第三章 1.波的形成-（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）

1.波的形成 学习目标 1.通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。 2.能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。 3.能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。 4.知道机械波的概念和形成机械波的条件。 知识点一　波的形成 　情境：如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。如果在绳子上某处做一标记A，观察这一标记A的运动。 问题： （1）标记A有没有随波迁移？ （2）当手停止抖动后，绳上的波会立即消失吗？ 1.波的概念：　　　　　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　　　　的质点，这些质点之间存在着　　　　　的作用。 （2）当手握绳端上下振动时，绳端　　　　相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又　　　　更远一些的质点……绳子上的质点都　　　　　　起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。 【易错辨析】 1.在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。（　　） 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.波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动。（　　） 1.波的产生 （1）动力学观点：介质质点间存在相互作用力，介质中前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点做受迫振动，这样将波源的振动形式向外传播。 （2）能量观点：介质中前后质点间存在相互作用的弹性力，因而相互做功，从而将波源的能量向外传播。 2.波的传播特点 （1）振动由振源逐步向远处传播； （2）后一质点被带动将重复前一质点的振动，但时间落后； （3）各质点的起振方向均相同； （4）各质点只在平衡位置附近做机械振动，而不随波迁移。 【例1】　（波的形成）（2025·山东济宁月考）如图所示，描绘了一条均匀的绳中质点的运动与波的传播的关系。图中小圆点代表绳中的质点，P0、P1、P2、……为绳沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻质点间距离相等。其中P0为波源，从波源通过平衡位置竖直向上振动开始计时，在T、T时刻各质点的位置及波的形状如图（甲）、（乙）所示。试画出随后T、T时刻各质点的位置及波的形状。 尝试解答 【例2】　（波的传播特点）〔多选〕手持绳子抖动，形成一列波，下列说法正确的是（　　） A.绳上的各质点在各自的平衡位置附近振动 B.绳上的各质点随波迁移 C.绳子是波传播的介质 D.最先振动的质点就是波源 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点二　横波和纵波 　　 　情境： 如图所示 问题：（1）图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系； （2）图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系。 1.横波 （1）横波是质点的振动方向与波的传播方向　　　　　　的波。 （2）在横波中，凸起的最高处叫作　　　　，凹下的最低处叫作　　　　。 （3）横波只能在固体介质中传播。如绳波。 2.纵波 （1）纵波是质点的振动方向与波的传播方向　　　　　　　　的波。 （2）在纵波中，质点分布最密的位置叫作　　　　　，质点分布最疏的位置叫作　　　　　。 （3）纵波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。如发声体振动时产生的声波。 【易错辨析】 1.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同。（　　） 2.对于横波，质点的振动方向与波的传播方向垂直。（　　） 3.纵波中的质点可以随波迁移，而横波中的质点不能。（　　） 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同一条直线上 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 【例3】　（横波和纵波的理解）（2025·广西贵港期末）机械振动在介质中传播，形成了机械波。下列说法正确的是（　　） A.在纵波中，质点的分布是均匀的 B.机械波在真空中可以传播 C.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波 D.介质中有机械波传播时，介质与波一起传播 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【例4】　（横波和纵波的传播）〔多选〕某地发生7.1级强地震，若恰好在震源（位于地下）正上方地区的一个观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差5 s，已知在这一地区地震波的纵波和横波的传播速率分别为9 km/s和4 km/s，若近似认为波的速度恒定，则下列判断正确的是（　　） A.地震时，震源正上方地区的建筑物先左右振动、后上下振动 B.地震时，震源正上方地区的建筑物先上下振动、后左右振动 C.震源距该观测站的距离为25 km D.震源距该观测站的距离为36 km 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点三　机械波 1.介质：波借以传播的　　　　。 2.机械波的产生条件 （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迁移，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　　　　　　。 【易错辨析】 1.声波能在真空中传播。（　　） 2.介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起迁移。（　　） 3.波传播的是振动这种运动形式。（　　） 1.机械波是一种“集体运动”，波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，个别质点的振动不能形成波。 2.机械波在介质中传播时，介质中的各点不随波向前迁移，只在各自的平衡位置附近做往复运动。 3.波的传播可以脱离波源的振动而独立存在，也就是说，机械波一旦形成，运动形式和能量就会向外传播，即使波源的振动停止，波也不会停止传播。 4.在同一种均匀介质中，机械波的传播是匀速的。 【例5】　关于机械波，下列说法正确的是（　　） 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.波的传播过程就是介质中质点的迁移过程 D.波的传播方向就是质点振动的方向 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 机械振动和机械波的区别与联系 项目 机械振动 机械波 区 别 研究对象 单个质点在平衡位置附近的往复运动，研究的是单个质点的“个体行为” 振动在介质中的传播，研究的是大量质点振动的“群体行为” 力的来源 可以是作用在物体上的各种性质的力 联系介质中各质点的弹力 运动性质 质点做变加速运动 在同一种均匀介质中是匀速向前传播的 联系 （1）振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，但有振动不一定有波动。 （2）波动的性质、频率和振幅都与振源相同 【典例1】　关于机械振动和机械波，下列叙述正确的是（　　） A.有机械振动必有机械波 B.有机械波必有机械振动 C.在波的传播中，振动质点随波的传播发生迁移 D.在波的传播中，若振源停止振动，波的传播会立即停止 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【典例2】　如图所示，水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…。使质点1沿竖直方向做简谐运动，振动将沿绳向右传播，从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动。则此时关于质点10的运动，下列说法正确的是（　　） A.位移为零 B.加速度为最大值 C.正向下运动 D.加速度为零 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 课堂小结 1.（波的形成）关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） A.如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止传播 B.发声体在振动时，一定会产生声波 C.波动的过程是介质中的质点由近及远的迁移过程 D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程 2.（机械波）一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上漂浮着一个篮球（如图），下列对篮球运动情况的描述正确的是（　　） A.篮球慢慢向湖心运动 B.篮球慢慢向湖岸运动 C.在原处上下振动 D.沿着波纹做圆周运动 3.（横波与纵波）〔多选〕有关纵波与横波，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，并且质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，这类波是纵波 4.（机械波）（2025·北京西城区期末）如图为以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。下列判断正确的是（　　） A.这列机械波为纵波 B.质点P从平衡位置开始振动时，其运动方向向上 C.质点Q从平衡位置开始振动时，其运动方向向下 D.机械波传到Q时，质点P恰好振动了1个周期 提示：完成课后作业　第三章　1. 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.波的形成 知识点一 情境导入 提示：（1）没有，标记A只在竖直方向上上下振动； （2）不会，当手停止抖动后，波仍向右传播。 新知导读 1.振动　2.（1）相连　弹性力　（2）带动　带动　跟着振动 易错辨析 1.×　2.×　3.√ 知识点二 情境导入 提示：（1）相互垂直。（2）在同一条直线上。 新知导读 1.（1）相互垂直　（2）波峰　波谷 2.（1）在同一直线上　（2）密部　疏部 易错辨析 1.×　2.√　3.× 知识点三 新知导读 1.物质　2.（1）波源　（2）介质 3.（1）振动　（2）能量　（3）传递信息 易错辨析 1.×　2.×　3.√ 知识点一 【例1】　见解析图 解析：质点P0沿上下方向振动，依次带动质点P1、P2、……使它们都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。根据T、T时刻各质点的位置，可确定随后T、T时刻各质点的位置，再连线画出波的形状，如图所示。 【例2】　ACD　机械波沿绳传播时，绳上各个质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移，A正确，B错误；绳子是波传播的介质，C正确；最先振动的质点就是波源，D正确。 知识点二 【例3】　C　纵波的波形是疏密相间的，质点分布最密的部分叫密部，分布最疏的地方叫疏部，故A错误；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，故B错误；发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，故C正确；在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，故D错误。 【例4】　BD　地震波由震源向上传播，横波使建筑物左右振动，纵波使建筑物上下振动，分析题意可知，纵波传得快，震源正上方地区的建筑物先上下振动，后左右振动，选项A错误，B正确；设横波的速度为v1，纵波的速度为v2，根据运动学公式可知，－＝Δt，代入数据解得x＝36 km，选项C错误，D正确。 知识点三 【例5】　B　波传播过程中，各质点在各自的平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，平衡位置也不会随波迁移，A、C错误。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。波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念，两者不能等同，D错误。 【素养培优】 【典例1】　B　机械波的产生条件是机械振动在介质中的传播，两个条件必须同时具备，有机械波必有机械振动，但只有机械振动而没有介质时没有机械波，故A错误，B正确；在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，故C错误；波传播的是振动形式、能量和信息，当波源停止振动，波的传播方向上介质中的质点继续振动，所以波的传播不会立即停止，故D错误。 【典例2】　B　当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动，故1～13点间的波形为一个完整的波形，此时质点10处于正向最大位移处，则质点10的速度为零，加速度最大，故选项B正确，A、C、D错误。 【随堂演练】 1.D　由于机械波依靠介质传播，如果波源停止振动，已经振动的质点由于惯性还要振动一会儿，所以形成的波不会立即停止传播，故A错误；机械波是机械振动在介质中传播的过程，有机械振动不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，故B错误；波在介质中传播的过程，不是介质中的质点由近及远的迁移过程，而是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程，故C错误，D正确。 2.C　波在传播过程中，只传递振动的形式、能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动。故选C。 3.CD　不论振源是沿水平方向振动，还是沿竖直方向振动，只要振动方向与波的传播方向垂直，则为横波；若振动方向与波的传播方向在同一条直线上，则为纵波，故A、B错误，C、D正确。 4.B　绳上各质点的位移方向与波的传播方向垂直，即质点的振动方向与波的传播方向垂直，所以这列机械波为横波，故A错误；质点Q的起振方向与波源的起振方向相同，波向右传播，质点Q从平衡位置开始振动时，起振方向是向上的，所以质点P从平衡位置开始振动时，其运动方向向上，故B正确，C错误；由图可知，机械波传到Q时，质点P恰好振动了1.5个周期，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $