動方向，則可以由波的圖像判斷出波的傳播方向
從波的圖像中能讀出質點的振幅和周期
在不同時刻波的圖像有可能完全相同
2．(多選)(魯科版教材P69物理聊吧改編)根據圖甲和圖乙，判斷下列說法正確的是(　　)
甲是振動圖像，乙是波的圖像
甲是波的圖像，乙是振動圖像
甲中A質點向下振，乙中B時刻質點向下振
甲中A質點向上振，乙中B時刻質點向下振
3.一列簡諧橫波在x軸上傳播，在某時刻的波形如圖所示，已知此時質點F的運動方向為沿y軸的負方向，則(　　)
此波向x軸的正方向傳播
質點D此時向上運動
質點C比質點B先回到平衡位置
質點E的振幅為零
4．(多選)(魯科版教材P74節練習3改編)取一條較長的軟繩，用手握住一端(O點)連續上下抖動，在繩上形成一列簡諧橫波。已知O點完成一次全振動所用的時間為T，某一時刻的波形如圖所示，繩上a、b兩點均處于平衡位置，下列說法正確的是(　　)
a、b兩點振動方向相同
a、b兩點的振動情況相反
再經，b點將運動到波峰位置
再經，a點將運動到b點位置
題組二　波的特征
5．如圖所示，位于介質Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，產生兩列分別沿x軸負方向與正方向傳播的機械波。若在兩種介質中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則(　　)
f1＝2f2，v1＝v2 f1＝f2，v1＝2v2
f1＝f2，v1＝0.5v2 f1＝0.5f2，v1＝v2
6.在靜止的湖面上小明和小剛分別劃著兩艘小船，有一列水波從小明的船傳向小剛的船，兩人停止劃船兩船均上下浮動，某時刻形成如圖所示波形圖，兩船分別位于波峰P點和波谷Q點，P點船經5 s第一次到波谷，則(　　)
這列波是縱波
這列波的波長為30 m
這列波的波速為6 m/s
兩船不可能同時位于平衡位置
7．在均勻介質中，各質點的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質點的距離均為s，如圖甲所示。振動從質點1開始向右傳播，質點1開始運動時的速度方向豎直向上。經過時間t，前13個質點第一次形成如圖乙所示的波形。關于這列波的周期和波速，下列說法正確的是(　　)
這列波的周期T＝
這列波的周期T＝
這列波的傳播速度v＝
這列波的傳播速度v＝
8．如圖所示，a、b、c、d是一簡諧橫波上的質點，某時刻a、d位于平衡位置且相距為9 m，c在波谷，該波的波速為2 m/s。若此時a經平衡位置向上振動，則(　　)
此波向右傳播
b點振動周期為3 s
c點運動速度大小為2 m/s
此波在a、d兩點之間傳播需3 s
綜合提升練
9．(2024·廣東珠海市期末)一列簡諧橫波從左向右以v＝2 m/s的速度傳播，某時刻的波形圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A質點再經過一個周期將傳播到D處
B質點正在向下運動
C質點再經過T回到最低點
該波的頻率為f＝20 Hz
10．圖甲中的B超成像的基本原理是探頭向人體發射一組超聲波，遇到人體組織會產生不同程度的反射。探頭接收到的超聲波信號由計算機處理，從而形成B超圖像。圖乙為血管探頭沿x軸正方向發送的簡諧超聲波圖像，t＝0時刻波恰好傳到質點M，已知此超聲波的頻率為1×107 Hz，下列說法正確的是(　　)
血管探頭發出的超聲波在血管中的傳播速度為1.4×103 m/s
質點M開始振動的方向沿y軸正方向
0～1.25×10－7 s內質點M的路程為0.175 mm
t＝1.25×10－7 s時質點M運動到橫坐標x＝35×10－2 mm處
11．(12分)(2024·福建漳州市高二統考期末)如圖甲，水袖舞是中國京劇的特技之一，因其身姿搖曳、技法神韻倍受人們喜歡。某次表演中演員甩出水袖的波浪可簡化為簡諧橫波，圖乙為該簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，圖丙為圖乙中P點的振動圖像。袖子足夠長且忽略傳播時振幅的衰減。求：
(1)(6分)該水袖舞形成的簡諧波波速大小v；
(2)(6分)經t＝1.2 s質點P運動的路程s。
培優加強練
12．(多選)一列簡諧橫波在t＝1 s時的波形圖如圖所示，a、b、c分別為介質中的三個質點，其平衡位置分別為xa＝0.5 m、xb＝2.0 m、xc＝3.5 m。此時質點b正沿y軸負方向運動，且在t＝1.5 s時第一次運動到波谷。則下列說法正確的是(　　)
該波沿x軸正方向傳播
該波的傳播速度大小為1 m/s
每經過2 s，質點a通過的路程都為1.6 m
質點c的振動方程為y＝0.4cosm
第1節　第2課時　波的描述
1.ABD　[波的圖像表示的是某一時刻介質中各質點的位移，A正確；波動是振動的傳播，質點的振動方向和波的傳播方向可以進行互判，B正確；從波的圖像中能讀出質點的振幅，但是不能讀出周期，C錯誤；波的圖像隨時間一直在變化，連續波每隔一個周期波形完全相同，D正確。]
2.BD　[波的圖像的橫坐標為波的傳播方向上各質點的平衡位置，振動圖像的橫坐標為時間，故A錯誤，B正確；甲中A質點被其左側的質點帶動向上振，乙中B時刻后質點位移由零變為負值，質點向下振，故C錯誤，D正確。]
3.C　[因為此時質點F的運動方向為沿y軸的負方向，則根據“同側法”可知，此波向x軸的負方向傳播，A錯誤；波向x軸的負方向傳播，則質點D此時向下運動，B錯誤；因為質點B向上振動，而質點C在最高點，所以質點C比質點B先回到平衡位置，C正確；質點E的位移為零，但是振幅不為零，D錯誤。]
4.BC　[根據波的傳播規律，利用帶動法可知，a點在向下運動，b點在向上運動，A錯誤，B正確；b點在向上運動，再經，b點將運動到波峰位置，C正確；質點只在平衡位置上下振動，不會隨波遷移，D錯誤。]
5.B　[同一波源的頻率相等，所以有f1＝f2，從圖中可得λ1＝2λ2，故根據公式v＝λf可得v1＝2v2，B正確，A、C、D錯誤。]
6.C　[上下振動，水平傳播，該波為橫波，A錯誤；波的波長為λ＝60 m，B錯誤；周期為T＝2×5 s＝10 s，波速為v＝＝ m/s＝6 m/s，C正確；從該時刻起，再經過兩船同時到達平衡位置，D錯誤。]
7.D　[由波的傳播特點可知，質點13開始振動的速度方向應和波源的振動方向相同，為向上方向；由“上下坡法”可知質點13當前的振動方向為向下；說明質點13已經振動了半個周期，因此波此時應傳播到質點17的位置，由v＝＝知，C錯誤，D正確；由T＝＝＝知，A、B錯誤。]
8.B　[根據“上下坡法”結合題意可知，波是向左傳播的，故A錯誤；由圖可知，這列波的波長λ＝s＝6 m，波的周期為T＝＝3 s，則b點振動周期為3 s，故B正確；c點在波谷，所以此時c點運動速度大小為0，故C錯誤；此波在a、d兩點之間傳播所需時間t＝＝4.5 s，故D錯誤。]
9.D　[A質點只在平衡位置附近振動，不會沿波的傳播方向而遷移，故A錯誤；由“上下坡法”可知B質點正在向上運動，故B錯誤；C質點再經過T回到平衡位置，故C錯誤；該波的波長為λ＝0.1 m，所以該波的頻率為f＝＝20 Hz，故D正確。]
10.A　[由圖像可知，超聲波的波長為λ＝1.4×10－4 m，故其傳播速度為v＝＝λf＝1.4×103 m/s，故A正確；由同側法可知，質點M開始振動的方向沿y軸負方向，故B錯誤；由圖可知，該波的振幅為A＝0.4 mm，周期為T＝10－7 s，1.25×10－7 s為T，故質點M的運動路程為5A＝2 mm，故C錯誤；質點只會在平衡位置上下振動，不會隨波遷移，故D錯誤。]
11.(1)0.75 m/s　(2)1.2 m
解析　(1)根據圖乙可知λ＝0.6 m，根據圖丙可知T＝0.8 s
則簡諧波的波速為v＝，解得v＝0.75 m/s。
(2)經t＝1.2 s質點P振動的路程為s＝·4A
解得s＝1.2 m。
12.BC　[由于此時質點b正沿y軸負方向運動，在t＝1.5 s時第一次運動到波谷，根據“同側法”可知，該波沿x軸負方向傳播，T＝1.5 s－1 s＝0.5 s，解得T＝2 s，由題圖可知，波長λ＝2 m，則波速v＝＝1 m/s，A錯誤，B正確；質點每經過一個周期通過的路程為4A，所以每經過2 s，質點a通過的路程都為s＝4A＝4×0.4 m＝1.6 m，C正確；t＝0時質點c應該在負向最大位移處，所以質點c的振動方程為y＝－Acos ωt＝－0.4cos(πt)m，D錯誤。]第2課時　波的描述
學習目標　1.理解波的圖像的物理意義。2.理解波速、波長、周期、頻率的關系。3.能應用波速公式進行相關計算和分析。
知識點一　波的圖像
1.波的圖像：用橫坐標x表示沿波傳播方向上各個質點的____________，用縱坐標y表示各個質點離開平衡位置的________，規定位移方向向上為正值。在坐標平面內，以________時刻________質點的x、y值描出各對應點，再把這些點用平滑曲線連接起來，就得到該時刻波的圖像，也稱波形曲線或波形。
2.簡諧波
波源做簡諧運動時，在各個時刻波的圖像是一條正弦(或余弦)曲線，這種波稱為簡諧波。
3.對波的圖像的理解
(1)波的圖像是某一時刻介質中各個質點運動情況的“定格”。
(2)簡諧波的圖像是正(余)弦曲線，介質中的質點做簡諧運動。
4.波的圖像的周期性
在波的傳播過程中，各質點都在各自的平衡位置附近振動，一個周期內不同時刻質點的位移不同，則不同時刻波的圖像不同，質點的振動位移做周期性變化，則波的圖像也做周期性變化。傳播過的區域，每經過一個周期，波的圖像復原一次。
思考 如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在某一時刻的圖像。
(1)波的圖像有什么特征？
(2)此時刻P質點在向哪個方向運動？
(3)由圖像還可以讀出哪些信息？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 (多選)如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，此時刻質點F的振動方向如圖所示。則(　　)
A.該波沿x軸正方向傳播
B.質點B和D的運動方向相同
C.質點C比質點B先回到平衡位置
D.此時質點F和H的加速度相同
例2 (多選)如圖所示為一列向右傳播的簡諧橫波在某個時刻的波形圖，由圖像可知(　　)
A.質點b此時的位移為零
B.質點b此時向y軸負方向振動
C.質點d的振幅是2 cm
D.質點a再經過通過的路程是4 cm，偏離平衡位置的位移是4 cm
判斷質點振動方向的方法
1.帶動法：后面質點依次重復前面質點的振動。
2.上下坡法：沿波的傳播方向看，“上坡”的點向下運動，“下坡”的點向上運動，簡稱“上坡下，下坡上”(如圖甲所示)。　　
甲
3.同側法：在波的圖像上的某一點，沿y軸方向畫出一個箭頭表示質點運動方向，并設想在同一點沿x軸方向畫一個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(如圖乙所示)。
乙
4.微平移法：如圖丙所示，實線為t時刻的波形圖，作出微小時間Δt后的波形如虛線所示，由圖可見t時刻的質點P1(P2)經Δt后運動到P1′(P2′)處，這樣就可以判斷出質點的運動方向。
丙
知識點二　波的特征
1.周期：波在介質中傳播時，各質點的振動周期________，都等于________的振動周期，這個周期就是波的周期，用T表示。
2.頻率：介質中的質點________的頻率就是波的頻率，用f表示。
3.周期和頻率的關系：T＝。
4.波長
(1)定義
兩個________的、相對平衡位置的位移和振動方向總是________的質點間的距離，稱為波長，用λ表示，如圖所示。
(2)特征
①在橫波中，兩個相鄰________(或波谷)之間的距離等于波長。
②在縱波中，兩個相鄰________(或________)之間的距離等于波長。
5.波速
(1)定義
物理學中，將振動傳播的距離與傳播時間之比稱為波速，即v＝或v＝λf。
(2)物理意義
波速是表示振動在介質中傳播快慢的物理量。
(3)決定因素
①機械波在介質中的波速是由介質本身的性質決定的，與波長和頻率無關。
②在不同的介質中，波速是不同的。
思考
1.如圖所示為某一波形圖，介質中A、B兩質點平衡位置之間的距離為5 m，波源完成一次全振動的時間為2 s。
(1)該波的波長為______ m，波的周期為______ s。
(2)該波的波速為________。
(3)若該時刻此波剛好傳播到B點，試畫出經過2 s時的波形圖。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.聲波由空氣傳入水中，波的頻率和波長怎樣變化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 (魯科版教材P71例題改編)相距18 m的甲、乙兩條船停在湖中，某時刻開始波源以0.2 Hz的頻率上下振動，形成的水波可視為簡諧橫波，波源和甲、乙兩船的相對位置如圖所示，通過觀察發現當甲船位于波谷時，乙船位于波峰，且兩船之間還有一個波峰。下列說法正確的是(　　)
A.這列波的速度為2.4 m/s
B.這列波的波長為15 m
C.這列波的周期為0.5 s
D.一段時間后甲船靠近乙船
例4 (魯科版教材P75節練習8改編)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t＝0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波在A出現兩次波峰的最短時間是0.4 s，求：
(1)這列波的波速是多少？
(2)再經過多少時間質點B才能第一次到達波峰？
(3)這段時間里B通過的路程是多少？
　
　
　
　
　
　
　
　
歸納提升
周期和頻率、波長、波速的決定因素及關系
物理量 決定因素 關系
周期和頻率 取決于波源，而與v、λ無直接關系 v＝λf或v＝
波長 波長λ則只取決于v和T，只要v、T其中一個發生變化，λ值必然發生變化
波速 取決于介質的物理性質，它與T、λ無直接關系
隨堂對點自測
1.(波的圖像)(2023·北京卷，4)位于坐標原點處的波源發出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t＝0時波源開始振動，其位移y隨時間t變化的關系式為y＝Asin，則t＝T時的波形圖為(　　)
2.(波的圖像)(多選)如圖為一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的圖像，位于坐標原點的振源振動周期為1 s。以下說法正確的是(　　)
A.質點b的振幅為0
B.質點b的周期為1 s
C.經過0.25 s，質點b沿x軸正向移動0.5 m
D.從t＝0時刻起，質點a比質點c先回到平衡位置
3.(波的特征)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播時，某時刻的波形如圖所示，其中質點A在圖示時刻位于最大位移處，位于x軸上的質點B與坐標原點相距0.5 m，此時刻它正好經過x軸向y正方向運動，歷經0.02 s達到最大位移處，由此可知(　　)
A.這列波的波長是2 m
B.這列波的頻率是50 Hz
C.這列波的波速是25 m/s
D.這列波是從右向左傳播的
第2課時　波的描述
知識點一
1.平衡位置　位移　某一　各個
[思考] 提示　(1)是一條正弦曲線。
(2)此時P質點沿y軸正方向運動。
(3)由波的圖像還可以獲得以下信息：
①可以直接看出該時刻各個質點的位移。
②可以直接看出在波的傳播過程中各質點的振幅A＝10 cm。
③可以判斷出各個質點在該時刻的振動方向。
④可以直接讀出波長λ＝4 m。
例1 CD　[由“帶動法”可知，質點F的運動方向沿y軸負方向，則波沿x軸負方向傳播，同理，質點D的運動方向也沿y軸負方向，而質點A、B、H的運動方向沿y軸正方向，質點F、H相對各自平衡位置的位移相同，則兩質點的加速度相同，因質點C直接從最大位移處回到平衡位置，即tC＝，而質點B要先運動到最大位移處，再回到平衡位置，故tB＞＝tC，故A、B錯誤，C、D正確。]
例2 AC　[由題圖知，質點b此時在平衡位置，位移為零，A正確；波向右傳播，故波源在左側，由質點振動方向與波的傳播方向的關系可知，質點b此時向y軸正方向振動，B錯誤；簡諧波在傳播的過程中，介質中各質點的振幅相同，所以質點d的振幅是2 cm，C正確；再經過，質點a將振動到負向最大位移處，位移為－2 cm，通過的路程是振幅的兩倍，即4 cm，D錯誤。]
知識點二
1.相同　波源　2.振動
4.(1)相鄰　相同　(2)①波峰　②密部　疏部
[思考]
1.提示　(1)4　2　(2)2 m/s
(3)
2.提示　波在不同介質中傳播時，其頻率總與波源振動頻率相同，故頻率保持不變；因v＝λf，λ＝，v變大，則λ變大。
例3 A　[當甲船位于波谷時，乙船位于波峰，且兩船之間還有一個波峰，即兩船之間的距離等于1.5個波長，則波長λ＝12 m，故B錯誤；這列波的速度v＝λf＝2.4 m/s，故A正確；這列波的周期T＝＝5 s，故C錯誤；甲、乙兩船只會上下振動，不會隨波遷移，即甲、乙兩船不會靠近，故D錯誤。]
例4 (1)10 m/s　(2)0.7 s　(3)9 cm
解析　(1)由題圖可知，波長λ＝4 m，因A點兩次出現波峰的最短時間是0.4 s，所以這列波的周期T＝0.4 s
波速v＝＝ m/s＝10 m/s。
(2)波傳到B點的位移x＝9 m－5 m＝4 m
波傳到B點的時間t1＝＝0.4 s
波傳到B點后，質點B第一次到達波峰的時間
t2＝T＝0.3 s
由t＝0時刻到質點B第一次到達波峰的時間
t＝t1＋t2＝0.7 s。
(3)質點B通過的路程為s＝×4A＝3A＝3×3 cm＝9 cm。
隨堂對點自測
1.D　[由于t＝0時波源從平衡位置開始振動，則由振動方程可知，波源起振方向沿y軸正方向，且t＝T時波的圖像應和t＝0時的相同，根據“上坡下，下坡上”可知t＝T時的波形圖為D圖，故D正確。]
2.BD　[圖示時刻質點b的位移為0，但其振幅為4 cm，A錯誤；所有參與傳播的質點振動的周期與波源相同，波源振動的周期為1 s，故質點b的周期也為1 s，B正確；簡諧橫波沿x軸正向傳播時，質點b只在自己平衡位置附近上下振動，并不隨波移動，C錯誤；簡諧橫波沿x軸正向傳播，t＝0時刻，質點a向下運動，回到平衡位置的時間小于，而質點c向上運動，回到平衡位置的時間等于，質點a比質點c先回到平衡位置，D正確。]
3.ACD　[由圖示波形圖可知，OB＝，則這列波的波長λ＝4OB＝4×0.5 m＝2 m，A正確；質點B由平衡位置向正的最大位移處運動，第一次到達最大位移處所需要的時間為0.02 s，則波的周期T＝4×0.02 s＝0.08 s，這列波的頻率f＝＝ Hz＝12.5 Hz，B錯誤；這列波的波速v＝λf＝2×12.5 m/s＝25 m/s，C正確；質點B由平衡位置向正的最大位移處運動，由“平移法”可知，波沿x軸負方向傳播，即這列波是從右向左傳播的，D正確。](共52張PPT)
第2課時　波的描述
第3章 機械波
1.理解波的圖像的物理意義。
2.理解波速、波長、周期、頻率的關系。
3.能應用波速公式進行相關計算和分析。
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　波的特征
知識點一　波的圖像
知識點一　波的圖像
1.波的圖像：用橫坐標x表示沿波傳播方向上各個質點的__________，用縱坐標y表示各個質點離開平衡位置的______，規定位移方向向上為正值。在坐標平面內，以______時刻______質點的x、y值描出各對應點，再把這些點用平滑曲線連接起來，就得到該時刻波的圖像，也稱波形曲線或波形。
2.簡諧波
波源做簡諧運動時，在各個時刻波的圖像是一條正弦(或余弦)曲線，這種波稱為簡諧波。
平衡位置
位移
某一
各個
3.對波的圖像的理解
(1)波的圖像是某一時刻介質中各個質點運動情況的“定格”。
(2)簡諧波的圖像是正(余)弦曲線，介質中的質點做簡諧運動。
4.波的圖像的周期性
在波的傳播過程中，各質點都在各自的平衡位置附近振動，一個周期內不同時刻質點的位移不同，則不同時刻波的圖像不同，質點的振動位移做周期性變化，則波的圖像也做周期性變化。傳播過的區域，每經過一個周期，波的圖像復原一次。
【思考】 如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在某一時刻的圖像。
(1)波的圖像有什么特征？
(2)此時刻P質點在向哪個方向運動？
(3)由圖像還可以讀出哪些信息？
提示　(1)是一條正弦曲線。
(2)此時P質點沿y軸正方向運動。
(3)由波的圖像還可以獲得以下信息：
①可以直接看出該時刻各個質點的位移。
②可以直接看出在波的傳播過程中各質點的振幅A＝10 cm。
③可以判斷出各個質點在該時刻的振動方向。
④可以直接讀出波長λ＝4 m。
例1 (多選)如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，此時刻質點F的振動方向如圖所示。則(　　)
A.該波沿x軸正方向傳播
B.質點B和D的運動方向相同
C.質點C比質點B先回到平衡位置
D.此時質點F和H的加速度相同
CD
AC
判斷質點振動方向的方法
1.帶動法：后面質點依次重復前面質點的振動。
2.上下坡法：沿波的傳播方向看，“上坡”的點向下運動，“下坡”的點向上運動，簡稱“上坡下，下坡上”(如圖甲所示)。
甲　　
3.同側法：在波的圖像上的某一點，沿y軸方向畫出一個箭頭表示質點運動方向，并設想在同一點沿x軸方向畫一個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(如圖乙所示)。
乙
丙
知識點二　波的特征
1.周期：波在介質中傳播時，各質點的振動周期______，都等于______的振動周期，這個周期就是波的周期，用T表示。
2.頻率：介質中的質點______的頻率就是波的頻率，用f表示。
相同
波源
振動
4.波長
(1)定義
兩個______的、相對平衡位置的位移和振動方向總是______的質點間的距離，稱為波長，用λ表示，如圖所示。
相鄰
相同
(2)特征
①在橫波中，兩個相鄰______ (或波谷)之間的距離等于波長。
②在縱波中，兩個相鄰______ (或______)之間的距離等于波長。
波峰
密部
疏部
【思考】
1.如圖所示為某一波形圖，介質中A、B兩質點平衡位置之間的距離為5 m，波源完成一次全振動的時間為2 s。
(1)該波的波長為____ m，波的周期為____ s。
(2)該波的波速為________。
(3)若該時刻此波剛好傳播到B點，試畫出經過2 s時的波形圖。
提示　(1)4　2　(2)2 m/s
(3)
2.聲波由空氣傳入水中，波的頻率和波長怎樣變化？
例3 (魯科版教材P71例題改編)相距18 m的甲、乙兩條船停在湖中，某時刻開始波源以0.2 Hz的頻率上下振動，形成的水波可視為簡諧橫波，波源和甲、乙兩船的相對位置如圖所示，通過觀察發現當甲船位于波谷時，乙船位于波峰，且兩船之間還有一個波峰。下列說法正確的是(　　)
A.這列波的速度為2.4 m/s
B.這列波的波長為15 m
C.這列波的周期為0.5 s
D.一段時間后甲船靠近乙船
A
例4 (魯科版教材P75節練習8改編)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t＝0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波在A出現兩次波峰的最短時間是0.4 s，求：
(1)這列波的波速是多少？
(2)再經過多少時間質點B才能第一次到達波峰？
(3)這段時間里B通過的路程是多少？
答案　(1)10 m/s　(2)0.7 s　(3)9 cm
解析　(1)由題圖可知，波長λ＝4 m，因A點兩次出現波峰的最短時間是0.4 s，
(2)波傳到B點的位移x＝9 m－5 m＝4 m
歸納提升 周期和頻率、波長、波速的決定因素及關系
隨堂對點自測
2
D
解析　由于t＝0時波源從平衡位置開始振動，則由振動方程可知，波源起振方向沿y軸正方向，且t＝T時波的圖像應和t＝0時的相同，根據“上坡下，下坡上”可知t＝T時的波形圖為D圖，故D正確。
BD
2.(波的圖像)(多選)如圖為一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的圖像，位于坐標原點的振源振動周期為1 s。以下說法正確的是(　　)
A.質點b的振幅為0
B.質點b的周期為1 s
C.經過0.25 s，質點b沿x軸正向移動0.5 m
D.從t＝0時刻起，質點a比質點c先回到平衡位置
ACD
3.(波的特征)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播時，某時刻的波形如圖所示，其中質點A在圖示時刻位于最大位移處，位于x軸上的質點B與坐標原點相距0.5 m，此時刻它正好經過x軸向y正方向運動，歷經0.02 s達到最大位移處，由此可知(　 　)
A.這列波的波長是2 m
B.這列波的頻率是50 Hz
C.這列波的波速是25 m/s
D.這列波是從右向左傳播的
課后鞏固訓練
3
ABD
題組一　波的圖像
1.(多選)關于波的圖像，下列說法正確的是(　 　)
A.波的圖像反映的是某一時刻介質中各質點的位移
B.若已知某一質點在某時刻的振動方向,則可以由波的圖像判斷出波的傳播方向
C.從波的圖像中能讀出質點的振幅和周期
D.在不同時刻波的圖像有可能完全相同
解析　波的圖像表示的是某一時刻介質中各質點的位移，A正確；波動是振動的傳播，質點的振動方向和波的傳播方向可以進行互判，B正確；從波的圖像中能讀出質點的振幅，但是不能讀出周期，C錯誤；波的圖像隨時間一直在變化，連續波每隔一個周期波形完全相同，D正確。
基礎對點練
BD
2.(多選)(魯科版教材P69物理聊吧改編)根據圖甲和圖乙，判斷下列說法正確的是(　　)
A.甲是振動圖像，乙是波的圖像
B.甲是波的圖像，乙是振動圖像
C.甲中A質點向下振，乙中B時刻質點向下振
D.甲中A質點向上振，乙中B時刻質點向下振
解析　波的圖像的橫坐標為波的傳播方向上各質點的平衡位置，振動圖像的橫坐標為時間，故A錯誤，B正確；甲中A質點被其左側的質點帶動向上振，乙中B時刻后質點位移由零變為負值，質點向下振，故C錯誤，D正確。
C
3.一列簡諧橫波在x軸上傳播，在某時刻的波形如圖所示，已知此時質點F的運動方向為沿y軸的負方向，則(　　)
A.此波向x軸的正方向傳播
B.質點D此時向上運動
C.質點C比質點B先回到平衡位置
D.質點E的振幅為零
解析　因為此時質點F的運動方向為沿y軸的負方向，則根據“同側法”可知，此波向x軸的負方向傳播，A錯誤；波向x軸的負方向傳播，則質點D此時向下運動，B錯誤；因為質點B向上振動，而質點C在最高點，所以質點C比質點B先回到平衡位置，C正確；質點E的位移為零，但是振幅不為零，D錯誤。
BC
4.(多選)(魯科版教材P74節練習3改編)取一條較長的軟繩，用手握住一端(O點)連續上下抖動，在繩上形成一列簡諧橫波。已知O點完成一次全振動所用的時間為T，某一時刻的波形如圖所示，繩上a、b兩點均處于平衡位置，下列說法正確的是(　　)
B
題組二　波的特征
5.如圖所示，位于介質Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，產生兩列分別沿x軸負方向與正方向傳播的機械波。若在兩種介質中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則(　　)
A.f1＝2f2，v1＝v2 B.f1＝f2，v1＝2v2
C.f1＝f2，v1＝0.5v2 D.f1＝0.5f2，v1＝v2
解析　同一波源的頻率相等，所以有f1＝f2，從圖中可得λ1＝2λ2，故根據公式v＝λf可得v1＝2v2，B正確，A、C、D錯誤。
C
6.在靜止的湖面上小明和小剛分別劃著兩艘小船，有一列水波從小明的船傳向小剛的船，兩人停止劃船兩船均上下浮動，某時刻形成如圖所示波形圖，兩船分別位于波峰P點和波谷Q點，P點船經5 s第一次到波谷，則(　　)
A.這列波是縱波
B.這列波的波長為30 m
C.這列波的波速為6 m/s
D.兩船不可能同時位于平衡位置
D
7.在均勻介質中，各質點的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質點的距離均為s，如圖甲所示。振動從質點1開始向右傳播，質點1開始運動時的速度方向豎直向上。經過時間t，前13個質點第一次形成如圖乙所示的波形。關于這列波的周期和波速，下列說法正確的是(　　)
B
8.如圖所示，a、b、c、d是一簡諧橫波上的質點，某時刻a、d位于平衡位置且相距為9 m，c在波谷，該波的波速為2 m/s。若此時a經平衡位置向上振動，則(　　)
A.此波向右傳播
B.b點振動周期為3 s
C.c點運動速度大小為2 m/s
D.此波在a、d兩點之間傳播需3 s
D
9.(2024·廣東珠海市期末)一列簡諧橫波從左向右以v＝2 m/s的速度傳播，某時刻的波形圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
綜合提升練
A
10.圖甲中的B超成像的基本原理是探頭向人體發射一組超聲波，遇到人體組織會產生不同程度的反射。探頭接收到的超聲波信號由計算機處理，從而形成B超圖像。圖乙為血管探頭沿x軸正方向發送的簡諧超聲波圖像，t＝0時刻波恰好傳到質點M，已知此超聲波的頻率為1×107 Hz，下列說法正確的是(　　)
A.血管探頭發出的超聲波在血管中的
傳播速度為1.4×103 m/s
B.質點M開始振動的方向沿y軸正方向
C.0～1.25×10－7 s內質點M的路程為0.175 mm
D.t＝1.25×10－7 s時質點M運動到橫坐標x＝35×10－2 mm處
11.(2024·福建漳州市高二統考期末)如圖甲，水袖舞是中國京劇的特技之一，因其身姿搖曳、技法神韻倍受人們喜歡。某次表演中演員甩出水袖的波浪可簡化為簡諧橫波，圖乙為該簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，圖丙為圖乙中P點的振動圖像。袖子足夠長且忽略傳播時振幅的衰減。求：
(1)該水袖舞形成的簡諧波波速大小v；
(2)經t＝1.2 s質點P運動的路程s。
答案　(1)0.75 m/s　(2)1.2 m
解析　(1)根據圖乙可知λ＝0.6 m，根據圖丙可知T＝0.8 s
培優加強練
12.(多選)一列簡諧橫波在t＝1 s時的波形圖如圖所示，a、b、c分別為介質中的三個質點，其平衡位置分別為xa＝0.5 m、xb＝2.0 m、xc＝3.5 m。此時質點b正沿y軸負方向運動，且在t＝1.5 s時第一次運動到波谷。則下列說法正確的是(　　)
BC

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