3.1波的形成 知识解读 -2026-2027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）

本高中物理讲义聚焦“波的形成”核心内容，系统梳理波的形成（定义、产生条件及传播特点）、横波和纵波（振动与传播方向关系、特征量及介质差异）、机械波（定义、条件及与振动的区别联系）等知识点，构建递进式学习支架。 资料通过对比表格明晰横纵波差异，结合典例及变式题（如绳波质点振动分析）培养物理观念与科学思维，课中辅助教师讲解重难点，课后随堂检测助力学生巩固知识、查漏补缺，提升对波的理解与应用能力。

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 随堂检测 知识点1 波的形成 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】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。 【变式1-1】如图所示，一列绳波沿着绳由左向右传播，质点A是波源，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，由波的形成可知，下列说法中正确的是（　　） A．质点C做受迫振动 B．质点B起振时速度方向竖直向下 C．各质点振动过程中随波向右迁移 D．质点C和质点D振动步调总是相同 【答案】A 【详解】A．绳上的质点都在做受迫振动，故A正确； B．该波向右传播，由图可知，质点B要先变成波峰，所以质点B起振方向竖直向上，故B错误； C．各质点振动过程中不会随波向右迁移，只会上下振动，故C错误； D．因为质点C和质点D位置相差半个波长，所以振动步调总是相反的，故D错误。 故选A。 【变式1-2】（多选）如图为沿水平方向的介质中的部分质点，相邻质点间的距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经过，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是（　　） A．介质中所有的质点的起振方向都竖直向下，图中质点9起振最晚 B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的 C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8起振时，通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过平衡位置或最大位移处时落后 D．只要图中所有的质点都已振动，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的是第98次振动 【答案】ACD 【详解】AB．由题可知，波源起振方向竖直向下，因此介质中所有的质点的起振方向都竖直向下，从题图可知，质点9是图中距波源最远的质点，尽管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，故A正确，B错误； C．质点7与质点8相比较，质点7是质点8的前质点，7、8质点间的振动步调相差，故C正确； D．质点9比质点1晚2T开始振动，一旦质点9起振后，质点1、9振动步调就完全一致，故D正确。 故选ACD。 【变式1-3】（多选）一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，不考虑能量损耗，关于此时绳上六个质点的说法正确的是（　　） A．它们的振幅相同 B．质点和的速度方向相同 C．质点A和的速度方向相同 D．从此时算起，质点比先回到平衡位置 【答案】AD 【详解】A．波中各质点均做受迫振动，不考虑能量损耗，各质点振幅相同，故A正确； BC．波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着近的质点振动，跟随向上运动，跟随向下运动；同理，向下运动，向上运动；由此可知，故B、C错误； D．由于此时和两质点都向上运动，比后到达最大位移处，回到平衡位置也比迟，故D正确。 故选AD。 知识点2 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。 （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】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．横波和纵波都能传递信息 【答案】D 【详解】AB．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；对于横波质点的振动方向和波的传播方向垂直，选项AB错误； C．无论是横波还是纵波，形成波的质点都不能随波一起迁移，选项C错误； D．横波和纵波都能传递信息，选项D正确。 故选D。 【变式2-1】有关纵波与横波的说法正确的是（    ） 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．纵波只能在液体、气体中传播 【答案】B 【详解】A．纵波中质点振动方向与波的传播方向在一条直线上，但不一定相同，故A错误； B．横波中质点振动方向与波的传播方向垂直，故B正确； C．机械波传播过程中，质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，故C错误； D．纵波可在固体、液体和气体中传播，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（多选）下列有关横波与纵波的说法正确的是（　　） A．沿水平方向传播的波为横波 B．纵波可以在固态、液态、气态介质中传播 C．纵波与横波不可以同时在同一介质中传播 D．凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波 【答案】BD 【详解】A．振动方向与传播方向垂直的波为横波，A错误； B．纵波和横波都可以在固态、液态、气态介质中传播，B正确； C． 纵波与横波可以同时在同一介质中传播，如地震波中既有横波又有纵波，C错误； D． 振动方向与波传播方向在同一条直线上的波就是纵波，D正确。 故选BD。 【变式2-3】（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 【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A错、B正确； 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BC。 知识点3 机械波 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】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．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波 B．机械波在真空中可以传播 C．在纵波中，质点的分布是均匀的 D．介质中有机械波传播时，介质与波一起传播 【答案】A 【详解】A．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，故A正确； B．机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，故B错误； 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C错误； D．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。 故选A。 【变式3-1】关于机械波，下列说法正确的是（     ） A．机械波只能在介质中传播，而且从一种介质传播到另一种介质中时，它的频率一定不变 B．机械波的频率与波源的振动频率相同，波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快 C．有机械波必有振动，因此当波在介质中传播时，此时波源一定在振动 D．机械波可分为横波和纵波，横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向始终相同 【答案】A 【详解】A．机械波的传播依赖介质质点间的相互作用力传递振动，因此只能在介质中传播；机械波的频率由波源的振动频率决定，与传播介质无关，因此从一种介质进入另一种介质时频率保持不变，故A正确； B．机械波的频率与波源振动频率相等是正确的，但机械波的传播速度仅由介质的性质（密度、弹性等）决定，和波源频率无关联，故B错误； C．有机械波一定存在初始的振动，但波源停止振动后，已经产生的机械波会继续在介质中传播，不会立刻消失，因此波传播时波源未必仍在振动，故C错误； D．横波传播方向与质点振动方向垂直的描述正确，但纵波的质点振动方向仅和传播方向在同一直线上，可与传播方向相同，也可相反，并非始终相同，故D错误。 故选A。 【变式3-2】（多选）小李将绳子水平放置在桌面上（可视为光滑），一根柔软的弹性绳右端固定，左端自由，1，2，3，4…为绳上等间隔的质点，每个质点间距为0.1m．现用手拉着绳子的端点1使其做上下的简谐运动，振幅为0.5cm，并使用的频闪照相机拍照记录绳波的形状，如图所示。其中时质点1位于最高点，绳波传播过程中未发生反射。下列说法正确的是（　　） A．此列波的波长为1.6m，周期为0.4s B．时，第10个质点开始振动，且动能最大 C．时第5个质点通过的路程为1.5cm D．时质点9的运动方向与质点1的运动方向相反 【答案】AD 【详解】A．由图可知 所以，此列波的波长为1.6m，周期为0.4s，故A正确； B．时，第9个质点开始振动，且动能最大，故B错误； C．时第5个质点振动了半个周期，则通过的路程为，故C错误； D．质点9和质点1相差半个周期，则时质点9的运动方向与质点1的运动方向相反，故D正确。 故选AD。 【变式3-3】（多选）一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（　　） A．质点振动频率是 B．时，质点的加速度最大 C．由该质点在介质中产生的机械波的频率为 D．时，质点所受的合外力一定为零 【答案】ABC 【详解】A．由图可知，质点振动的周期 质点振动频率 故A正确； B．时，质点在最大位移处，加速度最大，故B正确； C．根据A选项可知由该质点在介质中产生的机械波的频率为，故C正确； D．时，质点的位移为零，所受的回复力为零，但所受的合力不一定为零，D错误。 故选ABC。 1．下列关于机械波的说法，正确的是（     ） A．有机械振动一定有机械波 B．机械波的频率等于波源的振动频率 C．机械波的传播速度与介质无关 D．波传播过程中，质点随波迁移 【答案】B 【详解】A．机械波的产生需要两个必要条件：存在做机械振动的波源、有能够传播振动的介质，仅有机械振动没有介质时无法形成机械波，故A错误； B．机械波传播时，介质中的质点在波源的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力频率，因此机械波的频率等于波源的振动频率，即，故B正确； C．机械波的传播速度仅由介质本身的性质决定，与波源无关，例如声波在固体中的传播速度大于在液体、气体中的传播速度，故C错误； D．机械波传播过程中仅传递振动形式、能量和信息，介质中的质点仅在各自的平衡位置附近做往复振动，不会随波迁移，故D错误。 故选B。 2．如图所示，一列绳波沿着绳由左向右传播，A是波源，t时刻，波刚传到B点。下列说法正确的是（　　） A．质点C在t时刻的振动方向向下 B．质点D的起振方向与A相反 C．质点B在t时刻的振动方向向下 D．波源A开始振动时振动方向向上 【答案】D 【详解】A．波沿着绳由左向右传播，根据同侧法可知C质点的振动方向向上，故A错误； BCD．波刚传到B点，即B点刚好起振，由同侧法可知B点起振方向向上，而所有质点起振方向均相同，即A、C、D、B的起振方向均向上，故BC错误，D正确。 故选D。 3．关于波的形成和特点，下列说法正确的是（　　） A．随着波的传播，介质中各质点都在沿波的传播方向运动 B．随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去 C．传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力 D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点必沿竖直方向上下振动 【答案】C 【详解】AB．随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近来回振动，不随波迁移，故AB错误； C．波源的振动使质点一个个被带动，且与波源振动形式相同，且总滞后于前一个质点，可知各质点间有力的作用，故C正确； D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向垂直，但不一定沿竖直方向，故D错误。 故选C。 4．如图甲所示，粗细均匀的竖直浮标静止在水中，浮标周围水面上S处有一片树叶，现给浮标一竖直向下的初速度，随后浮标的振动图像如图乙所示，取竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A．时刻浮标所受浮力小于重力 B．时刻浮标的动量最小 C．树叶先向上振动，且离浮标越来越远 D．浮标在振动过程中机械能不守恒 【答案】D 【详解】A．时刻浮标到达最低点，此时加速度向上，则浮标所受浮力大于重力，选项A错误； B．时刻浮标在平衡位置，速度最大，则动量最大，选项B错误； C．因浮标起振方向向下，可知树叶先向下振动，且只在平衡位置附近上下振动，不会离浮标越来越远，选项C错误；     D．浮标在振动过程中受阻力作用，则机械能不守恒，选项D正确。 故选D。 5．一列横波正沿水平方向由西向东传播，下列说法正确的是（     ） A．波中的各个质点都在由西向东运动 B．波中的各个质点一定沿水平方向振动 C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动 D．以上说法都错误 【答案】D 【详解】A．在波动中，各质点不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动，故A错误； BCD．由于该波是横波，各质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，因此波沿水平方向由西向东传播，可知各质点应在垂直于该波传播方向的平面内振动，即各质点的振动方向可沿此平面的任意方向，不一定是沿水平方向或竖直方向的振动，故BC错误，D正确。 故选D。 6．如图，S点是波源，振动频率为100 Hz，产生的简谐波向右传播，波速为80 m/s。波在传播过程中经过P、Q两点，已知、。在某一时刻t，S点通过平衡位置向上运动，此时为计时起点。下列说法正确的是（     ） A．P的振动图像为图（3） B．S的振动图像为图（2） C．Q的振动图像为图（1） D．以上都不对 【答案】D 【详解】A. 简谐波的波长为 周期 S、P 间距离 波从 S 传到 P 需要 的时间，即 P 点振动滞后 S 点 时，S 点相位为 0（设向上为正弦起始），则 点相位为 相当于相位为 （或 ）， 此时 P 点位移 图（3）在 时 ，不符合P振动状态， 故 A 错误； B. 时刻，S 点通过平衡位置向上运动，即 ，且 图（2）在 t=0 时 y 为正向最大值，不符合S的振动状态，故B 错误； C. S、Q 间距离 波从 S 传到 Q 需要 的时间，即Q 点振动滞后 S 点 时，Q 点相位为 相当于相位为 （或 ），此时 Q 点位移 图（1）在 时 为负向最大值，不符合 Q 点状态，故 C 错误。 D. 综上所述，可知D选项说法正确，故D正确。 故选D。 7．在平静湖面上的处发生振动，形成沿水面传播的水波（视为简谐横波），时刻的波形如图所示，实线和虚线分别表示波峰和波谷。图中、、、为四个质点，其中、位于波谷，位于波峰，位于平衡位置。已知该波的周期为，振幅为，下列说法正确的是（　　） A．在时，质点将运动到图中点所在位置 B．质点和质点的振动速度始终大小相等、方向相反 C．从到，质点通过的位移为2A D．在时，质点的加速度小于质点的加速度 【答案】D 【详解】A．质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，不会运动到的位置，A错误； B．和均处于波谷，为同相点，振动速度始终大小相等、方向相同，B错误； C．质点在时位于平衡位置，经过，质点回到平衡位置，位移为零，C错误； D．在时，位于波峰，在平衡位置。经过，从波峰回到平衡位置，加速度为零；从平衡位置运动到波谷，加速度最大，质点的加速度小于质点的加速度，D正确。 故选D。 8．（多选）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，在介质中传播的波不会立即停止传播 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传播过程 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 【答案】AD 【详解】A．由于机械波依据介质传播，如果振源停止振动，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，故A正确； B．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； CD．波在介质中传播，不是介质质点由近及远的传播过程，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。 故选AD。 9．（多选）如图所示，是一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是（　　）    A．A、C两点的位移相同 B．B、C两点振幅相同 C．C、E两点间的距离为半个波长 D．波在A、B两点间传播的时间为个周期 【答案】BD 【详解】A．A、C两点的位移大小相同，但是方向不同，选项A错误； B．B、C两点振幅相同，选项B正确； C．C、E两点间平衡位置间的距离为半个波长，选项C错误； D．因A、B两点平衡位置间距为个波长，则波在A、B两点间传播的时间为个周期，选项D正确。 故选BD。 10．（多选）关于振动和波的关系，正确说法是（    ） A．物体做机械振动，一定会产生机械波 B．介质中有机械波传播，其中质点一定在做机械振动 C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同 【答案】BD 【详解】AB.有机械振动不必定会有机械波，有机械波一定有机械振动，A错误，B正确； C.波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若振源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，C错误； D.介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同，D正确； 故选BD。 11．（多选）一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，O和A是介质中平衡位置分别为和处的两个质点，且两质点的振动情况始终相反。从t=0时开始，质点O的振动图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该波的波长可能为0.6m B．该波的周期一定为6s C．该波的波速可能为m/s D．质点O的振动方程为（m） 【答案】AB 【详解】AB．由简谐运动的对称性结合题图知 解得 O、A两质点的振动情况始终相反，则 由题意可知 则 若波长为0.6m，可得 符合题意，故AB正确； C．由波速公式可得 若波速为，可得 不合题意，故C错误； D．设O的振动方程为 其中 当时，有 当时，有 两式联立，解得 则O的振动方程为 故D错误。 故选AB。 12．（多选）如图所示，是上、下振动的振源，频率为，所激发的波向左、右方向传播，波速为，其振动先后传到、两点。已知，。当通过平衡位置向上振动时，、两个质点（　　） A．在波谷 B．在波峰 C．的速度方向向下 D．的速度方向向上 【答案】AD 【详解】由公式，可知波长为 因为 当通过平衡位置向上振动时，根据周期性特点，可知质点比振源迟，此时处于波谷；质点振动与振源同步，此时处于平衡位置且速度方向向上。 故选AD。 13．简谐横波沿x轴正方向传播，题图为某时刻（非）波形图。波源位于原点处，其位移随时间变化的关系为，则该波的振幅为___________m，传播速度为___________m/s，在图中的时刻开始算起，波源再过___________s（秒）之后第一次回到平衡位置。    【答案】 0.06 0.2 0.05 【详解】[1]根据某时刻位移随时间变化的关系可知振幅为 [2]波长为 周期为 传播速度为 [3]波源再过t之后第一次回到平衡位置，根据波形平移法可得 14．一列横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波刚传播到x=16m处的a点，t=6s时，质点a第一次到达波谷，求： (1)这列横波的周期和波速大小； (2)0~20s内，质点a运动的总路程。 【详解】（1）由题可知 解得 由图可知 故该波的波速 （2）由图可知 由于，故在内，质点a运动的总路程 15．如图一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，已知波速v=2m/s。求： (1)周期T； (2)从t=0时刻开始，质点P第一次到达波峰所需的时间； (3)从t=0时刻开始，画出质点Q的振动图像。（至少画两个周期） 【详解】（1）由图可知，波长为 所以 （2）质点P第一次到达波峰的时间为 （3）波传到Q点时，所需时间为 即质点Q从t=1s开始振动，根据“上下坡”法可知，质点Q开始振动的方向为y轴负方向，振动图像如图所示 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 随堂检测 知识点1 波的形成 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】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 【变式1-1】如图所示，一列绳波沿着绳由左向右传播，质点A是波源，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，由波的形成可知，下列说法中正确的是（　　） A．质点C做受迫振动 B．质点B起振时速度方向竖直向下 C．各质点振动过程中随波向右迁移 D．质点C和质点D振动步调总是相同 【变式1-2】（多选）如图为沿水平方向的介质中的部分质点，相邻质点间的距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经过，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是（　　） A．介质中所有的质点的起振方向都竖直向下，图中质点9起振最晚 B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的 C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8起振时，通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过平衡位置或最大位移处时落后 D．只要图中所有的质点都已振动，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的是第98次振动 【变式1-3】（多选）一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，不考虑能量损耗，关于此时绳上六个质点的说法正确的是（　　） A．它们的振幅相同 B．质点和的速度方向相同 C．质点A和的速度方向相同 D．从此时算起，质点比先回到平衡位置 知识点2 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。 （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】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．横波和纵波都能传递信息 【变式2-1】有关纵波与横波的说法正确的是（    ） 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．纵波只能在液体、气体中传播 【变式2-2】（多选）下列有关横波与纵波的说法正确的是（　　） A．沿水平方向传播的波为横波 B．纵波可以在固态、液态、气态介质中传播 C．纵波与横波不可以同时在同一介质中传播 D．凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波 【变式2-3】（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 知识点3 机械波 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】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．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波 B．机械波在真空中可以传播 C．在纵波中，质点的分布是均匀的 D．介质中有机械波传播时，介质与波一起传播 【变式3-1】关于机械波，下列说法正确的是（     ） A．机械波只能在介质中传播，而且从一种介质传播到另一种介质中时，它的频率一定不变 B．机械波的频率与波源的振动频率相同，波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快 C．有机械波必有振动，因此当波在介质中传播时，此时波源一定在振动 D．机械波可分为横波和纵波，横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向始终相同 【变式3-2】（多选）小李将绳子水平放置在桌面上（可视为光滑），一根柔软的弹性绳右端固定，左端自由，1，2，3，4…为绳上等间隔的质点，每个质点间距为0.1m．现用手拉着绳子的端点1使其做上下的简谐运动，振幅为0.5cm，并使用的频闪照相机拍照记录绳波的形状，如图所示。其中时质点1位于最高点，绳波传播过程中未发生反射。下列说法正确的是（　　） A．此列波的波长为1.6m，周期为0.4s B．时，第10个质点开始振动，且动能最大 C．时第5个质点通过的路程为1.5cm D．时质点9的运动方向与质点1的运动方向相反 【变式3-3】（多选）一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（　　） A．质点振动频率是 B．时，质点的加速度最大 C．由该质点在介质中产生的机械波的频率为 D．时，质点所受的合外力一定为零 1．下列关于机械波的说法，正确的是（     ） A．有机械振动一定有机械波 B．机械波的频率等于波源的振动频率 C．机械波的传播速度与介质无关 D．波传播过程中，质点随波迁移 2．如图所示，一列绳波沿着绳由左向右传播，A是波源，t时刻，波刚传到B点。下列说法正确的是（　　） A．质点C在t时刻的振动方向向下 B．质点D的起振方向与A相反 C．质点B在t时刻的振动方向向下 D．波源A开始振动时振动方向向上 3．关于波的形成和特点，下列说法正确的是（　　） A．随着波的传播，介质中各质点都在沿波的传播方向运动 B．随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去 C．传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力 D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点必沿竖直方向上下振动 4．如图甲所示，粗细均匀的竖直浮标静止在水中，浮标周围水面上S处有一片树叶，现给浮标一竖直向下的初速度，随后浮标的振动图像如图乙所示，取竖直向上为正方向。下列说法正确的是（　　） A．时刻浮标所受浮力小于重力 B．时刻浮标的动量最小 C．树叶先向上振动，且离浮标越来越远 D．浮标在振动过程中机械能不守恒 5．一列横波正沿水平方向由西向东传播，下列说法正确的是（     ） A．波中的各个质点都在由西向东运动 B．波中的各个质点一定沿水平方向振动 C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动 D．以上说法都错误 6．如图，S点是波源，振动频率为100 Hz，产生的简谐波向右传播，波速为80 m/s。波在传播过程中经过P、Q两点，已知、。在某一时刻t，S点通过平衡位置向上运动，此时为计时起点。下列说法正确的是（     ） A．P的振动图像为图（3） B．S的振动图像为图（2） C．Q的振动图像为图（1） D．以上都不对 7．在平静湖面上的处发生振动，形成沿水面传播的水波（视为简谐横波），时刻的波形如图所示，实线和虚线分别表示波峰和波谷。图中、、、为四个质点，其中、位于波谷，位于波峰，位于平衡位置。已知该波的周期为，振幅为，下列说法正确的是（　　） A．在时，质点将运动到图中点所在位置 B．质点和质点的振动速度始终大小相等、方向相反 C．从到，质点通过的位移为2A D．在时，质点的加速度小于质点的加速度 8．（多选）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，在介质中传播的波不会立即停止传播 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传播过程 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 9．（多选）如图所示，是一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是（　　）    A．A、C两点的位移相同 B．B、C两点振幅相同 C．C、E两点间的距离为半个波长 D．波在A、B两点间传播的时间为个周期 10．（多选）关于振动和波的关系，正确说法是（    ） A．物体做机械振动，一定会产生机械波 B．介质中有机械波传播，其中质点一定在做机械振动 C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同 11．（多选）一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，O和A是介质中平衡位置分别为和处的两个质点，且两质点的振动情况始终相反。从t=0时开始，质点O的振动图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该波的波长可能为0.6m B．该波的周期一定为6s C．该波的波速可能为m/s D．质点O的振动方程为（m） 12．（多选）如图所示，是上、下振动的振源，频率为，所激发的波向左、右方向传播，波速为，其振动先后传到、两点。已知，。当通过平衡位置向上振动时，、两个质点（　　） A．在波谷 B．在波峰 C．的速度方向向下 D．的速度方向向上 13．简谐横波沿x轴正方向传播，题图为某时刻（非）波形图。波源位于原点处，其位移随时间变化的关系为，则该波的振幅为___________m，传播速度为___________m/s，在图中的时刻开始算起，波源再过___________s（秒）之后第一次回到平衡位置。    14．一列横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波刚传播到x=16m处的a点，t=6s时，质点a第一次到达波谷，求： (1)这列横波的周期和波速大小； (2)0~20s内，质点a运动的总路程。 15．如图一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，已知波速v=2m/s。求： (1)周期T； (2)从t=0时刻开始，质点P第一次到达波峰所需的时间； (3)从t=0时刻开始，画出质点Q的振动图像。（至少画两个周期） 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $