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第三章　機械波
1　波的形成
基礎過關練
題組一　機械波的形成與傳播
1.(經典題)下列關于機械振動和機械波的說法中正確的是 (　　)
A.有機械振動就一定有機械波
B.機械波在傳播過程中,介質中的質點隨波遷移
C.機械波傳播的是“機械振動”這種振動形式,同時也將波源的能量傳遞出去
D.做機械振動的物體在振動過程中經過平衡位置時合力為零
2.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
3.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(圖中未畫出),且O、P的平衡位置間距為L。t=0時,O位于最高點,P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列判斷正確的是 (　　)
A.經過一段時間后,O點逐漸移到繩的右端
B.該簡諧波傳播方向與O點振動方向在同一直線上
C.t=時,P在平衡位置下方
D.t=時,P的速度方向豎直向下
4.如圖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。t=0時質點1開始豎直向上運動,t=時質點1到達最上方,質點5開始向上運動,問:
(1)t=時,質點3、7、10的運動狀態(是否運動、運動方向)如何
(2)畫出t=時繩子上的波形。
題組二　橫波與縱波
5.有關縱波與橫波,下列說法中正確的是 (　　)
A.對于縱波,質點的振動方向與波的傳播方向一定相同
B.對于橫波,質點振動方向與波的傳播方向垂直
C.縱波的質點可以隨波遷移,而橫波的質點不能
D.地震波是橫波,聲波是縱波
6.地震以波的形式傳播,地震波有縱波和橫波之分,若a、b兩處與c處分別相距300 km和200 km,c處地下15 km處發生地震,則(已知在地表附近縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度) (　　)
A.c處居民會感到先水平搖動,后上下顛簸
B.地震時先產生縱波后產生橫波
C.地震波傳到a處時,振動方向一定垂直于地面
D.a、b兩處劇烈程度可能不同
題組三　“帶動法”分析質點振動方向
7.(教材習題改編)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,下列說法正確的是 (　　)
A.繩波傳播不需要介質
B.此時質點P在向下振動
C.質點Q的起振方向朝下
D.繩中質點帶動右側相鄰的質點振動
8.(經典題)一列橫波沿繩子向右傳播,某時刻繩子形成如圖所示的凹凸形狀,不考慮能量損耗,對此時繩上A、B、C、D、E、F 6個質點,下列說法錯誤的是 (　　)
A.它們的振幅相同
B.其中D和F的速度方向相同
C.其中A和C的加速度方向相同
D.從此時起,B比C先回到平衡位置
9.一列簡諧橫波沿x軸傳播,某時刻的波形如圖所示,已知此時質點F的運動方向沿y軸負方向,則 (　　)
A.此波向x軸正方向傳播
B.質點C將比質點B先回到平衡位置
C.質點B與質點D此時的速度相同
D.質點E的振幅為零
答案與分層梯度式解析
第三章　機械波
1　波的形成
基礎過關練
1.C　有機械振動還需要介質才能形成機械波,選項A錯誤;介質中的質點在平衡位置附近振動,不會隨波遷移,選項B錯誤;機械波傳播的是振動形式、能量和信號,選項C正確;做機械振動的物體在平衡位置時回復力為零,合力不一定為零,例如單擺,選項D錯誤。
2.C　由機械波的形成可知,前一質點帶動相鄰的后一質點振動是利用繩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;由于繩上后一質點總是重復前一質點的振動,故每一個質點的起振方向都相同,振動周期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,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。
3.D　波在傳播時,介質中的質點只在平衡位置附近振動,并不隨波遷移,A錯誤;繩波中質點的振動方向沿豎直方向,波沿水平方向傳播,兩者方向垂直,B錯誤;因t=0時,P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,0~內P由平衡位置振動到位移最大處,~內P由位移最大處回到平衡位置,可知t=時P在平衡位置上方向上振動,t=時P在平衡位置上方向下振動,C錯誤,D正確。
4.答案　見解析
解析　(1)t=0時,質點1開始向上運動,t=時,質點1到達最上方,質點5開始向上運動,所以在t=時,質點5到達最上方,質點9開始向上運動,各質點在t=時的情況如圖所示(圖中箭頭表示質點振動方向)
則t=時,質點3在平衡位置上方,向下振動;質點7在平衡位置上方,向上振動;質點10未振動。
(2)t=時,質點9到達最上方,質點13開始向上運動,繩上波形如圖所示
