第三章 机械波-2021-2022学年高二物理精讲精练（人教版2019选择性必修第一册）

第三章 机械波 第1部分 知识总结 内容1：波的形成 一、波的形成 1．波的形成 如图所示，当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动．这个质点又带动更远一些的质点……，绳上的质点都很快跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动，这样在整个绳子上就形成了凸凹相间的波． 沿绳传播的波 说明：介质是能够传播机械振动的物质，其状态可以是固、液、气三态中的任意一种． 2．介质 （1）定义：波借以传播的物质． （2）特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动． 二、横波和纵波 1．横波与纵波的比较 定　义 标识性物理量 实物波形 横波 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波 ①波峰：凸起的最高处 ②波谷：凹下的最低处 纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 ①密部：质点分布密集的部分 ②疏部：质点分布稀疏的部分 2.声波 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播． 三、机械波 1．形成：机械振动在介质中传播，形成机械波． 2．产生条件 （1）要有波源． （2）要有传播振动的介质． 3．特点 （1）介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，因此说它传播的只是振动这种运动形式． （2）介质中本来静止的质点，随着波的传来而发生振动，可见波是传递能量的一种方式． （3）我们能用语言进行交流，说明波可以传递信息． 知识演练 1．(多选)关于机械波的形成，下列说法正确的是(　　) A．物体做机械振动，一定产生机械波 B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步 C．参与振动的质点的振动频率都相同 D．机械波可以传递能量和信息 【解析】BCD　若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，A错；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，B、C正确；机械波中介质各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，D对． 2．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则(　　) A．此波向x轴负方向传播 B．质点C此时向y轴负方向运动 C．质点C将比质点B先回到平衡位置 D．各质点的振幅相同 【解析】ACD　因为机械波在传播过程中，靠近波源的质点的振动带动相邻的后边质点的振动，而后面质点要“模仿”前面质点的振动，所以本题中，已知质点F的运动方向向y轴负方向，即F质点正在“模仿”右边质点的振动，这说明波源在右边，波从右向左传播，即此波向x轴负方向传播，选项A正确；质点C此时刚到达最大位移处，速度为0，此后才向y轴负方向运动，选项B错误；质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C直接从波峰位置回到平衡位置，所以选项C正确；振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离，各质点的振幅相同，选项D正确． 3．(多选)下列关于横波、纵波的说法正确的是(　　) A．凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷 B．质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 C．横波和纵波传播的都只是振动这种运动形式 D．沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波 【解析】ABC　质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波；横波具有波峰和波谷，两种波传播的都是运动形式，A、B、C正确． 4．(多选)一根张紧的水平弹性绳，绳上的S点在外界驱动力的作用下沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成稳定的横波，在S点的左、右两侧分别有A、B、C、D四点，如图所示，已知AB、BS和SC的距离相等，CD的距离为SC的2倍，下面的说法中正确的是(　　) A．若B点的位移与S点的位移始终相同，则A点的位移一定与S的位移始终相同 B．若B点的位移与S点的位移始终相反，则A点的位移一定与S点的位移始终相反 C．若C点的位移与S点的位移始终相同，则D点的位移一定与C点的位移始终相同 D．若C点的位移与S点的位移始终相反，则D点的位移一定与C点的位移始终相同 【解析】ACD　选项A中，由于B点和S点位移始终相同，又因为A＝B，故A点与S点位移也相同．选项B中，B点和S点位移始终相反，那么再隔同样距离时，A点和S点的位移就应始终相同了．位移始终相同的点和始终相反的点是相互隔开的． 5．某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5