3.1 波的形成 导学案 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第1节 波的形成 【知识梳理】 一、波的形成 1．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。 2．产生条件：（1）持续振动的 （2）传播的 。 波源（振源）：能够维持振动的传播，不间断地输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置； 介质：波借以传播的物质。 3．波的传播过程质点的运动特点：前带后，后跟前，运动状态向后传；波源质点先向上振，其它质点也向 振动；质点上下振动，但 随波迁移；质点传播能量由近向远。 4．波传递的是 和 。 二、横波和纵波 1．横波 （1）特征：质点的振动方向与波的传播方向 。 （2）波形特点： 相间的波纹 （3）波峰与波谷：凸起的 处叫波峰，凹下的 处叫波谷。 2．纵波 （1）特征：质点的振动方向与波的传播方向 。 （2）波形特点：质点分布最稀的位置叫 ，质点分布最密的位置叫 。 3．波的特征： （1）横波只能在 中传播。 （2）纵波能在 中传播。 （3）沿着波的传播方向向前看去，前面各质点的振动位相都 于波源的振动位相。 （4）地震波既有 波又有 波。 三．机械波 1．介质中各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振（步调不一致）。前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复 的振动，并且后面的质点的振动依次 前面 的质点。 2．介质中质点在各自的平衡位置附近做 ，质点本身并 随波迁移。 3．传播过程中各质点的振动都是受迫振动，驱动力来源于波源。介质中各个质点的起振方向、周期、频率、振幅和波源相同。（具有周期性） 4．波向前传播的是 、 和信息。 【典型例题】 例1：关于横波和纵波，下列说法正确的是： A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同有时相反 B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C．形成纵波的质点，随波一起迁移 D．形成纵波的质点不随波迁移 例2：关于机械波，下列说法中正确的是： A．机械波的振幅与波源振动的振幅不相等 B．在波的传播过程中，介质中质点的振动频率等于波源的振动频率 C．在波的传播过程中，介质中质点的振动速度等于波的传播速度 D．在机械波的传播过程中，离波源越远的质点振动的周期越大 例3：声音在空气中传播的过程中，以下说法正确的是： A．波速不断减小 B．频率不断减小 C．振幅不断减小 D．波长不断减小 例4：关于振动和波的关系，下列说法中正确的是： A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 B．物体作机械振动，一定产生机械波 C．波的传播速度即波源的振动速度 D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定 例5：如图甲所示，用手握住长绳的一端，时刻在手的带动下绳上A点开始振动，其振动图像如图乙所示，则时刻绳的波形图为： A． B． C． D． 【课堂练习】 （　　）1．关于横波和纵波，下列说法正确的是 A．振源上、下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 （　　）2．关于横波和纵波，下列说法不正确的是 A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波 B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部 D．地震波是横波，声波是纵波 （　　）3．（多选）关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是 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，只是时间落后一步 C．参与振动的质点群有相同的频率 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 （　　）4．近年来，人们越来越注重身体锻炼。有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是 A．两根战绳形成的波形一定完全相同 B．两根战绳上的波传播速度相同 C．两根战绳上的点的振动频率一定不相同 D．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失 【课后作业】 （　　）1．把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则 A．在弹簧上形成一列机械波 B．在弹簧上形成波峰和波谷 C．弹簧上的质点自上而下振动 D．弹簧上的机械波自下而上传播 （　　）2．下列关于横波和纵波的说法中，正确的是 A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 B．横波中，质点的振动方向可能与波的传播方向平行 C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动 D．能形成波峰、波谷的波是横波 （　　）3．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．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．波源上下振动形成的波是横波 （　　）4．于横波和纵波，下列说法正确的是 A．振源上、下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 （　　）5．下列关于纵波的说法中，正确的是 A．在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向 B．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上 C．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 D．纵波也有波峰和波谷 （　　）6．沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时 A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失 B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失 C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动 D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动 （　　）7．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是 A．声波一定是纵波 B．水波一定是横波 C．地震波只有横波，没有纵波 D．纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播 （　　）8．关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是 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，只是时间落后一步 C．后振动的质点振动频率比先振动的质点小 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 （　　）9．在平静的湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传播到小木条处时，小木条将 A．随波纹漂向湖岸 B．不动 C．向波源处漂动 D．在原来位置上下振动 （　　）10．下列关于波的应用正确的是 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．光缆利用机械波传播信息 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 （　　）11．对于一列机械波，判断它是横波还是纵波，其依据是 A．介质中的质点是在水平方向上振动，还是在竖直方向上振动 B．介质中质点振动的方向与波的传播方向是垂直还是在一条直线上 C．波的传播方向是在水平方向上还是在竖直方向上 D．波传播的速度与质点振动的速度大小的关系 （　　）12．（多选）关于机械波，下列说法正确的是 A． 介质中各相邻质点间必有相互作用力 B．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动不一定落后于前一质点的振动 C．波传播的速度方向和质点振动的速度方向相同 D．波除了传递能量和振动形式外，还可以传递信息 （　　）13．下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是 A．有机械振动就一定有机械波 B．机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移 C．机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去 D．机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零 （　　）14．关于横波和纵波，下列说法正确的是 A．对于横波和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．对于纵波质点的运动方向与波的传播方向一定相同 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 （　　）15．多姿多彩的波点缀着人类的生活，下列关于机械波的说法正确的是 A．波只能被利用，不会产生破坏 B．波既能传递信息，又能传递能量 C．水波离开了它产生的地方，而那里的水也随之向前运动 D．在横波中，质点的振动方向与波的传播方向相同 16．细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波，如图所示，在细绳上选取15个点，图甲为t＝0时刻各点所处的位置，图乙为t＝T/4时刻的波形图(T为波的周期)．请你在图丙中画出t＝3T/4时刻的波形图． 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 波的形成 【知识梳理】 一、波的形成 1．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。 2．产生条件：（1）持续振动的振源（2）传播的介质。 波源（振源）：能够维持振动的传播，不间断地输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置； 介质：波借以传播的物质。 3．波的传播过程质点的运动特点：前带后，后跟前，运动状态向后传；波源质点先向上振，其它质点也向上振动；质点上下振动，但不随波迁移；质点传播能量由近向远。 4．波传递的是运动形式和能量。 二、横波和纵波 1．横波 （1）特征：质点的振动方向与波的传播方向垂直。 （2）波形特点：凹凸相间的波纹 （3）波峰与波谷：凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷。 2．纵波 （1）特征：质点的振动方向与波的传播方向共线。 （2）波形特点：质点分布最稀的位置叫疏部，质点分布最密的位置叫密部。 3．波的特征： （1）横波只能在固体中传播。 （2）纵波能在所有物质中传播。 （3）沿着波的传播方向向前看去，前面各质点的振动位相都落后于波源的振动位相。 （4）地震波既有横波又有纵波。 三．机械波 1．介质中各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振（步调不一致）。前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面的振动，并且后面的质点的振动依次滞后前面 的质点。 2．介质中质点在各自的平衡位置附近做微小振动，质点本身并不随波迁移。 3．传播过程中各质点的振动都是受迫振动，驱动力来源于波源。介质中各个质点的起振方向、周期、频率、振幅和波源相同。（具有周期性） 4．波向前传播的是运动形式、能量和信息。 【典型例题】 例1：关于横波和纵波，下列说法正确的是： D A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同有时相反 B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C．形成纵波的质点，随波一起迁移 D．形成纵波的质点不随波迁移 例2：关于机械波，下列说法中正确的是： B A．机械波的振幅与波源振动的振幅不相等 B．在波的传播过程中，介质中质点的振动频率等于波源的振动频率 C．在波的传播过程中，介质中质点的振动速度等于波的传播速度 D．在机械波的传播过程中，离波源越远的质点振动的周期越大 例3：声音在空气中传播的过程中，以下说法正确的是： C A．波速不断减小 B．频率不断减小 C．振幅不断减小 D．波长不断减小 例4：关于振动和波的关系，下列说法中正确的是： D A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 B．物体作机械振动，一定产生机械波 C．波的传播速度即波源的振动速度 D．波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定 例5：如图甲所示，用手握住长绳的一端，时刻在手的带动下绳上A点开始振动，其振动图像如图乙所示，则时刻绳的波形图为： D A． B． C． D． 【课堂练习】 （　　）1．关于横波和纵波，下列说法正确的是C A．振源上、下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 （　　）2．关于横波和纵波，下列说法不正确的是D A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波 B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部 D．地震波是横波，声波是纵波 （　　）3．（多选）关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是BC 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，只是时间落后一步 C．参与振动的质点群有相同的频率 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 （　　）4．近年来，人们越来越注重身体锻炼。有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是B A．两根战绳形成的波形一定完全相同 B．两根战绳上的波传播速度相同 C．两根战绳上的点的振动频率一定不相同 D．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失 【课后作业】 （　　）1．把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则A A．在弹簧上形成一列机械波 B．在弹簧上形成波峰和波谷 C．弹簧上的质点自上而下振动 D．弹簧上的机械波自下而上传播 （　　）2．下列关于横波和纵波的说法中，正确的是A A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 B．横波中，质点的振动方向可能与波的传播方向平行 C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动 D．能形成波峰、波谷的波是横波 （　　）3．关于横波和纵波，下列说法正确的是A 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．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．波源上下振动形成的波是横波 （　　）4．于横波和纵波，下列说法正确的是C A．振源上、下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 （　　）5．下列关于纵波的说法中，正确的是B A．在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向 B．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上 C．纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 D．纵波也有波峰和波谷 （　　）6．沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时C A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失 B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失 C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动 D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动 （　　）7．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是D A．声波一定是纵波 B．水波一定是横波 C．地震波只有横波，没有纵波 D．纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播 （　　）8．关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是B 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，只是时间落后一步 C．后振动的质点振动频率比先振动的质点小 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 （　　）9．在平静的湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传播到小木条处时，小木条将D A．随波纹漂向湖岸 B．不动 C．向波源处漂动 D．在原来位置上下振动 （　　）10．下列关于波的应用正确的是B 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．光缆利用机械波传播信息 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 （　　）11．对于一列机械波，判断它是横波还是纵波，其依据是B A．介质中的质点是在水平方向上振动，还是在竖直方向上振动 B．介质中质点振动的方向与波的传播方向是垂直还是在一条直线上 C．波的传播方向是在水平方向上还是在竖直方向上 D．波传播的速度与质点振动的速度大小的关系 （　　）12．（多选）关于机械波，下列说法正确的是AD A． 介质中各相邻质点间必有相互作用力 B．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动不一定落后于前一质点的振动 C．波传播的速度方向和质点振动的速度方向相同 D．波除了传递能量和振动形式外，还可以传递信息 （　　）13．下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是C A．有机械振动就一定有机械波 B．机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移 C．机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去 D．机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零 （　　）14．关于横波和纵波，下列说法正确的是D A．对于横波和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．对于纵波质点的运动方向与波的传播方向一定相同 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 （　　）15．多姿多彩的波点缀着人类的生活，下列关于机械波的说法正确的是B A．波只能被利用，不会产生破坏 B．波既能传递信息，又能传递能量 C．水波离开了它产生的地方，而那里的水也随之向前运动 D．在横波中，质点的振动方向与波的传播方向相同 16．细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波，如图所示，在细绳上选取15个点，图甲为t＝0时刻各点所处的位置，图乙为t＝T/4时刻的波形图(T为波的周期)．请你在图丙中画出t＝3T/4时刻的波形图． 答案： 学科网（北京）股份有限公司 $