5.B　對于縱波,質點的振動方向與傳播方向在一條直線上,但方向并不一定相同,A錯誤;質點的振動方向與波的傳播方向垂直的波是橫波,B正確;無論是橫波還是縱波,機械波的質點只能在其平衡位置附近做簡諧運動,并不隨波遷移,C錯誤;地震波有橫波也有縱波,空氣中的聲波是縱波,D錯誤。
6.D　c處地下15 km處發生地震,由于縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度,因此縱波比橫波先到達c處;由于縱波的振動方向與傳播方向平行,而橫波的振動方向與傳播方向垂直,所以c處居民會感到先上下顛簸,后水平搖動,A錯誤;地震波有橫波、縱波之分,二者同時發生,B錯誤;由于a不在震源正下方,地震波傳到a處時,振動方向不垂直于地面,C錯誤;一次地震只有一個震級,但地震烈度與震級、震中距、震源深度、地震的傳播介質以及表土性質等因素有關,不同地區的地震烈度可能不同,也可能相同,D正確。
7.B　
圖形剖析　
繩波是機械波,機械波的傳播都需要介質,A錯誤;P點是波源,此時P點處于平衡位置,帶動相鄰的質點振動,即相鄰的質點重復P點的振動,判斷知M點在向下振動,可知P在向下振動,(破題關鍵)B正確;波向左傳播,根據帶動法可知,質點Q從平衡位置開始振動時,運動方向向上,C錯誤;繩波向左傳播,所以繩中質點帶動左側相鄰的質點振動,D錯誤。
8.B　各質點均做受迫振動,不考慮能量損耗,各質點振幅相同,故A正確;根據“帶動法”可知,此時D速度方向向上,F速度方向向下,故B錯誤;A和C兩質點均在平衡位置上方,回復力均向下,加速度方向均向下,故C正確;此時B和C兩質點都向上運動,B比C先到達最大位移處,先回到平衡位置,故D正確。故選B。
9.B　根據同側法,可判斷此波向x軸負方向傳播,選項A錯誤;質點C處于正向最大位移處,將向平衡位置運動,質點B先向正向最大位移處運動然后再向平衡位置運動,所以質點C先回到平衡位置,選項B正確;由圖可知質點B與質點D此時的速度大小相等,方向相反,選項C錯誤;圖示時刻質點E的位移為零,但振幅不為零,選項D錯誤。
7(共9張PPT)
必備知識 清單破
1 波的形成
知識點 1
波的形成
1.繩波模型
如圖所示,手拿較長軟繩的一端,上下擺動一次,使繩上形成一個凸起部分,隨后形成一個凹下
部分,可以看到,這個凸起部分和凹下部分在繩上從一端向另一端移動。手持續上下擺動,在
繩上就形成了波。
2.介質:繩、彈簧、水、空氣等是波借以傳播的物質,叫作介質。
3.波的產生
(1)動力學觀點:介質中的相鄰質點間存在相互作用力,前面的質點帶動后面的質點振動,將波
源的振動形式向外傳播。
(2)能量觀點:介質中前后質點間存在相互作用力,因而相互做功,從而將波源的能量向外傳
播。
1.橫波:質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波,叫作橫波。
(1)波峰:在橫波中,凸起的最高處叫作波峰。
(2)波谷:在橫波中,凹下的最低處叫作波谷。
2.縱波: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。
知識點 2
橫波和縱波
(1)密部:在縱波中,質點分布最密的位置叫作密部。
(2)疏部:在縱波中,質點分布最疏的位置叫作疏部。
注意 (1)地震波既有橫波又有縱波;
(2)水波既不是橫波,也不是縱波,是一種比較復雜的機械波。
1.定義:機械振動在介質中傳播,形成了機械波。
2.產生機械波的條件:同時存在介質和波源。
3.機械波傳播的只是振動這種運動形式,質點并不隨波遷移。
4.機械波不但傳遞能量,而且可以傳遞信息。
知識點 3
機械波
知識辨析
1.在月球上宇航員們能面對面用語言交流嗎
2.大型團體操表演中,表演者按照口令,輪流起立、蹲下形成的“人浪”是機械波嗎
3.若塑料球掉入池塘里,可以往池塘中扔石塊,借助石塊激起的水波把球沖到岸邊嗎
一語破的
1.不能。因為月球表面沒有傳播聲音的介質。
2.不是。團體操表演的“人浪”是表演者有節奏地起立、下蹲形成的,沒有振動形式的傳播
和帶動,形成的不是機械波。
3.不可以。向池塘中投入石塊,水面受到石塊的撞擊開始振動,形成的水波向四周傳播,但傳
出去的只是振動這種運動形式,水面質點只是上下振動,并不隨波遷移,所以塑料球僅能上下
振動而不能借助水波向岸邊運動。
1.機械波傳播的特點
(1)時間上:各質點做受迫振動,振動的周期、頻率與波源的相同。
(2)空間上:質點只在自己的平衡位置附近振動,不會隨波遷移。
(3)質點間具有帶動性
①質點的起振方向均與波源的起振方向相同;
②介質中各質點不是同時起振的,而是離波源近的質點先起振(步調不一致),前面質點帶動后
面質點運動,后面質點重復前面質點的運動。
2.利用“帶動法”分析質點振動方向
在波的傳播方向上一質點P做受迫振動,判斷其振動方向時,可在質點P靠近波源一方附近的
關鍵能力 定點破
定點
機械波的特點
圖像上另找一點P',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。

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