第三章 第1节 波的形成-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册五维课堂（人教版2019）

第１节　波的形成 素养目标 知识图解 物理观念 机械波、横波、纵波、波峰、波谷、密部、疏部等 科学思维 明确机械波的形成条件 科学探究 探究绳波和弹簧形成的波 科学态度 与责任 能应用波的形成与传播特点解释日常生活中 的相关现象 [基础梳理] [知识点一]　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 　　　　更远一些的质点􀆺􀆺绳上的质点 都很快　　　　　　起来,只是后面的质点 总比前面的质点迟一些开始　　　　,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　　　　的物质． (２)特点:组成介质的质点之间有　　　　　　, 一个质点的振动会引起相邻质点的振动． [知识点二]　横波和纵波 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．横波与纵波的比较 项目 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　　的波 ①波峰:凸起 的　　　　 ②波谷:凹下 的　　　　 纵波 质点的振动 方向与波的 传播方向　 　　　　　 的波 ①密部:质点 分布　　　的 部分 ②疏部:质点 分布　　　的 部分 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２８􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 ２．声波 发声体振动时在空气中产生的声波是　　 　　,声波不仅能在空气中传播,也能在固 体、液体中传播． [知识点三]　机械波 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．形成:　　　　　　在介质中传播,形成机 械波． ２．产生条件 (１)要有　　　　． (２)要有传播振动的　　　　． 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　　　　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　　　　的一种 方式． (３)我们能用语言进行交流,说明波可以　　 　　　． [自我检测] １．思维辨析 (１)质点的振动位置不断转换即形成波． (　　) (２)在绳波的形成和传播中,所有质点的运动 是近似的匀速直线运动． (　　) (３)如果波源停止振动,介质中的波也会立即 停止． (　　) (４)横波在固体、液体、气体中都能传播,纵波 只能在气体中传播． (　　) ２．基础理解 (１)(多选)下列关于机械波的说法正确的是 (　　) A．相邻的质点要相互做功 B．机械波在真空中也能传播 C．波源开始时怎样振动,其他质点开始时 就怎样振动 D．除波源外,波中各质点都做受迫振动 (２)(多选)关于横波和纵波,下列说法正确 的是 (　　) A．质点的振动方向和波的传播方向垂直 的波叫作横波 B．质点的振动方向跟波的传播方向在同 一直线上的波叫作纵波 C．横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部 D．声波是横波 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 波的形成 ◆[探究导引] 一组学生手挽手排成一行,从左边第一位同 学开始,周期性地下蹲、起立,依次带动旁边 的同学重复他的动作,只是后边的一位总比 前边的一位稍迟一点点．这样就会看到凹凸 相间的波沿着队伍传播开来,而每个学生的 位置并没有移动． 运动会上的团体操表演常常用这种办法来 表现波浪,如图所示． 情景设问:(１)形成“人浪”要具备哪些条件? (２)同学为什么要手肩互搭? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３８􀅰 第三章　机械波 (３)后一同学与前一同学相比,他们的运动 有何异同? (４)“人浪”沿水平方向传播,人随“人浪”迁 移了吗? 　 　 　 　 ◆[探究归纳] １．机械波的形成 形成机械波 前一质点带动 后 一 质 点 振 动,振 动 形 式 传播出去 产生振动波源 各质点间有 相互作用 介质 ２．波的特点 (１)振幅:像绳波这种一维(只在某个方向上传 播)机械波,若不计能量损失,各质点的振 幅相同． (２)周期:各质点振动的周期均与波源的振动 周期相同． (３)步调:离波源越远,质点振动越滞后． (４)立场:各质点只在各自的平衡位置附近振 动,并不随波迁移,且起振方向与振源的起 振方向相同． (５)机械波向前传播的是振动这种运动形式, 同时也传递能量和信息． [例１]　如图所示是某绳波形成过程的示意 图,质点１在外力作用下沿垂直直线方向做 简谐运动,带动其余质点依次上下振动,把 振动从绳的左端传到右端．已知t＝０时,质 点１开始向上运动,t＝T４ 时,１到达最上方, ５开始向上运动．问: (１)t＝T２ 时,质点８、１２、１６的运动状态(是 否运动、运动方向)如何? (２)t＝３T４ 时,质点 ８、１２、１６ 的运动状态 如何? [尝试解答]　 　 　 　 　 　 　 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[规律方法]　机械波的形成和传播特点 (１)机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、 重复、落后”,即前一质点“带动”后一质点振 动,后一质点“重复”前一质点的振动形式,并 且后一质点的振动“落后”于前一质点． (２)就整个物体来说,呈现的现象是波动,而 就构成物体的单个质点来说,所呈现的现 象是振动． (３)要画另一时刻的波形图,应先确定特殊点 的位置,即此时刻在平衡位置或最大位移 处的点,如波源１和质点５、９、１３这些点 的位置确定后,其他点可顺势找出． ◆[跟进训练] [多维训练１]　波的形成 １．沿绳传播的一列横波,当波源突然停止振动时(设 绳无限长,且波传播过程无能量损失) (　　) A．绳上各质点同时停止振动,波同时消失 B．离波源较近的质点先停止振动,直到所 有质点全部停止振动 C．离波源较远的质点先停止振动,直到所 有质点全部停止振动 D．前一质点的振动带动相邻后一质点振动, 这种振动将由近及远向前传播,不会停止 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４８􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 [多维训练２]　波的传播 ２．如图所示为一简谐 横波在某一时刻的 波形图,此时质点A 正向上运动,如图中箭头所示．由此可断定 此横波 (　　) A．向右传播,且此时质点B 正向上运动 B．向右传播,且此时质点C正向下运动 C．向左传播,且此时质点D 正向上运动 D．向左传播,且此时质点E 正向下运动 横波与纵波 ◆[探究导引] 手握轻弹簧的一端,另一端固定,上下抖动 弹簧,弹簧形成凹凸相间的形状,如图１所 示．手握轻弹簧一端左右有规律的振动,弹 簧便形成疏密相间的形状,如图２所示． 情景设问:(１)图１弹簧振动方向与其形成 的波传播方向有什么关系? 该种波叫什 么波? (２)图２弹簧振动方向与其形成的波传播方 向有什么关系? 该种波叫什么波? 　 　 ◆[探究归纳] １．横波和纵波的比较 项目 横波 纵波 概念 在波动中,质点的振 动方向和波的传播方 向相互垂直 在波动中,质点的振 动方向和波的传播方 向在一条直线上 续表 项目 横波 纵波 介质 只能 在 固 体 介 质 中 传播 在固体、液体和气体 介质中均能传播 特征 在波动中交替、间隔 出现波峰和波谷 在波动中交替、间隔 出现密部和疏部 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[名师点睛]　在现实生活中,绳上波为横波, 声波为纵波,有些机械波既有横波,也有纵 波．例如:地震波既有横波成分,又有纵波 成分． ２．振动与波动的联系和区别 项目 振动 波动 运动 现象 振动是单个物体 所表现出的周而 复始的运动现象 波动是介质中大量的 质点受到扰动时,从扰 动中心传播开来的周 而复始的运动现象 运动的 成因 物体由于某种原 因离开平衡位置, 同时受到指向平 衡位置 的 力——— 回复力作用 介质中的质点受到相 邻质点的扰动而随着 运动,并由近及远传播 开去,且各部分都受到 指 向 原 位 置 的 力 的 作用 联系 (１)振动是波的起因,波是振动的传播 (２)有波动一定有振动,有振动不一定有 波动 (３)牢记波动的周期等于质点振动的周期 [例２]　(多选)一列横 波沿 绳 子 向 右 传 播, 传 播 过 程 无 能 量 损 失,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状． 对此时绳上A、B、C、D、E、F 六个质点,下 列说法正确的是 (　　) A．它们的振幅相同 B．质点D 和F 的速度方向相同 C．从此时算起,质点 B 比C 先回到平衡 位置 D．从此时算起,质点E 比F 先到达波峰 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５８􀅰 第三章　机械波 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋思路点拨:分析质点振动方向的方法可用 “带动看齐”的思路分析:在波的传播中,靠 近波源的质点带动后面的质点运动,离波 源远的质点追随离波源近的质点． [尝试解答]　　　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[规律方法]　解答波动问题的两个关键 (１)波在传播过程中,质点只在其平衡位置附 近做简谐运动,并不随波迁移． (２)根据质点做简谐运动的特点确定质点的 位置和速度方向． ◆[跟进训练] [多维训练１]　横波和纵波的比较 ３．(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是 (　　) A．对于纵波,质点的振动方向和波的传播 方向有时相同,有时相反 B．对于横波,质点的运动方向与波的传播 方向一定垂直 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．空气介质只能传播纵波 [多维训练２]　振动方向的判断 ４．(多选)如图所示为一列机 械波在某一时刻的形状, 此时刻质点F 的振动方向 如图所示．则 (　　) A．该波向左传播 B．质点C比质点B 先回到平衡位置 C．质点E 此时刻向下振动 D．质点C此时刻的加速度为零 ◆[课堂小结] 波的 形成 产生条件 有波源 有介质 定义 机械振动在介质中的传播 分类 横波 纵波 特点 [易错]　对质点及波源起振方向的判断不 准确 [案例]　如图所示, 在A 点形成的振 动,经过一段时间 后沿绳传播到绳上B 点,则此时A、B 的振 动方向是怎样的? 质点A 开始起振时的方 向是怎样的? [错答]　此时A、B 都正向下振动,A 质点 的起振方向也是向下的． [错因分析]　以 为 质 点 B 在 重 复 质 点 A 的振动形 式,而 此 时 质 点 A 正 在 向 下 振 动,故错 误 地 认 为 B 质 点 此 时 也 向 下 振 动．振源 的 起 振 方 向 并 不 是 振 源 在 该 时 刻的振 动 方 向,因 为 振 源 也 在 做 周 期 性 振动． [正答]　此时 A 正向下振动,B 正向上振 动,振源A 的起振方向向上． [解析]　要 判 断 某 质 点 的 振 动 方 向,应 看振动 步 调 超 前 的 最 近 的 特 殊 质 点 (即 位于波峰或波谷的质 点),若 最 近 的 振 动 超前质 点 在 波 峰,则 该 点 向 波 峰 方 向 振 动;要 判 断 振 源 的 起 振 方 向,不 是 看 振 源,而应 看 波 刚 传 到 的 那 个 质 点 的 振 动 方向． 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[满分策略]　１．因为介质中各质点都是重 复振源的振动,故它们的起振方向应与振 源起振方向相同,只不过是后面的质点滞 后一段时间． ２．滞后时间长短取决于质点之间沿波的传 播方向上的距离大小,每隔一个波长,滞后 一个周期T． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６８􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 附:教材问题解答: １．教材第５８页问题提示:彩带上的波浪向前 传播实际是振动在彩带上传播,但彩带上的 每个点并不向前运动． ２．教材第５８页“演示”答案提示: 红色标记在其位置上下振动,并不随波向绳 的另一端移动． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 [知识点一]　机械波的形成 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 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 [知识点二]　横波与纵波 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 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 [知识点三]　振动与波的关系 ５．(多选)关于振动和波的关系,下列说法中正 确的是 (　　) A．振动是波的成因,波是振动的传播 B．振动是单个质点呈现的运动现象,波是 许多质点联合起来呈现的运动现象 C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时,波立即停止传播 学习至此,请完成第三章第１节 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７８􀅰 第三章　机械波 ＝４s时刻振子都在最大位移处,所以０~４s,振子的位移为 零,又由于振幅为０．５cm,０~４s,振子完成了２次全振动, 所以在 这 段 时 间 内 振 子 通 过 的 路 程 为 ２×４×０．５cm＝ ４cm,D项错误．] ３．A　[由题图知甲、乙两单摆的振幅分别为４cm、２cm,则甲、 乙两单摆的振幅之比为２∶１,A正确;t＝２s时,甲单摆在平 衡位置处,甲单摆的重力势能最小,乙单摆在振动的最大位 移处,乙单摆的动能为０,B错误;由题图知甲、乙两单摆的 周期分别为４s和８s,由单摆的周期公式 T＝２π lg 得, 甲、乙两单摆的摆长之比为１∶４,C错误;摆球的振幅A＝l􀅰θ, 由于甲的摆长小,振幅大,所以甲的摆角大,摆球在最高点时 的高度h＝l(１－cosθ),摆球在最低点的速度v＝ ２gh,摆 球在最低点的向心加速度a＝v ２ l ,联立可得a＝２g(１－cosθ), 由于甲的摆角大,所以甲的向心加速度大,D错误．] ４．BC　[不计空气阻力,小球在整个运动过程中机械能守恒, 故运动到左侧最高点C与A 等高,与B 相差h,A错误,B正 确;当小球从A 点开始,再回到A 点时为一个周期,即T＝ π lg ＋π １ ４l g ＝ ３π ２ l g ,C正确,D错误．] 第三章　第１节 自主预习􀅰探新知 基础梳理 知识点一 １．带动　跟着振动　振动　２．(１)传播　(２)相互作用 知识点二 １．垂直　最高处　最低处　在同一直线上　密集　稀疏 ２．纵波 知识点三 １．机械振动　２．(１)波源　(２)介质　３．(１)振动　(２)能量　 (３)传递信息 自我检测 １．(１)×　(２)×　(３)×　(４)× ２．(１)ACD　[机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质 点,使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的, 前、后质点间存在相互作用力,因而相互做功,故 A 正确;机 械波的传播必须有介质,在真空中不能传播,故 B错误;波 源依次带动后面的质点,每个质点都做受迫振动,每个质点 的频率都与波源频率相同,并且都“仿照”波源振动,故 C、D 正确．] (２)ABC　[本题考查纵波和横波的概念．由定义知,A、B、C 正确;声波是纵波,故 D不正确．] 合作探究􀅰攻重难 探究１ 探究导引 提示:(１)要有一个人先振动起来． (２)有前一同学带动后一同学的作用． (３)都同样振动,但节奏稍迟． (４)没有,人只是上下振动． [例１]　[解析]　各质点在各时刻的情况,如图所示． (１)由甲图可知,t＝T２ 时,质点８未到达波峰,正在向上振 动,质点１２、１６未振动．(２)由乙图可知,t＝３T４ 时,质点８正 在向下振动,质点１２向上振动,质点１６未振动． [答案]　见解析 跟进训练 １．D　[当波源振动时,通过介质将波源的振动形式传递出去 的同时,将能量也传递出去了．当波源停止振动后,传出去的 能量不会消失,当没有其他阻力时,这种波的形式和能量继 续存在 并 将 继 续 传 递 下 去,所 以 A、B、C 都 错 误．故 答 案 为 D．] ２．C　[根据质点A 正向上运动,可判定此列波向左传播(后一 质点的振动总是落后于前一质点的振动),根据同一原则可 断定质点D 和质点E 都正向上运动．故选项 C正确．] 探究２ 探究导引 提示:(１)垂直、横波． (２)在同一直线上、纵波． [例２]　ACD　[波源振动时,绳上各质点通过相互间的弹力 作用跟着做受迫振动,不考虑传播中的能量损耗时,各质点 的振幅均相同,选项 A 正确;波传播时,离波源远的质点的 振动落后于离波源近的质点的振动,并跟随着离波源近的 质点振动．由题图可知,波源在左端,因此,质点D 跟随离波 源近的质点C 正向上运动,质点F 跟随离波源近的质点E 正向下运动,两者速度方向相反,选项 B错误;由于此时B、 C两质点都向上运动,B 比C 先到最大位移处,故B 比C 先 回到平衡位置,选项 C正确,同理知选项 D正确．] 跟进训练 ３．ABD　[质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波, 质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波;纵波质点 的运动方向与波的传播方向有时相同,有时相反,A、B 正 确;无论横波还是纵波,质点都不随波迁移,C错误;横波不 能在空气中传播,空气只能传播纵波,D正确．] ４．ABC　[由波形图和质点F 的振动方向,根据带动法可知波 源在右侧,故该波向左传播,选项 A 正确;由于该波向左传 播,根据带动法可知质点E 此时刻向下振动,选项 C正确; 此时质点B 向上振动,质点C在最大位移处将向下振动,故 质点C比质点B 先回到平衡位置,选项B正确;因质点C在 最大位移处,其加速度最大,选项 D错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０６１􀅰 物理􀅰选择性必修第一册 课堂自测􀅰夯基础 １．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 错误;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正确．] ２．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．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．ACD　[选项 A中,由于B 点和S 点位移始终相同,又因为 AB＝BS,故A 点与S 点位移也始终相同．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．AB　[机械波的产生条件是有波源和介质,由于介质中的质 点依次带动由近及远传播而形成波,所以选项 A、B正确．波 的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均匀介质中其 速度大小不变;而质点振动的速度和方向都随时间周期性地 发生变化,选项 C 错误．波源一旦将振动传播给了介质,振 动就在介质中向远处传播;而当波源停止振动时,介质仍然 继续传播,不会随波源停止振动而停止传播,选项 D错误．] 第２节 自主预习􀅰探新知 基础梳理 知识点一 １．平衡位置　位移　平滑的曲线　２．平衡位置　３．正弦曲线 正弦波　简谐运动 知识点二 １．(１)振动相位　相邻　(２)相邻波峰　相邻波谷　相邻疏部 相邻密部　２．(１)相同的　波源　(２)波源　(３)一个波长　 (４)倒数　３．(１)传播　(２)λf　(３)介质　不同　(４)波速 频率 自我检测 １．(１)√　(２)√　(３)×　(４)√ ２．(１)ACD　[由波形知,质点b在平衡位置,所以其位移此时 为零,故 A正确;因波向右传播,波源在左侧,在质点b的左 侧选一参考点b′,由图知b′在b上方,所以质点b此时向＋y 方向运动,故B错误;简谐波在传播过程中,介质中各质点 的振幅相同,所以质点d 的振幅是２cm,故 C正确;再过T２ 的时间,质点a将运动到负向最大位移处,路程是４cm,位 移是－２cm,故 D正确．] (２)ABD　[波的周期是由质点振动的周期决定的,故 A 选 项正确;波的周期等于波源驱动力的周期,与介质无关,故 B 选项正确,C选项错误;D选项正是波的周期性的体现,故 D 正确．] 合作探究􀅰攻重难 探究１ 探究导引 提示:１．横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置, 纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移． ２．波的图像表示介质中各质点在某一时刻偏离平衡位置的 位移的空间分布情况． ３．振幅、波的传播方向及质点振动方向． [例１]　A　[在波的图像中纵坐标表示某一时刻各质点偏离平 衡位置的位移,故 A说法错误,B说法正确;在简谐波中各质点 都做简谐运动,振幅都等于波源的振幅,故C、D说法正确．] 一题多变 提示:①A、C两质点振动情况不同,A 向下振动,C 向上振动; ②A、H 两质点的振动情况完全相同,只是 H 比A 滞后一个周 期而已;③在图示时刻,C、E 两质点振动的速度大小、方向相 同,但此后,两质点的振动情况就不同了,C 的速度逐渐减小, E 的速度逐渐增大． 跟进训练 １．CD　[各质点在各自的平衡位置附近振动,不随波迁移,所 以经过半个周期,质点C 会回到平衡位置,但不会运动到E 点,A错误;M 点和P 点的振动情况不会相同,B错误;波向 右传播,F 点和A 点都向上振动,A 点先到达最低位置,C正 确;B 点和D 点的振动相差半个周期,所以振动步调相反,D 正确．] 探究２ [例２]　[解析]　(１)如果波是向左传播的,从题图可以看出, 虚线所示的 波 形 相 当 于 实 线 所 示 的 波 形 向 左 移 动 了x＝ ６cm 即λ４( ) ,由 此 可 求 出 波 速 为 v＝ x t ＝ ０．０６ ０．５ m /s＝ ０􀆰１２m/s,波的周期T＝λv ＝ ０．２４ ０．１２s＝２􀆰０s． (２)如果波是向右传播的,从题图可以看出,虚线所示的波形 相当于实线所示的波形向右移动了x′＝１８cm 即３λ４( ) ,由 此可求出波速为v′＝x′t ＝ ０．１８ ０．５ m /s＝０􀆰３６m/s,波的周期 为T′＝λv′＝ ０．２４ ０．３６s≈０􀆰６７s． [答案]　(１)０􀆰１２m/s　２􀆰０s　(２)０􀆰３６m/s　０􀆰６７s 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１６１􀅰 参考答案