第3.1节 波的形成（高效培优·讲义）物理人教版选择性必修第一册

本高中物理讲义聚焦波的形成核心知识点，系统梳理机械波产生的波源与介质条件，阐述传播振动形式和能量、质点不随波迁移的特点，区分横波（波峰波谷）与纵波（密部疏部），建立振动与波动的区别联系，构建完整知识支架。 资料通过目标导航明确物理观念，考点解析与避坑指南强化科学思维，如对比表格区分振动与波动，地震波例题培养模型建构能力。知识导图辅助理解，真题与课后练习助力课中教学和课后查漏补缺，提升科学探究与责任意识。

第3.1节 波的形成 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 波的形成与机械波 考点02 横波和纵波 03 避坑指南·解题通法 角度01 机械波及其形成 角度02 横波和纵波 角度03 机械振动和机械波的关系 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.理解机械波产生条件：波源和介质，知道机械波不能在真空中传播。 2.分清横波与纵波，识别波峰、波谷、密部、疏部。 3.掌握波传播特点：传播振动形式、能量，介质质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移。 4.理解波传播时，后面质点重复前面质点的振动，有振动先后顺序。 1.区分振动和波：质点振动是个体运动，机械波是大量质点集体振动形成的传播现象。 2.横波：振动方向与传播方向垂直；纵波：振动方向与传播方向在同一直线上。 3.介质质点不会随波向前移动，只是在平衡位置往复振动。 4.有振动不一定有波，还需要介质才能形成机械波。 知识导图 考点01 波的形成与机械波 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。 4、机械波 （1）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。 5、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。 （6）传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。 6、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。 【深化点拨】 1．机械波传播的三个特点 （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。 2．机械波的产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做受迫振动，对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都相同，各质点只在自己的平衡位置附近振动。 3．波动过程中介质中各质点的振动周期都与波滤的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述 （1）先振动的质点带动后振动的质点。 （2）后振动的质点重复前面质点的振动。 （3）后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。概括起来就是“带动、重复、落后”。 1．关于振动和波，下列说法正确的是（　　） A．如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动 B．波动的过程是介质中的质点由近及远的传播过程 C．有振动一定有波，但有波不一定有振动 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 【答案】D 【详解】A．波源停止振动后，已经传出的波仍会继续传播，介质中的质点也会继续振动一段时间，故A错误； B．波传播的是振动形式和能量，介质质点并不随波迁移，只在平衡位置附近振动，故B错误； C．要想产生波，必须有振源和介质，若没介质则不会形成波，故有波必有振动，但有振动不一定有波，故C错误； D．波动过程就是振动形式和能量由近及远传播的过程，故D正确。 故选D。 2．（多选）在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1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，由波的形成图可知，下列正确的是（　　） A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此质点2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】A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此质点2做受迫振动，故A正确； B．每个质点开始运动后，均在竖直方向做简谐运动，波在水平方向匀速运动，故B错误； C．绳上的每一个质点开始振动时，都与波源质点1 的起振方向相同都向上，振动周期都相同，故C正确； D．波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等振幅的受迫振动，每个质点的机械能并不守恒，故D错误。 故选AC。 【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。 考点02 横波和纵波 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。 【深化点拨】 1．对波的认识的两点提醒 （1）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。 （2）纵波的认识方面：在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同。 2.横波、纵波的区别：区别横波、纵波只看质点的振动方向与传播方向的关系；对于机械波总是距波源近的质点带动距波源远的质点，起振有先后。 1．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纵波 B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫横波 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】C 【详解】A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，故A错误； 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，故B错误； C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，故C正确； D．地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，故D错误。 故选C。 2．（多选）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。甲地发生6.0级地震，震源深度10km。地震发生后距震源168km的乙地震感强烈，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上物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动 B．震源的正上方，地震波的纵波会引起地面上物体水平晃动，横波会引起地面上物体上下跳动 C．震源正上方的房屋先左右摇动后上下振动 D．震源正上方的房屋先上下振动后左右摇动 【答案】AD 【详解】AB．振动方向与传播方向在同一条直线上的波叫作纵波，振动方向与传播方向相互垂直的波叫作横波，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错误； CD．由于纵波传播得快，地震发生时纵波先到达震源正上方，震源正上方房屋先上下振动后左右摇动，C错误，D正确。 故选AD。 波的形成的综合应用及解题步骤 1.机械波的产生条件：机械波不是凭空产生的，它的形成必须同时满足两个条件。 （1）核心条件： 波源：做机械振动的物体（振源）。 介质：能够传播振动的物质（如空气、水、绳子等）。 （2）避坑点： 有振动不一定有波：如果在真空中敲击音叉，音叉在振动，但因为没有介质，所以没有声波产生。 有介质不一定有波：如果介质中没有振源去扰动它，介质也是静止的，不会形成波。 2.波的传播特点：必须“分清谁在动” （1）核心规律：“带动”与“不随”。 带动：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运动（但在时间上滞后）。 不随：介质中的质点只在平衡位置附近做往复运动，不随波迁移。波传播的只是振动的形式和能量。 （2）避坑点：题目常问“水波向岸边传去，水面上的树叶会随波漂到岸边吗？”答案是不会（理想情况下）。树叶只会上下浮动，因为质点不随波迁移。 3.横波与纵波的区别：根据质点振动方向与波传播方向的关系，机械波分为两类。 （1）横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 特征：有波峰和波谷。 例子：绳波、电磁波（虽然电磁波不是机械波，但也属于横波）。 （2）纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 特征：有密部和疏部。 例子：声波（在空气中）、弹簧波。 （3）避坑点：不要认为横波只能水平传，纵波只能竖直传。方向是相对的，关键看振动方向和传播方向的夹角是90度还是0或180度。 4.介质中各质点的运动状态：必须“同频不同步” （1）核心特性： 同频：介质中所有受迫振动的质点，其振动周期（或频率）都等于波源的周期（或频率）。 不同步：离波源越远的质点，起振越晚。 （2）避坑点：相距一个波长 λ的两个质点，振动步调完全一致（同相）；相距半个波长 的两个质点，振动步调完全相反（反相，即一个在波峰，另一个必在波谷）。 角度01 机械波及其形成 1．手握长软绳一端持续上下抖动，某时刻形成的绳波如图所示。K、L、M、N为绳上质点，此后先到达下方最大位移处的质点是（　　） A．K B．L C．M D．N 【答案】C 【详解】绳波向右传播，根据同侧法可知K、L正在向上振动，M、N正在向下振动，所以M质点先到达下方最大位移处。 故选C。 2．在波的传播过程中（     ） A．随着波的传播，质点离波源越来越远 B．离波源越远的质点，振动频率越小 C．随着波的传播，能量从波源传递给后面的质点 D．波源突然停止振动后，所有质点停止振动 【答案】C 【详解】A．波传播过程中，介质中的质点仅在各自平衡位置附近振动，不会随波的传播发生迁移，故A错误； B．介质中所有质点的受迫振动频率都等于波源的振动频率，与质点到波源的距离无关，故B错误； C．波的传播过程本质是振动形式和能量的传递过程，能量会从波源逐步传递给后方的质点，故C正确； D．波源停止振动后，已经传播出去的振动形式和能量仍会继续向远处传播，离波源较远的质点仍会按已接收的振动规律持续振动一段时间，不会所有质点立刻停止振动，故D错误。 故选C。 3．（多选）如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1的振动周期为。时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（     ） A．质点1与质点20间相距一个波长 B．质点20开始振动时运动方向竖直向上 C．时质点5的加速度方向竖直向上 D．时质点12的运动方向竖直向上 【答案】BD 【详解】设相邻质点间距为，由题意：质点1开始振动，经过波传到质点5，传播距离为 因此可得： 波速 ，波长 A．质点1与质点20间距为，不等于波长，故A错误； B．所有质点的起振方向都与波源（质点1）一致，波源起振方向竖直向上，因此质点20开始振动时方向竖直向上，故B正确； C．质点5在才开始振动，时质点5振动了，从平衡位置向上运动后刚好到达最高点，位移竖直向上 根据可知加速度方向与位移方向相反，即竖直向下，故C错误； D．时，波传播的距离，说明波刚传到质点13；质点12距离质点1为，已经振动的时间 说明质点12从平衡位置向上运动，还未到达最高点，运动方向竖直向上，D正确。 故选BD 。 4．波的形成和传播 （1）波：___________的传播称为波动，简称波。 （2）波的形成和传播（以绳波为例） ①一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看作一个个___________质点，这些质点之间存在着___________。 ②当手握绳端上下振动时，绳端___________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___________起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。 【答案】 振动 相连的 相互作用 带动 带动 跟着振动 【详解】（1）[1]振动的传播称为波动，简称波。 （2）[2][3]一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用力； [4][5][6]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。这个质点又带动更远一些的质点绳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。 角度02 横波和纵波 5．判别横波的依据是（     ） A．质点在竖直方向振动的波为横波 B．波在水平方向传播的波为横波 C．只有质点振动方向为竖直的，波的传播方向为水平的波才为横波 D．质点振动方向和波的传播方向垂直 【答案】D 【详解】A．横波的判定依据是质点振动方向与波的传播方向垂直，若质点沿竖直方向振动、波也沿竖直方向传播，则该波为纵波，故A错误； B．水平方向传播的波也可能是纵波，例如沿水平方向传播的空气中的声波，故B错误； C．只要质点振动方向和波的传播方向垂直即为横波，不局限于振动方向竖直、传播方向水平的情况，例如振动方向水平、传播方向竖直的波也属于横波，故C错误； D．质点振动方向和波的传播方向垂直是横波的定义，可作为判别横波的依据，故D正确。 故选D。 6．平静的水面上漂浮着一片树叶。朝水面竖直向下扔出石子后，水波经一段时间传播至树叶所在位置，树叶随波上下振动。下列说法正确的是（     ） A．传播至树叶处的水波属于纵波 B．树叶会沿水波传播方向移动 C．水波的波长与树叶的振幅一定相等 D．水波的传播周期与树叶的振动周期一定相等 【答案】D 【详解】A．水面水波的质点振动方向与波的传播方向不平行，不属于纵波，故A错误； B．波传播过程中，介质质点仅在平衡位置附近振动，不会随波发生迁移，因此树叶不会沿水波传播方向移动，故B错误； C．波长是波在一个周期内传播的距离，描述波的空间周期性；振幅是质点振动离开平衡位置的最大距离，描述振动的强弱，二者物理意义完全不同，没有必然相等的关系，故C错误； D．树叶的振动是水波驱动的受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于水波的传播周期，故D正确。 故选D。 7．（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 【答案】ABD 【详解】A B．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； C．无论横波还是纵波，质点都不随波迁移，C错误； D．横波不能靠空气传播，空气只能传播纵波，D正确。 故选ABD。 8．小聪自制了一台“地动仪”，他将一个弹簧振子和一个单摆悬挂在天花板上，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上。某次有感地震中，他观察到，静止的振子开始振动时间t后单摆才开始摆动。若此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波速大小分别为、v，频率相同，且“地动仪”恰好位于震源的正上方，则纵波与横波的波长的比值为___________；震源到“地动仪”处的距离为___________。 【答案】 2 【详解】[1]地震纵波传播速度为 vP＝fλP 地震横波传播速度为 vS＝fλS 故纵波与横波的波长的比值为 [2]震源离实验室距离为s，有 角度03 机械振动和机械波的关系 9．手拿绳子上的质点O上下振动，形成一列向右传播的简谐横波，t=0时刻绳子上的波形如图所示。如果规定竖直向上为位移y的正方向，则质点P的振动图像是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】波向右传播，根据波动规律的上下坡法：沿波的传播方向，上坡段质点向下振动，下坡段质点向上振动，可得P点处于上坡段，因此时刻P点在平衡位置沿轴负方向振动，后P点位移先为负。 故选B。 10．位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（     ） A．波的周期是0.1s B．波的振幅是0.2cm C．波的传播速度是10m/s D．平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰 【答案】C 【详解】AB．由题图可知波的周期为，波的振幅为，故AB错误； C．位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动，平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，此时经历的时间为 则波的传播速度为，故C正确； D．波从x=3.5m处传到x=4.5m处所用时间为 则平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P已经振动了半个周期，可知此时质点P处于平衡位置，故D错误。 故选C。 11．（多选）关于机械振动和机械波的关系，下列说法正确的是（　　） A．机械波的传播依赖于机械振动，没有振动就没有波 B．机械波传播时，介质中的质点随波迁移 C．机械波的频率与波源的振动频率相同 D．在小振幅情况下，机械波的传播速度与波源的振动速度无关 【答案】ACD 【详解】A．机械波的传播依赖于机械振动，没有振动就没有波，A正确； B．机械波传播时，介质中的质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，B错误； C．机械波传播过程中，各个质点在波源带动下做受迫振动，则机械波的频率与波源的振动频率相同，C正确； D．在小振幅情况下，机械波的传播速度由介质决定，与波源的振动速度无关，D正确。 故选ACD。 12．一列周期为T的机械横波在某时刻的波形图如图所示。 (1)A质点需多长时间第一次运动到波峰？ (2)图中与A质点运动速度始终相同的质点有几个？ 【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，该时刻A质点向y轴正方向运动，经第一次运动到波峰。若波沿x轴负方向传播，该时刻A质点向y轴负方向运动，经第一次运动到波峰。 （2）由简谐波的周期性可知，与A质点的距离为的所有质点与A质点的运动速度始终相同，在该图中只有一个质点E满足条件。 【例1】（2025·安徽·高考真题）如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（　　） A．弹簧上形成的波是横波 B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 【答案】D 【详解】A．弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，故A错误； B．同一介质中，波的传播速度相同，则波的传播速度不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由公式可知，波长越短，故B错误； C．标记物振动的速度反应的是标志物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的传播速度，二者不是同一个速度，故C错误； D．标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，故D正确。 故选D。 【深化点拨】 （1）考查横波与纵波的区分，质点振动方向和波传播方向相互平行的是纵波，相互垂直的是横波。 （2）考查波速的决定因素，机械波在同一介质中传播速度保持不变，波速只由介质本身决定。 （3）考查机械波的传播特点，介质中的质点只在平衡位置附近往复振动，不会随波迁移，质点振动速度和波的传播速度含义不同。 （4）考查机械波的作用，机械波在传播的过程中，既可以传递能量，也能够传递信息。 【变式1-1】手持较长软绳端点以周期在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点，且、的平衡位置间距为。时，位于最高点，的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是（    ）    A．该简谐波是纵波 B．该简谐波传播方向与点振动方向在同一直线上 C．时，在平衡位置下方 D．时，的速度方向竖直向下 【答案】D 【详解】AB．绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，而纵波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上，故AB错误； CD．因时，的位移恰好为零，速度方向竖直向上，0~内P由平衡位置振动到波峰，~内P由波峰回动到平衡位置，可知时P在平衡位置上方向上振动，时P在平衡位置上方向下振动，故C错误，D正确。 故选D。 【变式1-2】水上乐园的冲浪池示意图如图，波浪从深水区向浅水区传播时，波长将变短。图中游客在波浪池中随波浪运动，下列说法正确的是（　　） A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动 C．冲浪池表面的波浪属于纵波 D．波浪传到浅水区频率增大 【答案】B 【详解】A．根据机械振动的特点，可知游客在所处位置上下运动，不会随波浪冲到浅水区，故A错误； B．根据上下坡法可知，此时游客正在向上运动，故B正确； C．冲浪池表面的波浪属于横波，故C错误； D．波浪从深水区传到浅水区频率不变，故D错误。 故选B。 【变式1-3】（多选）如图所示，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（　　） A．弹簧上形成的波是横波 B．推、拉弹簧的周期越小，波长越小 C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 【答案】BD 【详解】A．弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，故A错误； B．同一介质中，波的传播速度大小不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，根据可知，波长越短，故B正确； C．标记物振动的速度表示标志物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的传播速度，二者不是同一个速度，故C错误； D．标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，故D正确。 故选BD。 ⚡基础速刷 1．下列说法正确的是（     ） A．用球拍颠乒乓球，球的运动是简谐运动 B．机械波在真空中也能传播 C．物体做机械振动，一定会产生机械波 D．做机械振动的物体必有一个平衡位置 【答案】D 【详解】A．简谐运动的回复力满足（回复力大小与位移成正比、方向相反），球拍颠乒乓球时，球运动过程中仅受重力和球拍瞬时弹力，回复力不满足上述规律，不属于简谐运动，故A错误； B．机械波的传播需要介质，真空中不存在传播介质，机械波无法在真空中传播，故B错误； C．机械波产生的条件为：存在做机械振动的波源、存在传播介质，仅有机械振动没有介质时，无法形成机械波，故C错误； D．机械振动的定义是物体在平衡位置附近的往复运动，因此做机械振动的物体必然存在平衡位置，故D正确。 故选D。 2．以下关于机械波的几种说法中，正确的是（　　） A．有机械振动必定会有机械波 B．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C．在波动的过程中，波上的质点是沿着波形曲线运动的 D．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 【答案】B 【详解】A．机械波的产生需要同时满足两个条件：存在机械振动（波源）、有可传播振动的介质，仅有机械振动没有介质时无法产生机械波，故A错误； B．机械波在介质中的传播速度仅由介质本身的性质决定，与波源的振动频率、振幅无关，故B正确； C．机械波传播过程中，介质质点仅在各自平衡位置附近做往复振动，不会随波迁移，也不会沿波形曲线运动，故C错误； D．质点的振动速度是质点往复运动的速度，大小随时间周期性变化；波的传播速度是振动形式在介质中的传播速度，同一均匀介质中波速恒定，二者是完全不同的物理量，没有对应关系，故D错误。 故选B。 3．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） ①振动是波的成因，波是振动的传播 ②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 ③波的传播速度就是质点振动的速度 ④波源停止振动时，波立即停止传播 A．①③ B．①② C．②③ D．①④ 【答案】B 【详解】①②．机械波的产生条件是有波源和介质。由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，故①②正确； ③．波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，故③错误； ④．波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，故④错误。 故选B。 4．（多选）如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，时，质点5刚要开始运动。由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（　　） A．质点1带动质点2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．每个质点开始振动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳子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．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒 【答案】ACD 【详解】A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，故A正确； B．每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，故B错误； C．绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源的振动周期，故C正确； D．波的传播过程也是能量的传播过程，每个质点均做等幅受迫振动，所以每个质点的机械能并不守恒，故D正确。 故选ACD 。 5．（多选）关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（    ） A．机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程 B．单个物体的振动在介质中不会产生波 C．在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移 D．在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动 【答案】ACD 【详解】A．机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程。故A正确； B．单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波。故B错误； C．在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移。故C正确； D．在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动。故D正确。 故选ACD。 6．一列机械波沿x轴正方向传播，当波传到处的质点M开始计时，M的振动图像如题图所示，当时处的质点N第一次到达波峰。则这列波的周期为_______s，M点在_______s时第一次到达波峰，波速为_________； 【答案】 2 0.5 4 【详解】[1]从图象分析可知, [2]从图象分析可知时, M点第一次到达波峰, [3] 时， M点第一次到达波峰, 当时处的质点N第一次到达波峰， 🚀能力跃升 7．湖面上停着A、B两条小船，它们相距。一波源在两船之间，波源距A船，时刻波源开始竖直向上做简谐运动，形成的机械波向两船传播。已知波源每分钟上下振动15次。时A船开始振动。以波源所在处为坐标原点，时两船之间的波形图是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题知，波源每分钟上下振动15次，则周期为，时船开始振动，则有 则有 两船之间的距离等于1.5个波长，波传到船需要，时船振动的时间是，处于平衡位置往下振动，波传到船需要，船振动的时间是，刚好完成一个周期的运动，此时位于平衡位置，且向上运动，故正确。 故选B。 8．平静的水面上漂浮着一片树叶。朝水面竖直向下扔出石子后，水波经一段时间传播至树叶所在位置，树叶随波上下振动。下列说法正确的是（     ） A．传播至树叶处的水波属于纵波 B．树叶会沿水波传播方向移动 C．水波的波长与树叶的振幅一定相等 D．水波的传播周期与树叶的振动周期一定相等 【答案】D 【详解】A．水面水波的质点振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，并非纵波，故A错误； B．波传播过程中仅传递振动形式和能量，介质质点仅在平衡位置附近振动，不会随波迁移，因此树叶不会沿水波传播方向移动，故B错误； C．波长是波在一个周期内传播的距离，描述波的空间周期性，振幅是质点振动的最大位移，描述振动的强弱，二者物理意义完全不同，无必然相等的关系，故C错误； D．树叶的振动是水波驱动的受迫振动，根据受迫振动规律，受迫振动的周期等于驱动力的周期，因此水波的传播周期与树叶的振动周期一定相等，故D正确。 故选D。 9．如图1所示，一根伸直的足够长水平轻绳放置于光滑水平面上，手握绳的一端P从时刻开始左右振动，振动的规律如图2所示，形成的绳波沿绳传播，下列说法错误的是（    ） A．时间内和时间内，绳波传播的距离相等 B．时间内和时间内，绳波传播的速度相等 C．时间内和时间内，质点P运动的路程相等 D．时刻和时刻，质点P振动的速度相同 【答案】D 【详解】B．波速由介质决定，与振动情况无关，在同一均匀介质中，波速保持不变。所以时间内和时间内，绳波传播的速度相等，故B正确，不符合题意； A．由于时间内和时间内的时间间隔相等，则由可知，时间内和时间内，绳波传播的距离相等，故A正确，不符合题意； C．由题图可知，时间内质点P完成恰好一次全振动，其路程为4A（A为振幅）；同理时间内，质点P也恰好完成一次全振动，其路程也为4A，所以时间内和时间内，质点P运动的路程相等，故C正确，不符合题意； D．图像的斜率表示速度，由题图可知，时刻和时刻图像的斜率不相等，所以这两个时刻质点P振动的速度不相同，故D错误，符合题意。 故选D。 10．（多选）地震以波的形式传播，地震波既有纵波，也有横波，已知在地表附近纵波的传播速度大于横波的传播速度。若A、B两处与C处分别相距300km和200km，C处地下15km处发生地震，则（     ） A．C处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动 B．此时的地震波是横波 C．地震波传到A处时，振动方向垂直于地面 D．A、B两处振动的剧烈程度可能不同 【答案】AD 【详解】A．地震发生时同时产生纵波和横波，纵波质点振动方向与传播方向平行，横波质点振动方向与传播方向垂直。对处居民，震源在其地下处，波由正下方向上传播，又因纵波速度大于横波速度，故先到达的是纵波，表现为上下颠簸，后到达的是横波，表现为水平摇动，故A正确； B．地震发生时同时产生纵波和横波，此时的地震波不是单纯的横波，故B错误； C．对处，震源到处的传播方向沿震源指向处，斜向地表传播，而纵波振动方向沿传播方向，横波振动方向垂直于传播方向，二者都不一定垂直于地面，故C错误； D．由题意，处距处，处距处，震源深度为，由几何关系得和 因，且地震波传播过程中能量会衰减，故、两处振动的剧烈程度可能不同，故D正确。 故选AD。 11．（多选）2023年8月6日2时33分，德州市平原县发生5.5级地震。已知地震波分三种：横波（S波），波速；纵波（P波），波速；面波（L波），是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图甲所示；另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置，由单摆A和竖直弹簧振子B组成，A、B的固有周期相同，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．地震发生时最先明显振动的是弹簧振子B B．地震曲线中a为横波（S波） C．地震曲线中c为纵波（P波） D．若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，则地震观测台距震源约为 【答案】AD 【详解】A．P波速度最大，最先到达观测点；P波引起竖直方向振动，而竖直弹簧振子对竖直振动响应，因此最先明显振动的是弹簧振子，故A正确； B．波速越大越先到达观测点，最早出现的对应速度最大的P波（纵波），不是横波S波，故B错误； C．速度最小的面波L最后到达，因此最晚出现的对应面波，不是纵波P波，故C错误； D．设观测台到震源的距离为，纵波和横波的时间差满足 代入解得，故D正确。 故选AD。 🌟思维挑战 12．在某均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系，平面水平。在轴上的两个相同波源、的坐标分别为、。若两波均从平衡位置先后向上起振，且时刻，刚开始振动，首次到达波峰处，两列波的波速均为，周期均为1s，振幅均为10cm，传播过程中能量损耗不计，轴上点的坐标为，则下列说法正确的是（　　） A．发出的波传至点时，使点向下起振 B．发出的波提前发出的波2.0s传至点 C．两波均传至点后，点振幅为18cm D．到内，质点通过的路程为80cm 【答案】D 【详解】A．波向上起振，则传至点时，使点向上起振，故A错误； B．根据 解得，由题可知， 可得波源、产生的波传播至P点的时间分别为， 可得，即波提前波传至点，故B错误； C．两列波传到P点的时间差，故P点是振动加强点，P点的振幅为20cm，故C错误； D．根据以上分析可知，0~5.25s内，由波源S1在P点引起的振动使P处质点先振动了1.0s，即1个周期后由波源S2引起的振动的波峰恰好传播至P点，说明S2产生的波传到P点时叠加的振幅为2A，振动时间为，由此可知，0~5.25s内，质点P通过的路程，故D正确。 故选D。 13．如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（　　） A．波源S的起振方向为y正方向 B．机械波的波速在不断变化 C．当机械波刚好传到x=1ld位置处时，P点和Q点经过的路程相等 D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P、Q均在平衡位置且速度方向相同 【答案】C 【详解】A．因恰好传到x=7d位置处的质点起振方向沿y轴负方向，则波源S的起振方向为y负方向，选项A错误； B．同一介质中波速一定，选项B错误； C．当机械波向右传过11d后，P点路程是 Q点路程 因振幅比为2：1，P点和Q点的路程相等，选项C正确； D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P在平衡位置，速度方向竖直向下，Q在平衡位置，速度方向竖直向上，不相同，选项D错误； 故选C。 14．（多选）地震时，震源会同时发出波（纵波）和波（横波），其在地壳中传播的模拟图形如图所示，波和波的传播速度满足。设地壳内某处发生轻微地震，释放出相同频率的波和波，下列说法正确的有（　　） A．图a表示波，图b表示波 B．图b中，质点当前时刻振动方向向上，加速度方向向下 C．波将引起震中（震源正上方地表）左右摇晃 D．波与波的波长之比，周期之比 【答案】AB 【详解】A．纵波的传播方向与质点振动方向在同一直线上，横波的传播方向与质点振动方向垂直，因此图a表示波，图b表示波，故A正确； B．根据“上、下坡法”可知，质点K处于下坡，向上振动，加速度指向平衡位置，故B正确； C．波沿震源振动方向传播，只会引起地表上下晃动，故C错误； D．根据波速、波长、频率的关系 可知波与波的频率相同，根据可知，其周期相同，即，故D错误。 故选AB。 15．如图甲所示，一弹性轻绳水平放置，a、b、c是弹性绳上的三个质点。现让质点a从时刻开始在竖直面内做简谐运动，其位移随时间变化的关系如图乙所示，形成的简谐波同时沿该直线向ab和ac方向传播，在时质点b第一次到达正向最大位移处，a、b两质点平衡位置间的距离，a、c两质点平衡位置间的距离。则质点b的振动周期为______s，该波的波长为______m，波速大小为______m/s；0～2s内质点c通过的路程为______m。 【答案】 0.4 0.3 0.75 1.2 【详解】[1]由图乙可知周期 [3]设波长为λ，波速为v，从a传播到b的时间为 解得 [2]该波的波长为 [4]波传播到c点所用时间为 c点振动时间为 质点c通过的路程为 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3.1节 波的形成 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 波的形成与机械波 考点02 横波和纵波 03 避坑指南·解题通法 角度01 机械波及其形成 角度02 横波和纵波 角度03 机械振动和机械波的关系 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.理解机械波产生条件：波源和介质，知道机械波不能在真空中传播。 2.分清横波与纵波，识别波峰、波谷、密部、疏部。 3.掌握波传播特点：传播振动形式、能量，介质质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移。 4.理解波传播时，后面质点重复前面质点的振动，有振动先后顺序。 1.区分振动和波：质点振动是个体运动，机械波是大量质点集体振动形成的传播现象。 2.横波：振动方向与传播方向垂直；纵波：振动方向与传播方向在同一直线上。 3.介质质点不会随波向前移动，只是在平衡位置往复振动。 4.有振动不一定有波，还需要介质才能形成机械波。 知识导图 考点01 波的形成与机械波 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 和传播的 。 （2）离波源近的质点 离波源远的质点。 （3）离波源远的质点 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 。 3、波的传播特点 （1）波传播的只是振动的 ，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 。 （2）波传到任意一点，该点的起振方向都和 的起振方向相同。 4、机械波 （1）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。 5、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。 （6）传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。 6、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。 【深化点拨】 1．机械波传播的三个特点 （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。 2．机械波的产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做受迫振动，对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都相同，各质点只在自己的平衡位置附近振动。 3．波动过程中介质中各质点的振动周期都与波滤的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述 （1）先振动的质点带动后振动的质点。 （2）后振动的质点重复前面质点的振动。 （3）后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。概括起来就是“带动、重复、落后”。 1．关于振动和波，下列说法正确的是（　　） A．如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动 B．波动的过程是介质中的质点由近及远的传播过程 C．有振动一定有波，但有波不一定有振动 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．（多选）在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1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，由波的形成图可知，下列正确的是（　　） A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此质点2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 【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。 考点02 横波和纵波 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 的波。 (1)波峰：凸起的 。 (2)波谷：凹下的 。 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 的波。 (1)密部：质点分布 的位置。 (2)疏部：质点分布 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。 【深化点拨】 1．对波的认识的两点提醒 （1）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。 （2）纵波的认识方面：在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同。 2.横波、纵波的区别：区别横波、纵波只看质点的振动方向与传播方向的关系；对于机械波总是距波源近的质点带动距波源远的质点，起振有先后。 1．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纵波 B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫横波 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 2．（多选）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。甲地发生6.0级地震，震源深度10km。地震发生后距震源168km的乙地震感强烈，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上物体上下跳动，横波会引起地面上物体水平晃动 B．震源的正上方，地震波的纵波会引起地面上物体水平晃动，横波会引起地面上物体上下跳动 C．震源正上方的房屋先左右摇动后上下振动 D．震源正上方的房屋先上下振动后左右摇动 波的形成的综合应用及解题步骤 1.机械波的产生条件：机械波不是凭空产生的，它的形成必须同时满足两个条件。 （1）核心条件： 波源：做机械振动的物体（振源）。 介质：能够传播振动的物质（如空气、水、绳子等）。 （2）避坑点： 有振动不一定有波：如果在真空中敲击音叉，音叉在振动，但因为没有介质，所以没有声波产生。 有介质不一定有波：如果介质中没有振源去扰动它，介质也是静止的，不会形成波。 2.波的传播特点：必须“分清谁在动” （1）核心规律：“带动”与“不随”。 带动：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运动（但在时间上滞后）。 不随：介质中的质点只在平衡位置附近做往复运动，不随波迁移。波传播的只是振动的形式和能量。 （2）避坑点：题目常问“水波向岸边传去，水面上的树叶会随波漂到岸边吗？”答案是不会（理想情况下）。树叶只会上下浮动，因为质点不随波迁移。 3.横波与纵波的区别：根据质点振动方向与波传播方向的关系，机械波分为两类。 （1）横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 特征：有波峰和波谷。 例子：绳波、电磁波（虽然电磁波不是机械波，但也属于横波）。 （2）纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 特征：有密部和疏部。 例子：声波（在空气中）、弹簧波。 （3）避坑点：不要认为横波只能水平传，纵波只能竖直传。方向是相对的，关键看振动方向和传播方向的夹角是90度还是0或180度。 4.介质中各质点的运动状态：必须“同频不同步” （1）核心特性： 同频：介质中所有受迫振动的质点，其振动周期（或频率）都等于波源的周期（或频率）。 不同步：离波源越远的质点，起振越晚。 （2）避坑点：相距一个波长 λ的两个质点，振动步调完全一致（同相）；相距半个波长 的两个质点，振动步调完全相反（反相，即一个在波峰，另一个必在波谷）。 角度01 机械波及其形成 1．手握长软绳一端持续上下抖动，某时刻形成的绳波如图所示。K、L、M、N为绳上质点，此后先到达下方最大位移处的质点是（　　） A．K B．L C．M D．N 2．在波的传播过程中（     ） A．随着波的传播，质点离波源越来越远 B．离波源越远的质点，振动频率越小 C．随着波的传播，能量从波源传递给后面的质点 D．波源突然停止振动后，所有质点停止振动 3．（多选）如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1的振动周期为。时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（     ） A．质点1与质点20间相距一个波长 B．质点20开始振动时运动方向竖直向上 C．时质点5的加速度方向竖直向上 D．时质点12的运动方向竖直向上 4．波的形成和传播 （1）波：___________的传播称为波动，简称波。 （2）波的形成和传播（以绳波为例） ①一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看作一个个___________质点，这些质点之间存在着___________。 ②当手握绳端上下振动时，绳端___________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___________起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。 角度02 横波和纵波 5．判别横波的依据是（     ） A．质点在竖直方向振动的波为横波 B．波在水平方向传播的波为横波 C．只有质点振动方向为竖直的，波的传播方向为水平的波才为横波 D．质点振动方向和波的传播方向垂直 6．平静的水面上漂浮着一片树叶。朝水面竖直向下扔出石子后，水波经一段时间传播至树叶所在位置，树叶随波上下振动。下列说法正确的是（     ） A．传播至树叶处的水波属于纵波 B．树叶会沿水波传播方向移动 C．水波的波长与树叶的振幅一定相等 D．水波的传播周期与树叶的振动周期一定相等 7．（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 8．小聪自制了一台“地动仪”，他将一个弹簧振子和一个单摆悬挂在天花板上，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上。某次有感地震中，他观察到，静止的振子开始振动时间t后单摆才开始摆动。若此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波速大小分别为、v，频率相同，且“地动仪”恰好位于震源的正上方，则纵波与横波的波长的比值为___________；震源到“地动仪”处的距离为___________。 角度03 机械振动和机械波的关系 9．手拿绳子上的质点O上下振动，形成一列向右传播的简谐横波，t=0时刻绳子上的波形如图所示。如果规定竖直向上为位移y的正方向，则质点P的振动图像是（     ） A． B． C． D． 10．位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（     ） A．波的周期是0.1s B．波的振幅是0.2cm C．波的传播速度是10m/s D．平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰 11．（多选）关于机械振动和机械波的关系，下列说法正确的是（　　） A．机械波的传播依赖于机械振动，没有振动就没有波 B．机械波传播时，介质中的质点随波迁移 C．机械波的频率与波源的振动频率相同 D．在小振幅情况下，机械波的传播速度与波源的振动速度无关 12．一列周期为T的机械横波在某时刻的波形图如图所示。 (1)A质点需多长时间第一次运动到波峰？ (2)图中与A质点运动速度始终相同的质点有几个？ 【例1】（2025·安徽·高考真题）如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（　　） A．弹簧上形成的波是横波 B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 【深化点拨】 （1）考查横波与纵波的区分，质点振动方向和波传播方向相互平行的是纵波，相互垂直的是横波。 （2）考查波速的决定因素，机械波在同一介质中传播速度保持不变，波速只由介质本身决定。 （3）考查机械波的传播特点，介质中的质点只在平衡位置附近往复振动，不会随波迁移，质点振动速度和波的传播速度含义不同。 （4）考查机械波的作用，机械波在传播的过程中，既可以传递能量，也能够传递信息。 【变式1-1】手持较长软绳端点以周期在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点，且、的平衡位置间距为。时，位于最高点，的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是（    ）    A．该简谐波是纵波 B．该简谐波传播方向与点振动方向在同一直线上 C．时，在平衡位置下方 D．时，的速度方向竖直向下 【变式1-2】水上乐园的冲浪池示意图如图，波浪从深水区向浅水区传播时，波长将变短。图中游客在波浪池中随波浪运动，下列说法正确的是（　　） A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动 C．冲浪池表面的波浪属于纵波 D．波浪传到浅水区频率增大 【变式1-3】（多选）如图所示，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（　　） A．弹簧上形成的波是横波 B．推、拉弹簧的周期越小，波长越小 C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 ⚡基础速刷 1．下列说法正确的是（     ） A．用球拍颠乒乓球，球的运动是简谐运动 B．机械波在真空中也能传播 C．物体做机械振动，一定会产生机械波 D．做机械振动的物体必有一个平衡位置 2．以下关于机械波的几种说法中，正确的是（　　） A．有机械振动必定会有机械波 B．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C．在波动的过程中，波上的质点是沿着波形曲线运动的 D．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 3．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） ①振动是波的成因，波是振动的传播 ②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 ③波的传播速度就是质点振动的速度 ④波源停止振动时，波立即停止传播 A．①③ B．①② C．②③ D．①④ 4．（多选）如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，时，质点5刚要开始运动。由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（　　） A．质点1带动质点2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．每个质点开始振动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳子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．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒 5．（多选）关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（    ） A．机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程 B．单个物体的振动在介质中不会产生波 C．在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移 D．在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动 6．一列机械波沿x轴正方向传播，当波传到处的质点M开始计时，M的振动图像如题图所示，当时处的质点N第一次到达波峰。则这列波的周期为_______s，M点在_______s时第一次到达波峰，波速为_________； 🚀能力跃升 7．湖面上停着A、B两条小船，它们相距。一波源在两船之间，波源距A船，时刻波源开始竖直向上做简谐运动，形成的机械波向两船传播。已知波源每分钟上下振动15次。时A船开始振动。以波源所在处为坐标原点，时两船之间的波形图是（     ） A． B． C． D． 8．平静的水面上漂浮着一片树叶。朝水面竖直向下扔出石子后，水波经一段时间传播至树叶所在位置，树叶随波上下振动。下列说法正确的是（     ） A．传播至树叶处的水波属于纵波 B．树叶会沿水波传播方向移动 C．水波的波长与树叶的振幅一定相等 D．水波的传播周期与树叶的振动周期一定相等 9．如图1所示，一根伸直的足够长水平轻绳放置于光滑水平面上，手握绳的一端P从时刻开始左右振动，振动的规律如图2所示，形成的绳波沿绳传播，下列说法错误的是（    ） A．时间内和时间内，绳波传播的距离相等 B．时间内和时间内，绳波传播的速度相等 C．时间内和时间内，质点P运动的路程相等 D．时刻和时刻，质点P振动的速度相同 10．（多选）地震以波的形式传播，地震波既有纵波，也有横波，已知在地表附近纵波的传播速度大于横波的传播速度。若A、B两处与C处分别相距300km和200km，C处地下15km处发生地震，则（     ） A．C处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动 B．此时的地震波是横波 C．地震波传到A处时，振动方向垂直于地面 D．A、B两处振动的剧烈程度可能不同 11．（多选）2023年8月6日2时33分，德州市平原县发生5.5级地震。已知地震波分三种：横波（S波），波速；纵波（P波），波速；面波（L波），是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图甲所示；另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置，由单摆A和竖直弹簧振子B组成，A、B的固有周期相同，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．地震发生时最先明显振动的是弹簧振子B B．地震曲线中a为横波（S波） C．地震曲线中c为纵波（P波） D．若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，则地震观测台距震源约为 🌟思维挑战 12．在某均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系，平面水平。在轴上的两个相同波源、的坐标分别为、。若两波均从平衡位置先后向上起振，且时刻，刚开始振动，首次到达波峰处，两列波的波速均为，周期均为1s，振幅均为10cm，传播过程中能量损耗不计，轴上点的坐标为，则下列说法正确的是（　　） A．发出的波传至点时，使点向下起振 B．发出的波提前发出的波2.0s传至点 C．两波均传至点后，点振幅为18cm D．到内，质点通过的路程为80cm 13．如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（　　） A．波源S的起振方向为y正方向 B．机械波的波速在不断变化 C．当机械波刚好传到x=1ld位置处时，P点和Q点经过的路程相等 D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P、Q均在平衡位置且速度方向相同 14．（多选）地震时，震源会同时发出波（纵波）和波（横波），其在地壳中传播的模拟图形如图所示，波和波的传播速度满足。设地壳内某处发生轻微地震，释放出相同频率的波和波，下列说法正确的有（　　） A．图a表示波，图b表示波 B．图b中，质点当前时刻振动方向向上，加速度方向向下 C．波将引起震中（震源正上方地表）左右摇晃 D．波与波的波长之比，周期之比 15．如图甲所示，一弹性轻绳水平放置，a、b、c是弹性绳上的三个质点。现让质点a从时刻开始在竖直面内做简谐运动，其位移随时间变化的关系如图乙所示，形成的简谐波同时沿该直线向ab和ac方向传播，在时质点b第一次到达正向最大位移处，a、b两质点平衡位置间的距离，a、c两质点平衡位置间的距离。则质点b的振动周期为______s，该波的波长为______m，波速大小为______m/s；0～2s内质点c通过的路程为______m。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $