1. 波的形成（举一反三讲义）物理人教版2019选择性必修第一册

第1节 波的形成 目 录 【学习目标】 1 【知识梳理】 2 一、波的形成 2 二、横波和纵波 2 三、机械波 2 深化点拨 3 【巩固训练】 6 【学习目标】 1.知道横波和纵波的概念，能够区别横波和纵波 2.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程 3.知道机械波的传播特点 【知识梳理】 一、波的形成 1．波：振动的传播称为波动，简称波 2．波的形成(以绳波为例) (1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着弹性力的作用 (2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动。这个质点又带动更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动 二、横波和纵波 定义 标志性物理量 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：质点分布最密的位置 (2)疏部：质点分布最疏的位置 三、机械波 1．机械波的形成 波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些。于是波源的振动逐渐传播出去。 2．机械波的产生条件： (1)要有振源； (2)要有传播振动的介质。 3．机械波的特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式 (2)波是传递能量的一种方式 (3)波可以传递信息 深化点拨 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。 振动与波动的联系和区别 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 【典例1】在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况．以下说法正确的是(　　) A． 因为“随波逐流”，木块将被推至远处 B． 因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况 C． 无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动 D． 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关 【答案】C 【解析】波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置附近运动，并不随波迁移，故A、B、D错误，C正确 【典例2】有关纵波与横波，下列说法中正确的是(　　) A． 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B． 对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直 C． 纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能 D． 横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播 【答案】B 【解析】纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上，方向并不一定相同，故A选项错误；机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，横波和纵波都是这样，故C选项错误；横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，故D选项错误 【变式1】（多选）关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） 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．波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移 D．波源停止振动时，波立即停止传播 【答案】AB 【解析】AB．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，这种振动在介质中传播，便形成了波，故AB正确； C．波在传播过程中，介质中的质点是在平衡位置附近振动，不会随波一起迁移，故C错误； D．沿介质传播行进的波独立于波源，即已经形成的波跟波源无关，在波源停止振动时波仍将继续向外传播而不会停止，故D错误。故选AB。 【变式2】关于机械波的传播特点，以下说法错误的是（ ）. A．各质点都只在各自的平衡位置附近振动 B．相邻质点之间必定有相互作用力 C．前一质点的振动带动相邻后一个质点振动，后一质点的振动必定落后于前一个质点的振动 D．各质点也随波的传播而迁移 【答案】D 【解析】A．波在传播的过程中，质点都在各自的平衡位置附近振动，A正确； B．波靠前一质点对后一质点的作用力带动下个质点的振动，故相邻质点间必有相互作用，B正确； C．前一质点的振动带动相邻质点的振动，后一质点的振动必须落后于前一质点的振动，C正确； D．波传播过程中，传播的是形式和能量，波在传播的过程中，质点不随波迁移。故D错误。 本题要求选错误的，故选D。 【变式3】区分横波和纵波的依据是（ ）. A．沿水平方向传播的叫横波 B．质点振动的方向和波传播的远近 C．质点振动的方向和波的传播方向 D．质点振动的快慢 【答案】C 【解析】物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波；把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波，故区分横波和纵波的依据是质点振动的方向和波的传播方向，故C正确，ABD错误。 【巩固训练】 1．一颗小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片小树叶从树上落下后漂在水面上，则小树叶将（ ） A．逐渐漂向湖心 B．逐渐漂向湖晔 C．在落下的地方上下振动 D．沿树叶所在的圆圈做圆周运动 【答案】C 【解析】一个小石子投向平静的湖水中央，激起圆形的水波向外传播，而水波是横波，传播过程中水面各质点上下振动，既不向外移动，也不向圆心移动，更不会沿波纹作圆周运动，故C正确，ABD错误。 2．（多选）下列关于横波、纵波的说法正确的是（　　） A．横波中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 【答案】ABC 【解析】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，波中凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷且两种波传播的都是运动形式。 故选ABC。 3．下列关于波的应用中正确的是(　　) A．要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波 B．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用 C．光缆利用机械波传递信息 D．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波 【答案】B　 【解析】机械波在介质中传播的过程中，质点只是在各自的平衡位置附近振动，介质本身并不迁移，故A错误；光缆是利用光波传递信息的，故C错误；机械振动可以在船壁中传播，能形成声波，故D错误． 4．(多选)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法中正确的是(　　) A．在横波中二者方向有时相同 B．在横波中二者方向一定不同 C．在纵波中二者方向有时相同 D．在纵波中二者方向一定不同 【答案】BC 【解析】在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故选项A错误，选项B正确；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故选项C正确，选项D错误． 5．下列说法正确的是 A. 机械波的振幅与介质有关，与波源无关 B. 机械波的传播速度与波源有关，与介质无关 C. 机械波的传播速度由介质本身的性质决定 D. 形成纵波的质点，随波一起发生迁移 【答案】 【解析】A.机械波在介质的传播特点是波源的振动带动相邻质点做受迫振动，所以机械波的振幅等于波源的振幅，故A错误； 机械波的传播速度由介质决定，与波源无关，故B错误，C正确； D.在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，因此形成纵波的质点，不随波一起迁移，故D错误。 故选C。 6．关于横波与纵波，下列说法中不正确的是 A. 机械波可分为横波和纵波 B. 横波与纵波在固体、液体、气体中都能传播 C. 在纵波中，质点在疏部中心位移为零 D. 在横波中，质点在波谷时动能最小 【答案】 【解析】A、机械波可分为横波和纵波两类，故A正确。 B、机械能的传播需要介质，横波与纵波在固体、液体、气体中都能传播，故B正确。 C、在纵波中，质点在疏部中心位移时刻在改变，当通过平衡位置时位移才是零，故C错误。 D、在横波中，质点在波谷时速度为零，动能最小，故D正确。 本题选择错误的，故选：。 7．（多选）关于机械波，下列说法正确的是 A. 波源做机械振动时，一定能形成机械波 B. 波源停止振动时，它所产生的机械波一定同时消失 C. 波沿竖直方向传播，波上质点沿水平方向振动，这类波属于横波 D. 波沿水平方向传播，波上质点沿水平方向振动，这类波属于纵波 【答案】 【解析】A.波源做机械振动时，如果没有传播介质，不能形成机械波，故A错误； B.波源停止振动时，波动和能量继续向前传播，故B错误； C.波沿竖直方向传播，波上质点沿水平方向振动，振动方向与传播方向垂直，这类波属于横波，故C正确； D.波沿水平方向传播，波上质点沿水平方向振动，振动方向与传播方向在同一直线上，这类波属于纵波，故D正确； 故选CD。 8．关于振动和波的关系，说法正确的是（ ） A．有机械振动就一定有机械波 B．波源振动的频率等于介质中各质点的振动频率 C．质点的振动方向总跟波的传播方向相同 D．波的传播速度一定跟质点的振动速度相同 【答案】B 【解析】A．机械波是机械振动在介质中传播的过程，有机械波一定有机械振动，有机械振动不一定有机械波，还需要传播振动的介质；故A错误. B．各个质点的振动频率等于波源的振动频率，即等于波动频率；所以B正确. C．在横波中，质点的振动方向总跟波的传播方向垂直；故C错误. D．振源振动的速度与波的传播速度是两回事，振动速度是变化的，而波的传播速度在同一介质中是不变的；故D错误. 9．关于机械波，下列说法中不正确的是（　　） A．各质点都在各自的平衡位置附近振动，其平衡位置可能会随波的传播而迁移 B．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点的振动 C．振动是波的成因，波是振动的传播 D．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 【答案】A 【解析】A．各质点在平衡位置附近做往复运动，但平衡位置不会随波迁移，故A错误，符合题意； B．靠近波源的质点先振动，通过相互作用力带动相邻的质点振动，B正确，不符合题意； C．单个质点的振动在介质中传播形成波。C正确，不符合题意； D．单个质点在平衡位置附近振动，不能形成波，多个质点“集中表现”才能形成波，D正确，不符合题意。 故选A。 10．关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（ ）. A．振动是波动的成因，波动是振动的传播 B．一旦波源振动起来，介质中的各个质点也就同时开始振动 C．波动过程是介质中质点由近及远移动的过程 D．横波的传播需要介质，纵波的传播不一定需要介质 【答案】A 【解析】A．振动是的波的成因，波动是振动的传播，故A正确； B．机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源近的质点振动的早一些，故B错误； C．波动过程是介质中质点振动形式由近及远移动，而质点不随波迁移，故C错误； D．机械横波与纵波的传播，都需要介质，故D错误。 11．下列关于机械波的说法正确的是（　　） A．机械波是机械振动在介质中传播形成的 B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动 C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源 D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方向传播 【答案】A 【解析】A．机械波是机械振动在介质中传播形成的，A项正确； B．丢石头激起的水波所产生的效果是使漂浮物在原平衡位置做上下振动，故B项错误； C．若只有波源而无介质，不能产生机械波，C项错误； D．横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方向传播，例如地震波包含横波和纵波，且两种波的传播方向相同，所以D项错误。 故选A 12．下列说法中正确的是（　　） A．振动就是波，波就是振动 B．有振动一定有波 C．空气中有声波传播时，就一定有空气分子在振动 D．声波在金属中传播时，金属颗粒没有振动 【答案】C 【解析】A．波是空间内一系列质点一个接一个的有顺序的振动，振动是对质点而言，不涉及空间，A错误； B．有振动，但没有介质，振动无法传播，就不会产生波，B错误； C．空气中有声波传播时，就一定有空气分子在振动，C正确； D．有波就一定有介质质点在振动，D错误； 故选C。 13．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　） A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 【答案】B 【解析】停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项ACD错误，B正确。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 波的形成 目 录 【学习目标】 1 【知识梳理】 2 一、波的形成 2 二、横波和纵波 2 三、机械波 2 深化点拨 3 【巩固训练】 5 【学习目标】 1.知道横波和纵波的概念，能够区别横波和纵波 2.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程 3.知道机械波的传播特点 【知识梳理】 一、波的形成 1．波：振动的传播称为波动，简称波 2．波的形成(以绳波为例) (1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着弹性力的作用 (2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动。这个质点又带动更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动 二、横波和纵波 定义 标志性物理量 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：质点分布最密的位置 (2)疏部：质点分布最疏的位置 三、机械波 1．机械波的形成 波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些。于是波源的振动逐渐传播出去。 2．机械波的产生条件： (1)要有振源； (2)要有传播振动的介质。 3．机械波的特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式 (2)波是传递能量的一种方式 (3)波可以传递信息 深化点拨 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。 振动与波动的联系和区别 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 【典例1】在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况．以下说法正确的是(　　) A． 因为“随波逐流”，木块将被推至远处 B． 因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况 C． 无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动 D． 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关 【典例2】有关纵波与横波，下列说法中正确的是(　　) A． 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B． 对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直 C． 纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能 D． 横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播 【变式1】（多选）关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） 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．波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移 D．波源停止振动时，波立即停止传播 【变式2】关于机械波的传播特点，以下说法错误的是（ ）. A．各质点都只在各自的平衡位置附近振动 B．相邻质点之间必定有相互作用力 C．前一质点的振动带动相邻后一个质点振动，后一质点的振动必定落后于前一个质点的振动 D．各质点也随波的传播而迁移 【变式3】区分横波和纵波的依据是（ ）. A．沿水平方向传播的叫横波 B．质点振动的方向和波传播的远近 C．质点振动的方向和波的传播方向 D．质点振动的快慢 【巩固训练】 1．一颗小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片小树叶从树上落下后漂在水面上，则小树叶将（ ） A．逐渐漂向湖心 B．逐渐漂向湖晔 C．在落下的地方上下振动 D．沿树叶所在的圆圈做圆周运动 2．（多选）下列关于横波、纵波的说法正确的是（　　） A．横波中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 3．下列关于波的应用中正确的是(　　) A．要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波 B．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用 C．光缆利用机械波传递信息 D．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波 4．(多选)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法中正确的是(　　) A．在横波中二者方向有时相同 B．在横波中二者方向一定不同 C．在纵波中二者方向有时相同 D．在纵波中二者方向一定不同 5．下列说法正确的是 A. 机械波的振幅与介质有关，与波源无关 B. 机械波的传播速度与波源有关，与介质无关 C. 机械波的传播速度由介质本身的性质决定 D. 形成纵波的质点，随波一起发生迁移 6．关于横波与纵波，下列说法中不正确的是 A. 机械波可分为横波和纵波 B. 横波与纵波在固体、液体、气体中都能传播 C. 在纵波中，质点在疏部中心位移为零 D. 在横波中，质点在波谷时动能最小 7．（多选）关于机械波，下列说法正确的是 A. 波源做机械振动时，一定能形成机械波 B. 波源停止振动时，它所产生的机械波一定同时消失 C. 波沿竖直方向传播，波上质点沿水平方向振动，这类波属于横波 D. 波沿水平方向传播，波上质点沿水平方向振动，这类波属于纵波 8．关于振动和波的关系，说法正确的是（ ） A．有机械振动就一定有机械波 B．波源振动的频率等于介质中各质点的振动频率 C．质点的振动方向总跟波的传播方向相同 D．波的传播速度一定跟质点的振动速度相同 9．关于机械波，下列说法中不正确的是（　　） A．各质点都在各自的平衡位置附近振动，其平衡位置可能会随波的传播而迁移 B．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点的振动 C．振动是波的成因，波是振动的传播 D．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 10．关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（ ）. A．振动是波动的成因，波动是振动的传播 B．一旦波源振动起来，介质中的各个质点也就同时开始振动 C．波动过程是介质中质点由近及远移动的过程 D．横波的传播需要介质，纵波的传播不一定需要介质 11．下列关于机械波的说法正确的是（　　） A．机械波是机械振动在介质中传播形成的 B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动 C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源 D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方向传播 12．下列说法中正确的是（　　） A．振动就是波，波就是振动 B．有振动一定有波 C．空气中有声波传播时，就一定有空气分子在振动 D．声波在金属中传播时，金属颗粒没有振动 13．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　） A．大钟的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 / 学科网（北京）股份有限公司 $