3.1 波的形成（知识解读）-2025-2026学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版选择性必修第一册）

本讲义聚焦“波的形成”核心知识点，系统梳理波的形成条件与传播特点，横波和纵波的分类（振动方向与传播方向关系、介质、特征），以及机械波的定义、产生条件、特点及与振动的区别联系，构成递进式学习支架。 资料以战绳、蜻蜓点水、地震波等生活实例为载体，结合表格对比横纵波、典例与变式题设计，培养学生物理观念（运动和相互作用、能量观念）与科学思维（模型建构、科学推理），课中辅助教学直观易懂，课后巩固训练助力学生查漏补缺。

3.1 波的形成（知识解读）（解析版） •知识点1 波的形成 •知识点2 横波和纵波 •知识点3 机械波 •作业 巩固训练 波的形成 知识点1 1、波和波源 （1）波：振动的传播称为波动，简称波。 （2）波源：引起波动的振动物体为波源。 2、波的产生原因 （1）波的形成条件：有持续振动的振源和传播的介质。 （2）离波源近的质点带动离波源远的质点。 （3）离波源远的质点重复离波源近的质点的质点形式，步调不一致。 （4）各质点的起振方式均与波源的起振方式相同。 3、波的传播特点 （1）波传播的只是振动的形式和能量，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。 （2）波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。 （3）波可以传递信息。 【典例1】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不相同 C．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失 D．离人越远的波形振幅越小 【答案】D 【详解】A．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，由于双手的抖动的初相位和抖动幅度不一定相同，故两根战绳形成的波形不一定完全相同，故A错误； B．介质材料相同，则两根战绳上的波传播速度相同，故B错误； C．若人停止抖动战绳，绳波不会立即消失，会向前传播，故C错误； D．绳波在传播过程中能量逐渐减小，离人越远的波形振幅越小，故D正确。 故选D。 【变式1-1】如图1所示为“蜻蜓点水”时的情景蜻蜓在平静水面匀速飞行过程中两次点水后在水面上激起的波纹A、B（俯视图、刚好相切）如图2所示，由图可知（　　）         图1                  图2 A．A、B两波纹左端的间距会越来越大 B．A、B两波纹右端此后不再相切，且间距先变大后变小 C．蜻蜓的飞行速度与水波的传播速度相等 D．蜻蜓的飞行速度比水波的传播速度大 【答案】C 【详解】AB．激起的水波在同一介质中的传播速度相等，故A、B两波纹左端的间距不变；由于此时刚好相切，同理可知A、B两波纹右端此后一直相切，故AB错误； CD．由于此时刚好相切，故可知水波从传播到时，蜻蜓也刚好从飞到，故蜻蜓的飞行速度与水波的传播速度相等，故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-2】（多选）在一条软绳上选个等间距的质点，质点在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图可知，下列正确的是（　　） A．质点带动质点是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动 B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒 【答案】AC 【详解】 AC．机械波的形成原因是质点间的相互作用，前一质点带动后一质点，后一质点重复前一质点的振动，每个质点都做受迫振动，振动的周期都相同，所以质点是被质点1对它的弹力带动起来的，由图可知绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，故AC正确； B．质点只能在平衡位置附近振动，不能沿绳传递，故B错误； D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅的受迫振动，故每个质点的机械能不守恒，故D错误。 故选AC。 【变式1-3】（多选）小朋友在平静的池塘水面玩“打水漂”游戏，有一次，小石片在水面漂了两次然后沉入水中，某时刻水面上最外层的水纹如图所示，由图分析可知（　　） A．小石片的飞行方向为A到B B．小石片的飞行方向为B到A C．小石片的飞行速度大于水波传播的速度 D．小石片的飞行速度小于水波传播的速度 【答案】BC 【详解】AB．由图可知，B点的水波纹更大，小石片先点击水面B点，所以小石片的飞行方向为B到A，故A错误，B正确； CD．B点的水波纹还没有传到A点，小石片已经在A点点出了水波纹，所以小石片的飞行速度大于水波传播的速度，故C正确，D错误。 故选BC。 横波和纵波 知识点2 1、横波和纵波 定义 标志性物理量 介质 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 只能在固体介质中传播 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 在固体、液体和气体介质中均能传播 2、横波与纵波的比较 （1）质点的振动方向与波的传播方向的关系不同。 （2）传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传播。 （3）特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部。 3、常见的横、纵波 （1）声波：声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气（介质）发生膨胀和收缩是沿着声波传播方向的。声波在固体中传播可能是横波也可能是纵波。 （2）地震波:既有横波又有纵波。 （3）水波的认识方面：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波，叫做水纹波。 【典例2】（多选）地壳深处的岩层活动产生强烈震动而引发地震。地震波的纵波传播速度较快，约为6km/s；横波传播速度较慢，约为4km/s。2022年3月26日在青海某无人区发生6.0级地震，震源深度10 km。地震发生后距震源163 km的嘉峪关市震感强烈。则以下说法正确的是（　　） A．震源的正上方，地震波的纵波会引起地面物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动 B．地震波的横波在介质中传播时，介质中的质点会沿波的传播方向运动，从而导致房屋倒塌 C．嘉峪关市的防震减灾机构有约13.6秒的时间提前预警更具破坏性的横波何时到达 D．建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近，建筑物受到的损伤就越小 【答案】AC 【详解】A．振动方向与传播方向在同一条直线上的波叫做纵波，振动方向与传播方向相互垂直的波叫做横波，所以，震源的正上方，地震波的纵波会引起地面物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动，A正确； B．地震波的横波在介质中传播时，介质中的质点会沿垂直于波的传播方向运动，从而导致房屋倒塌，B错误； C．横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为 C正确； D．建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近，建筑物的振幅越大，受到的损伤就越大，D错误。 故选AC。 【变式2-1】北京时间2023年2月6日9时17分, 在土耳其发生7.8级地震，关于地震波，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 【答案】D 【详解】A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，A正确，不符合题意； 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，B正确，不符合题意； C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确，不符合题意； D．地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误，符合题意。 故选D。 【变式2-2】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相同 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】C 【详解】AB．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AB错误； CD．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C正确，D错误。 故选C。 【变式2-3】（多选）有关横波,下列说法不正确的是（　　） 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横波 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，这类波是横波 【答案】ABD 【详解】不论振源沿水平方向振动，还是沿竖直方向振动，只要振动方向与波传播方向垂直，就为横波，故ABD说法错误，符合题意；C说法正确，不符题意； 故选ABD。 机械波 知识点3 1、机械波定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。 2、机械波产生条件 （1）有振源。 （2）有可传播波的介质。 3、机械波的特点 (1)沿波传播的方向由近及远的传播。 (2)机械波传播的是振动的形式、能量和信息。 (3)各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移。 (4)介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率。 (5)各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。 4、传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。 5、波动与振动的区别和联系 （1）区别：振动是一个质点的往复运动; 波动是介质中许多质点的集体运动。 （2）联系： a.都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期。 b.从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动。 c.振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动。 d.波动是振动形式的传播过程。 （3）振动和波动的区别与联系 振动 波动 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,研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为” 力的来源 可以由作用在物体上的各种性质力提供 联系介质中各质点的弹力 运动性质 质点做变加速运动 质点做变加速运动 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3】（多选）下列说法正确的是（　　） A．同一波面上的各质点振动情况完全相同 B．同一振源的不同波面上的质点的振动情况一定不同 C．球面波是以波源为中心的一个个球面 D．无论怎样的波，波线都始终和波面垂直 【答案】ACD 【详解】A．介质中任一波面上的各点，都可以看成发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，同一波面上各质点的振动情况完全相同，A正确； B．不同波面上质点的振动情况可能相同，B错误； C．球面波是以波源为中心的一个个球面，C正确； D．任何波的波线都始终与波面垂直，D正确。 故选ACD。 【变式3-1】“振动是波的起源，波是振动的传播”，下列关于机械振动和机械波，说法正确的是（　　） A．波速表示介质中质点振动的快慢 B．机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍 C．简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置 D．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大 【答案】D 【详解】A．波速是波在介质中的传播速度，由波长和频率决定（），而质点振动的快慢由振动频率或最大速度（）决定，两者无直接关联。故A错误； B．机械波在一个周期内传播的距离为波长（），而振幅是质点的最大位移，两者单位不同且无必然倍数关系。故B错误； C．简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，但合力不一定为零。例如单摆的平衡位置存在向心力，合力不为零。故C错误； D．弹簧振子在平衡位置时位移为零，弹性势能最小，动能最大（速度最大）。故D正确。 故选D。 【变式3-2】如图所示，两个相邻的矩形鱼塘A、B在O处由水泥圆管连通，小明同学在两个鱼塘的C、D两处各放置一只玩具小鸭．当他在处每隔相同时间用力连续拍打水面时，发现只有C处的小鸭发生运动．则下列说法正确的是（    ） A．欲使D处小鸭也发生运动，可适当增大拍打水面的时间间隔 B．欲使D处小鸭也发生运动，可让小鸭水平向右移动少许 C．减小拍打水面的时间间隔时，水波从传播到C处的时间将缩短 D．一段时间后，C处的小鸭将运动至鱼塘A的边缘 【答案】A 【详解】A．由于水波的传播速度不变，适当增大拍打水面的时间间隔，水波波长变长，易发生衍射，波能从传播到D位置，小鸭就能发生振动，A正确； B．小鸭水平向右移动少许，水波仍就不能从O传播到D位置，B错误； C．减小拍打水面的时间间隔时，水波的传播速度不变，从传播到C处的时间不变，C错误； D．水波传播到C位置时，小鸭只会在水面上上下振动，不会“随波逐流”，D错误。 故选A。 【变式3-3】（多选）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（    ） A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动频率等于波源的振动频率 C．它的振动方向可能与波的传播方向相同 D．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 【答案】BC 【详解】A．振动速度与传播速度无关，A错误； B．所有质点的振动频率均与波源的振动频率相等，B正确； C．纵波的振动方向与传播方向平行，方向可能相同，C正确； D．质点不随波运动，一个周期内质点的运动路程等于4倍振幅，D错误。 故选BC。 1．某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列简谐波，距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到S处时间越短 D．浮漂的振幅越大，小树叶振动频率越大 【答案】B 【详解】A．小树叶只在平衡位置上下振动，不会远离浮漂运动，选项A错误； B．因浮漂先向下振动，可知小树叶起振时也将先向下运动，选项B正确； C．波的传播速度只与介质有关，与振幅无关，则即使浮漂的振幅越大，波传到S处时间也不变，选项C错误； D．小树叶振动的频率只由振源浮漂决定，与浮漂的振幅无关，选项D错误。 故选B。 2．下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（　　） A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离不一定是质点振幅的两倍 【答案】A 【详解】A．简谐波传播过程中，媒质中质点在波源驱动力作用做受迫振动，振动周期都等于波的振动周期．A正确； B．简谐波在同一均匀介质中传播时速度不变，而质点做简谐运动的速度随时间做周期性变化，B错误。 C．纵波的传播方向一定和介质中质点振动的方向在同一直线上，但不是总是一致；横波的传播方向与质点的振动方向相垂直，C错误； D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离是质点振幅的两倍，D错误。 故选A。 3．物理思想方法是物理学科素养的重要内容，可帮助我们提升思维水平，形成综合能力. 下列有关思想方法说法正确的是（　　） A．卡文迪许利用扭秤测量万有引力常量用到了微元法的思想 B．合力、分力等概念的建立都体现了等效替代的思想 C．加速度公式 与功率公式 都采用了比值定义法 D．单摆、机械波都是抓住主要因素忽略次要因素建立的理想化模型 【答案】B 【详解】A．卡文迪许利用扭秤测量万有引力常量用到了放大法的思想，A错误； B．合力、分力等概念的建立都体现了等效替代的思想，B正确； C．加速度公式 是牛顿第二定律的表达式，不是定义式，C错误； D．单摆是理想化模型，机械波是客观存在的，不属于理想化模型，D错误。 故选B. 4．如图所示，1、2、3、4……是一个水平放置松弛状态下的弹簧（可认为是均匀介质）上一系列等间距的质点。某时刻，质点1在外力作用下从平衡位置开始沿左右方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点离开平衡位置依次左右振动，形成一列简谐纵波。已知质点1开始振动的方向是向左，经过二分之一周期，质点9开始运动，则此时刻，下列说法正确的是（　　） A．质点3向右运动 B．质点5所受回复力为零 C．质点6的加速度向左 D．质点9的运动方向向右 【答案】A 【详解】A．经过时，质点1从平衡位置再次运动到平衡位置，质点3振动了，即质点3在从左侧最大位移处向平衡位置运动的过程中(向右运动)，故A正确； B．经过时，质点5恰好到达左侧最大位移处，所受回复力向右，故B错误； C．经过时，质点6振动了，正在向左侧最大位移处运动，加速度方向向右，故C错误； D．在波传播过程中，后一个质点重复前一个质点的振动，所以每一个质点的起振方向都和波源的起振方向相同，即质点9的运动方向向左，故D错误。 故选A。 5．如图所示是电视中正在播放的体育频道插播的成都地震前从61秒到45秒倒计时时刻的画面。已知地震发生时主要发出纵波和横波，纵波振动方向与波传播方向一致，而横波振动方向与波传播方向垂直，纵波传播速度约为8km/s，横波传播速度约为4km/s，一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息，下列说法正确的是（    ） A．一般来说，纵波造成的危害比横波大 B．在震源中心地区的人们先感受到上下震动，过一小会儿再感受到水平晃动 C．根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200km D．该新闻说明人类已经掌握了在地震发生前提前“预测地震”技术了 【答案】B 【详解】A．地震波分为纵波和横波，纵波传播速度快，破坏性弱，横波传播速度慢，破坏性强，故A错误； B．地震波从深处传到地表，纵波的传播速度比横波的快，在震源中心地区的人们先感受到上下晃动，过一小会儿再感受到水平晃动，故B正确； C．根据题目信息可推断长宁县与成都市之间的距离约为 故C错误； D．监测到地震时地震已经发生，说明不可预测，故D错误。 故选B。 6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长为，振幅为A。当坐标为处的质点位于平衡位置且向y轴负方向运动时，处质点的位移和运动方向分别为（　　） A．、沿y轴正方向 B．，沿y轴负方向 C．、沿y轴正方向 D．，沿y轴负方向 【答案】D 【详解】处质点与处质点相距，为，所以处质点相位落后，当坐标为处的质点位于平衡位置且向y轴负方向运动时，坐标为处质点位移为，运动方向沿y轴负方向。 故选D。 7．（多选）位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知图甲为波源的振动图像，图乙为平衡位置位于x1=2m处质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．0~1s内，波源运动的路程为1m B．t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴正方向运动 C．如果波长大于2m，则波速一定为 D．波源位于平衡位置时，x1=2m处的质点一定处于波谷 【答案】AC 【详解】A．由图像可知，波源的振动周期T=0.4s，振幅A=10cm 0~1s内波源运动的路程，故A正确； B．由图甲可知，t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴负方向运动，故B错误； C．该波沿x轴正方向传播，则两质点间的距离为 解得 如果波长大于2m，则一定有n=0，由波速的公式得，故C正确； D．由振动图像可知，波源位于平衡位置时，x1=2m处的质点可能处于波谷也有可能处于波峰，故D错误。 故选AC。 8．（多选）如图所示，一列简谐波从左向右传播，传播到P点时，P点开始振动的方向垂直PQ向上，振动周期为T，经时间t，振动从P点传播到Q点，传播速度为v。下列说法正确的是（　　） A．该波一定是横波 B．Q点振动的周期可能为T C．Q点振动的最大速度一定为v D．若（n为正整数），则质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同 【答案】AD 【详解】A．根据题意可知，质点振动方向与波传播方向垂直，则该波一定是横波，故A正确； B．根据波的特点，介质中所有质点的周期与波源的周期相同，所以点振动的周期为，故B错误； C．质点在其平衡位置附近振动，其速度大小在平衡位置最大，在最大位移处最小，与波速没必然的联系，可以小于，也可能大于，也可能等于波速，故C错误； D．若（n为正整数），则、点为同相点，质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同，故D正确。 故选AD。 9．（多选）关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动 B．机械波中各质点做的都是自由振动 C．机械波在真空中也能传播 D．机械波中各质点在各自的平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移 【答案】AD 【详解】A．波传到任意一点，该点的起振方向和波源的起振方向相同，A正确； B．机械波中各质点，由于相邻质点的带动，其振动是受迫振动，B错误； C．机械波传播的条件：①有传播介质。②有发生机械振动的波源。C错误； D．质点在平衡位置附近振动，并不随波迁移，D正确； 故选AD。 10．（多选）关于机械波的形成，下列说法中正确的是（　　） A．相邻的质点要相互做功 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．参与振动的质点各自的频率不同 D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递 【答案】AB 【详解】A．在机械波中，相邻质点间通过弹性力相互做功，传递振动能量，故A正确； B．机械波的形成是振动在介质中传播的过程，后振动的质点重复先振动质点的振动，时间上落后一步，故B正确； C．参与振动的质点振动频率均相同，等于波源的振动频率，故C错误； D．机械波传播时，介质质点不随波迁移，只在平衡位置附近振动，但振动能量被传递，故D错误。 故选AB。 11．（多选）如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法正确的是（　　） A．机械波在均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值 B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致 C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性 D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍 E．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍 【答案】ACE 【详解】A．机械波在同一均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值，故A正确； B．质点3与质点15之间的距离正好等于一个波长，振动情况始终完全一致，故B错误； C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性，故C正确； DE．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍，故D错误，E正确。 故选ACE。 12．如图甲所示，波源S从平衡位置开始沿y轴方向上下振动，规定向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过后，在波的传播方向上距波源的P点开始振动。若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像如图乙所示，则波源S最初是向 （选填“上”或“下”）振动的，时间内P点运动的路程为 m。 【答案】 下 2 【详解】[1]由题图乙可知P点的起振方向向下，则波源开始振动时的方向也向下。 [2]根据题图乙可知P点振动的周期为，振幅为，时间内P点运动的路程为一个振幅，则运动的路程为。 13．艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目，19世纪末20世纪初起源于欧洲。艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图。讨论： (1)丝带上的各点有没有随波迁移？ (2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？ 【详解】（1）丝带上的各点在平衡位置附近做往复运动，没有随波迁移。 （2）运动员的手停止抖动后，丝带上的波继续向前传播，不会立即停止。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1 波的形成（知识解读）（原卷版） •知识点1 波的形成 •知识点2 横波和纵波 •知识点3 机械波 •作业 巩固训练 波的形成 知识点1 1、波和波源 （1）波：振动的传播称为波动，简称波。 （2）波源：引起波动的振动物体为波源。 2、波的产生原因 （1）波的形成条件：有持续振动的振源和传播的介质。 （2）离波源近的质点带动离波源远的质点。 （3）离波源远的质点重复离波源近的质点的质点形式，步调不一致。 （4）各质点的起振方式均与波源的起振方式相同。 3、波的传播特点 （1）波传播的只是振动的形式和能量，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。 （2）波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。 （3）波可以传递信息。 【典例1】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不相同 C．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失 D．离人越远的波形振幅越小 【变式1-1】如图1所示为“蜻蜓点水”时的情景蜻蜓在平静水面匀速飞行过程中两次点水后在水面上激起的波纹A、B（俯视图、刚好相切）如图2所示，由图可知（　　）         图1                  图2 A．A、B两波纹左端的间距会越来越大 B．A、B两波纹右端此后不再相切，且间距先变大后变小 C．蜻蜓的飞行速度与水波的传播速度相等 D．蜻蜓的飞行速度比水波的传播速度大 【变式1-2】（多选）在一条软绳上选个等间距的质点，质点在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图可知，下列正确的是（　　） A．质点带动质点是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动 B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒 【变式1-3】（多选）小朋友在平静的池塘水面玩“打水漂”游戏，有一次，小石片在水面漂了两次然后沉入水中，某时刻水面上最外层的水纹如图所示，由图分析可知（　　） A．小石片的飞行方向为A到B B．小石片的飞行方向为B到A C．小石片的飞行速度大于水波传播的速度 D．小石片的飞行速度小于水波传播的速度 横波和纵波 知识点2 1、横波和纵波 定义 标志性物理量 介质 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 只能在固体介质中传播 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 在固体、液体和气体介质中均能传播 2、横波与纵波的比较 （1）质点的振动方向与波的传播方向的关系不同。 （2）传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传播。 （3）特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部。 3、常见的横、纵波 （1）声波：声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气（介质）发生膨胀和收缩是沿着声波传播方向的。声波在固体中传播可能是横波也可能是纵波。 （2）地震波:既有横波又有纵波。 （3）水波的认识方面：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波，叫做水纹波。 【典例2】（多选）地壳深处的岩层活动产生强烈震动而引发地震。地震波的纵波传播速度较快，约为6km/s；横波传播速度较慢，约为4km/s。2022年3月26日在青海某无人区发生6.0级地震，震源深度10 km。地震发生后距震源163 km的嘉峪关市震感强烈。则以下说法正确的是（　　） A．震源的正上方，地震波的纵波会引起地面物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动 B．地震波的横波在介质中传播时，介质中的质点会沿波的传播方向运动，从而导致房屋倒塌 C．嘉峪关市的防震减灾机构有约13.6秒的时间提前预警更具破坏性的横波何时到达 D．建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近，建筑物受到的损伤就越小 【变式2-1】北京时间2023年2月6日9时17分, 在土耳其发生7.8级地震，关于地震波，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 【变式2-2】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相同 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 【变式2-3】（多选）有关横波,下列说法不正确的是（　　） 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横波 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，这类波是横波 机械波 知识点3 1、机械波定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。 2、机械波产生条件 （1）有振源。 （2）有可传播波的介质。 3、机械波的特点 (1)沿波传播的方向由近及远的传播。 (2)机械波传播的是振动的形式、能量和信息。 (3)各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移。 (4)介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率。 (5)各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。 4、传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。 5、波动与振动的区别和联系 （1）区别：振动是一个质点的往复运动; 波动是介质中许多质点的集体运动。 （2）联系： a.都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期。 b.从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动。 c.振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动。 d.波动是振动形式的传播过程。 （3）振动和波动的区别与联系 振动 波动 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,研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为” 力的来源 可以由作用在物体上的各种性质力提供 联系介质中各质点的弹力 运动性质 质点做变加速运动 质点做变加速运动 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3】（多选）下列说法正确的是（　　） A．同一波面上的各质点振动情况完全相同 B．同一振源的不同波面上的质点的振动情况一定不同 C．球面波是以波源为中心的一个个球面 D．无论怎样的波，波线都始终和波面垂直 【变式3-1】“振动是波的起源，波是振动的传播”，下列关于机械振动和机械波，说法正确的是（　　） A．波速表示介质中质点振动的快慢 B．机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍 C．简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置 D．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大 【变式3-2】如图所示，两个相邻的矩形鱼塘A、B在O处由水泥圆管连通，小明同学在两个鱼塘的C、D两处各放置一只玩具小鸭．当他在处每隔相同时间用力连续拍打水面时，发现只有C处的小鸭发生运动．则下列说法正确的是（    ） A．欲使D处小鸭也发生运动，可适当增大拍打水面的时间间隔 B．欲使D处小鸭也发生运动，可让小鸭水平向右移动少许 C．减小拍打水面的时间间隔时，水波从传播到C处的时间将缩短 D．一段时间后，C处的小鸭将运动至鱼塘A的边缘 【变式3-3】（多选）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（    ） A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动频率等于波源的振动频率 C．它的振动方向可能与波的传播方向相同 D．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 1．某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列简谐波，距离浮漂S处的水蕊上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到S处时间越短 D．浮漂的振幅越大，小树叶振动频率越大 2．下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（　　） A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致 D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离不一定是质点振幅的两倍 3．物理思想方法是物理学科素养的重要内容，可帮助我们提升思维水平，形成综合能力. 下列有关思想方法说法正确的是（　　） A．卡文迪许利用扭秤测量万有引力常量用到了微元法的思想 B．合力、分力等概念的建立都体现了等效替代的思想 C．加速度公式 与功率公式 都采用了比值定义法 D．单摆、机械波都是抓住主要因素忽略次要因素建立的理想化模型 4．如图所示，1、2、3、4……是一个水平放置松弛状态下的弹簧（可认为是均匀介质）上一系列等间距的质点。某时刻，质点1在外力作用下从平衡位置开始沿左右方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点离开平衡位置依次左右振动，形成一列简谐纵波。已知质点1开始振动的方向是向左，经过二分之一周期，质点9开始运动，则此时刻，下列说法正确的是（　　） A．质点3向右运动 B．质点5所受回复力为零 C．质点6的加速度向左 D．质点9的运动方向向右 5．如图所示是电视中正在播放的体育频道插播的成都地震前从61秒到45秒倒计时时刻的画面。已知地震发生时主要发出纵波和横波，纵波振动方向与波传播方向一致，而横波振动方向与波传播方向垂直，纵波传播速度约为8km/s，横波传播速度约为4km/s，一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息，下列说法正确的是（    ） A．一般来说，纵波造成的危害比横波大 B．在震源中心地区的人们先感受到上下震动，过一小会儿再感受到水平晃动 C．根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200km D．该新闻说明人类已经掌握了在地震发生前提前“预测地震”技术了 6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长为，振幅为A。当坐标为处的质点位于平衡位置且向y轴负方向运动时，处质点的位移和运动方向分别为（　　） A．、沿y轴正方向 B．，沿y轴负方向 C．、沿y轴正方向 D．，沿y轴负方向 7．（多选）位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知图甲为波源的振动图像，图乙为平衡位置位于x1=2m处质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．0~1s内，波源运动的路程为1m B．t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴正方向运动 C．如果波长大于2m，则波速一定为 D．波源位于平衡位置时，x1=2m处的质点一定处于波谷 8．（多选）如图所示，一列简谐波从左向右传播，传播到P点时，P点开始振动的方向垂直PQ向上，振动周期为T，经时间t，振动从P点传播到Q点，传播速度为v。下列说法正确的是（　　） A．该波一定是横波 B．Q点振动的周期可能为T C．Q点振动的最大速度一定为v D．若（n为正整数），则质点Q开始振动后，其位移与P点的位移始终相同 9．（多选）关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动 B．机械波中各质点做的都是自由振动 C．机械波在真空中也能传播 D．机械波中各质点在各自的平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移 10．（多选）关于机械波的形成，下列说法中正确的是（　　） A．相邻的质点要相互做功 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．参与振动的质点各自的频率不同 D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递 11．（多选）如图所示为一列横波在不同时刻的波形，1~19为介质中间隔相等的质点，下列说法正确的是（　　） A．机械波在均匀介质中沿传播方向一定匀速传播，其传播速度即波速是定值 B．质点3与质点15的振动情况有时一致，有时不一致 C．周期和波长分别描述了机械波在时间和空间上的周期性 D．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为半个波长的整数倍 E．在一列波中，如果两个质点的振动情况总是相同的，则这两个质点平衡位置间的距离为一个波长的整数倍 12．如图甲所示，波源S从平衡位置开始沿y轴方向上下振动，规定向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过后，在波的传播方向上距波源的P点开始振动。若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图像如图乙所示，则波源S最初是向 （选填“上”或“下”）振动的，时间内P点运动的路程为 m。 13．艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目，19世纪末20世纪初起源于欧洲。艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图。讨论： (1)丝带上的各点有没有随波迁移？ (2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $