3.1 机械波的产生和传播（重难点专练）物理粤教版选择性必修第一册

3.1 机械波的产生和传播 题型01 机械波的形成与传播特点分析 题型02 波的传播方向与质点振动方向的互判 题型03 横波与纵波的辨析 ▌题型01 机械波的形成与传播特点分析 1．ACD 2．各质点在各时刻的情况，如图所示： （1）由甲图可知，t=时，质点6未达到波峰，正在向上运动，质点10、14未运动； （2）由乙图可知，t=时，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动。 3．(1)质点8未达到波峰正在向上振动，质点12、16未振动；(2)质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动 【详解】(1) 根据，已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动，则各质点在的情况如图所示 则 时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 (2) 各质点在的情况如图所示 则时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 4．(1)横波。因为质点振动方向与波的传播方向垂直，12.5m/s；(2)0.48s 【详解】①绳子形成的波是横波。因为质点振动方向与波的传播方向垂直。 由题意知，波的周期T＝0.4 s，又有，则波长为λ=5m， 所以波速， ②从A开始振动，设经过时间t1，J点开始起振方向向上． 振动从A传到J所用时间为 设J点向上起振后经t2时间第一次达到负向最大位移，则 故所求时间t＝t1+t2＝0.48 s 5．（1）质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 （2）质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 （3）质点8、12正在向下振动，质点16向上振动。 【详解】由于质点间的相互作用，前面的质点带动后面的质点振动，所以后面的质点总是滞后于前面的质点，各质点在各时刻的情况，如图所示 （1）由乙图可知，时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 （2）由丙图可知，时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 （3）由丁图可知，t=T时，质点8、12正在向下振动，质点16向上振动。 ▌题型02 波的传播方向与质点振动方向的互判 6. B 7. A 8．C 9．BD 10．AC ▌题型03 横波与纵波的辨析 11．(1)没有 (2)波水平向右传播，弹簧的每一匝在水平方向做往复运动 【详解】（1）波传播的是振动形式和能量，弹簧上各个质点只在自己的平衡位置附近振动，不会跟着波一起向前移动。 （2）波从左端产生，水平向右传播；弹簧的每一匝在各自的平衡位置附近，沿弹簧轴线做往复振动。 12．(1)能 (2)不能 (3)能 (4)偏振现象是横波所特有的，可以利用偏振现象判断一列波是横波还是纵波 【详解】（1）绳波是横波，介质质点的振动方向与波的传播方向垂直。当狭缝方向与振动方向平行时，狭缝对绳的振动约束较小，振动可以通过狭缝传到木板另一侧，故能。 （2）当狭缝方向与振动方向垂直时，狭缝边缘限制了绳的横向振动，振动不能通过狭缝传到木板另一侧，故不能。 （3）弹簧纵波中，介质质点沿波的传播方向振动，弹簧可沿自身轴线往复通过狭缝，狭缝在木板上的方向不影响这种纵向运动。因此无论狭缝怎样放置，振动都能传到木板另一侧，故能。 （4）偏振是横波特有的现象，纵波不能发生偏振。因此可以利用偏振现象判断一列波是横波还是纵波，故正确。 13．(1)根据题意地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时使人感到上下颠簸，故可知地震波既有横波成分也有纵波成分 (2)横波与纵波的根本区别是质点的振动方向与波的传播方向之间的关系，横波质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上 14．B 15．B 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1 机械波的产生和传播 题型01 机械波的形成与传播特点分析 题型02 波的传播方向与质点振动方向的互判 题型03 横波与纵波的辨析 ▌题型01 机械波的形成与传播特点分析 1. 紧扣“带动”分析形成： 波源（或先振动的质点）通过介质质点间的作用力带动相邻质点做受迫振动，振动由近及远依次传播。 分析问题时先找波源，再沿传播方向看各质点被带动的先后顺序。 2. 牢记“三相同、一滞后”： 介质中各质点的振动频率、周期、起振方向都与波源相同； 后振动的质点重复先振动质点的运动，只是相位（时间）上滞后。 凡是涉及“各质点频率是否相同”“起振方向如何”的问题，都用这一结论判断。 3. 紧扣“不迁移”排除错误： 波传播的是振动形式和能量，介质中的质点只在各自的平衡位置附近往复振动，并不随波向前移动。 看到“质点随波向前传播”“质点随波迁移”之类的说法立即判错。 4. 判断质点是否振动、何时振动： 某质点是否开始振动，取决于波是否传到该质点；比较波传到不同质点的先后，用传播距离除以波速，与质点自身的振动快慢（周期）无关。 5. 区分两类速度： 比较“波传到某处的时间”用波速；比较“质点完成一次全振动的时间”用振动周期。 同一介质中波速恒定，而质点振动速度随位置周期性变化。 1．（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 2．如图所示，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。已知t=0时，质点1开始向上运动，t=时，1到达最上方，5开始向上运动．问： （1）t=时，质点6、10、14的运动状态（是否运动、运动方向）如何； （2）t=时，质点6、10、14的运动状态如何。 3．如图所示是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，带动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。已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动。问： (1)时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何； (2)时，质点8、12、16的运动状态如何。 4．取一根轻绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平自然伸直状态．从绳的左端点开始用彩笔每隔0.25 m标记一个点，依次记为A、B、C、D…如图所示．现用振动装置拉着绳的左端点A沿竖直方向做简谐运动，若A点起振方向向上，经0.1 s第一次达到正向最大位移，此时F点恰好开始起振，则： ①绳中形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大？ ②从A点开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？ 5．如图所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下垂直直线方向做简谐运动，带动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，已知t=0时，质点1开始向上运动，时，1质点到达最上方，5质点开始向上运动，问： （1）时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？ （2）时，质点8、12、16的运动状态如何？ （3）t=T时，质点8、12、16的运动状态如何？ ▌题型02 波的传播方向与质点振动方向的互判 波的传播方向 v 与介质质点的振动方向是波形图问题中的两个核心方向，二者可以互相推断。常用方法有带动法、上下坡法、同侧法、微平移法等，本质上都是“先振动的质点带动后振动的质点”这一规律的具体应用。 6．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． 7．一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示。介质中质点的平衡位置坐标，质点的平衡位置坐标。从时刻开始，质点与质点的速度第一次相同，所需的最短时间为0.02s。则下列说法中正确的是（　　） A．该简谐横波的周期为0.2s B．该列波在介质中传播的波速为4m/s C．从图示时刻起，质点比质点先回到平衡位置 D．介质中平衡位置处质点的振动方程为 8．如图所示，时刻，振源开始上下做简谐运动，振幅波沿着细绳向右传播，时刻，质点开始振动。下列说法正确的是（     ） A．振源开始起振方向向下 B．振源振动的频率为 C．在内，振源通过的路程为 D．时刻后，质点和振源的振动步调完全一致 9．（多选）一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点的速度方向沿轴正方向，则（     ） A．这列波沿轴负方向传播 B．质点此时动能最大，加速度最小 C．再经过一个周期，质点运动到处 D．当质点运动到负的最大位移时，质点恰好运动到正的最大位移处 10．（多选）某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．此时刻质点向下运动 B．手的起振方向向上 C．波的传播速度不变 D．手振动的频率逐渐增大 ▌题型03 横波与纵波的辨析 1. 定义对比（核心依据）： 横波 纵波 振动方向与传播方向的关系 相互垂直 在同一直线上（相互平行） 特征与传播介质 有波峰、波谷；只能在固体中传播 有密部、疏部；固、液、气中均能传播 2.判断三步走： ①明确波的传播方向； ②明确介质质点的振动方向（由题意或带动法确定）； ③比较两方向——垂直则为横波，共线（平行）则为纵波。 只根据“振源怎么振动”而无传播方向时，不能下结论。 3. 常见归类要记牢： 绳波——横波（绳上质点上下振动、波沿绳传播）； 空气中声波——纵波（空气分子沿传播方向来回振动，形成疏密相间）； 地震波——横波、纵波都有，且纵波速度快、先到达； 水波——既不是横波也不是纵波。 4. 两个高频易错点 ①“振源上下振动，形成的波就是横波”错误——若传播方向也在竖直方向，则是纵波；判断标准始终是“两方向是否垂直”。 ②“机械波只有横波和纵波两类”错误——水波等既不横也不纵。 11．将一根长而软的弹簧水平放置在光滑水平面上，在左端沿弹簧轴线方向不断推、拉弹簧，观察实验现象，思考： (1)弹簧中的质点在振动的过程中有没有随波迁移？ (2)波向什么方向传播？弹簧的每一匝做的是什么运动？ 12．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波。现在，让软绳过一块带有狭缝的木板。 (1)若狭缝与波的振动方向平行，如图所示，则振动能否通过狭缝传到木板的另一侧？ (2)如果狭缝与波的振动方向垂直，如图所示，则振动能否通过狭缝传到木板的另一侧？ (3)若将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，两狭缝分别竖直、水平放置，如图所示，则振动能否通过狭缝传到木板的另一侧？ (4)只有什么波才能发生偏振现象？受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断什么？ 13．地震是重大的自然灾害，地震后的情境如图所示。当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时使人感到上下颠簸。请思考： (1)地震波是横波还是纵波？ (2)横波与纵波的根本区别是什么？ 14．某地区地震波中的横波传播速率和纵波传播速率分别约为和。 如图所示是一种简易地震仪，由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成。在一次地震中，震源处于地震仪的正下方，观察到两振子开始振动的时刻相差，则（　　） A．先开始振动，震源距地震仪约 B．先开始振动，震源距地震仪约 C．先开始振动，震源距地震仪约 D．先开始振动，震源距地震仪约 15．如图所示，1、2、3、4……是一个水平放置松弛状态下的弹簧（可认为是均匀弹性介质）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开始振动的方向向左，经过二分之一周期，质点9开始运动，则此时刻（     ） A．质点2向左运动 B．质点5所受回复力向右 C．质点6的速度向右 D．质点9的振幅为零 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.1 机械波的产生和传播 题型01 机械波的形成与传播特点分析 题型02 波的传播方向与质点振动方向的互判 题型03 横波与纵波的辨析 ▌题型01 机械波的形成与传播特点分析 1. 紧扣“带动”分析形成： 波源（或先振动的质点）通过介质质点间的作用力带动相邻质点做受迫振动，振动由近及远依次传播。 分析问题时先找波源，再沿传播方向看各质点被带动的先后顺序。 2. 牢记“三相同、一滞后”： 介质中各质点的振动频率、周期、起振方向都与波源相同； 后振动的质点重复先振动质点的运动，只是相位（时间）上滞后。 凡是涉及“各质点频率是否相同”“起振方向如何”的问题，都用这一结论判断。 3. 紧扣“不迁移”排除错误： 波传播的是振动形式和能量，介质中的质点只在各自的平衡位置附近往复振动，并不随波向前移动。 看到“质点随波向前传播”“质点随波迁移”之类的说法立即判错。 4. 判断质点是否振动、何时振动： 某质点是否开始振动，取决于波是否传到该质点；比较波传到不同质点的先后，用传播距离除以波速，与质点自身的振动快慢（周期）无关。 5. 区分两类速度： 比较“波传到某处的时间”用波速；比较“质点完成一次全振动的时间”用振动周期。 同一介质中波速恒定，而质点振动速度随位置周期性变化。 1．（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。 2．如图所示，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。已知t=0时，质点1开始向上运动，t=时，1到达最上方，5开始向上运动．问： （1）t=时，质点6、10、14的运动状态（是否运动、运动方向）如何； （2）t=时，质点6、10、14的运动状态如何。 【详解】各质点在各时刻的情况，如图所示： （1）由甲图可知，t=时，质点6未达到波峰，正在向上运动，质点10、14未运动； （2）由乙图可知，t=时，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动。 3．如图所示是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，带动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。已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动。问： (1)时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何； (2)时，质点8、12、16的运动状态如何。 【答案】(1)质点8未达到波峰正在向上振动，质点12、16未振动；(2)质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动 【详解】(1) 根据，已知时，质点1开始向上运动，时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动，则各质点在的情况如图所示 则 时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 (2) 各质点在的情况如图所示 则时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 4．取一根轻绳，将绳的右端固定在竖直墙壁上，绳的左端自由，使绳处于水平自然伸直状态．从绳的左端点开始用彩笔每隔0.25 m标记一个点，依次记为A、B、C、D…如图所示．现用振动装置拉着绳的左端点A沿竖直方向做简谐运动，若A点起振方向向上，经0.1 s第一次达到正向最大位移，此时F点恰好开始起振，则： ①绳中形成的波是横波还是纵波？简要说明判断依据，并求波速为多大？ ②从A点开始振动，经多长时间J点第一次向下达到最大位移？ 【答案】(1)横波。因为质点振动方向与波的传播方向垂直，12.5m/s；(2)0.48s 【详解】①绳子形成的波是横波。因为质点振动方向与波的传播方向垂直。 由题意知，波的周期T＝0.4 s，又有，则波长为λ=5m， 所以波速， ②从A开始振动，设经过时间t1，J点开始起振方向向上． 振动从A传到J所用时间为 设J点向上起振后经t2时间第一次达到负向最大位移，则 故所求时间t＝t1+t2＝0.48 s 5．如图所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下垂直直线方向做简谐运动，带动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，已知t=0时，质点1开始向上运动，时，1质点到达最上方，5质点开始向上运动，问： （1）时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？ （2）时，质点8、12、16的运动状态如何？ （3）t=T时，质点8、12、16的运动状态如何？ 【答案】（1）质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 （2）质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 （3）质点8、12正在向下振动，质点16向上振动。 【详解】由于质点间的相互作用，前面的质点带动后面的质点振动，所以后面的质点总是滞后于前面的质点，各质点在各时刻的情况，如图所示 （1）由乙图可知，时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 （2）由丙图可知，时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 （3）由丁图可知，t=T时，质点8、12正在向下振动，质点16向上振动。 ▌题型02 波的传播方向与质点振动方向的互判 波的传播方向 v 与介质质点的振动方向是波形图问题中的两个核心方向，二者可以互相推断。常用方法有带动法、上下坡法、同侧法、微平移法等，本质上都是“先振动的质点带动后振动的质点”这一规律的具体应用。 6．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。 7．一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图所示。介质中质点的平衡位置坐标，质点的平衡位置坐标。从时刻开始，质点与质点的速度第一次相同，所需的最短时间为0.02s。则下列说法中正确的是（　　） A．该简谐横波的周期为0.2s B．该列波在介质中传播的波速为4m/s C．从图示时刻起，质点比质点先回到平衡位置 D．介质中平衡位置处质点的振动方程为 【答案】A 【详解】AB．在最短时间内，使A点与B点的速度相同，由于波沿x轴正方向传播，则应该是平衡位置x=6cm的质点的振动形式传播到质点A，平衡位置x=14cm处质点的振动形式传播到质点B，即传播距离为s=2cm=0.02m 则波速为 由图可知，该波的波长 则其周期，故A正确，B错误； C．图示时刻，质点A向波谷振动，质点B向波峰振动，平衡位置的振动形式传播到A点，距离为8cm，传播到B点，距离为6cm，则质点B先回到平衡位置，故C错误； D．由波形图可知，波的振幅为 圆频率 10cm处的点的相位为 则其振动方程为，故D错误。 故选A。 8．如图所示，时刻，振源开始上下做简谐运动，振幅波沿着细绳向右传播，时刻，质点开始振动。下列说法正确的是（     ） A．振源开始起振方向向下 B．振源振动的频率为 C．在内，振源通过的路程为 D．时刻后，质点和振源的振动步调完全一致 【答案】C 【详解】A．题图为时刻的波形图，曲线表示绳上各质点相对平衡位置的位移。波向右传播，左侧紧邻质点在平衡位置上方，故开始向上振动。各质点的起振方向与振源相同，因此振源开始向上振动，故A错误； BC．设波长为、周期为，波形图中两相邻波峰间的距离为一个波长，据此可知振源到的距离为。波每传播一个波长，振源完成一次全振动，因此 解得 振源的振动频率为 在内，振源完成一次全振动再加半次全振动。一次全振动的路程为振幅的4倍，半次全振动的路程为振幅的2倍，故总路程为，故B错误，C正确； D．由前述计算，等于一个半周期。振源从平衡位置向上起振，波刚传到后，向上运动，振源向下运动，二者振动步调不同，故D错误。 故选C。 9．（多选）一列简谐横波某时刻波形如图所示，此时质点的速度方向沿轴正方向，则（     ） A．这列波沿轴负方向传播 B．质点此时动能最大，加速度最小 C．再经过一个周期，质点运动到处 D．当质点运动到负的最大位移时，质点恰好运动到正的最大位移处 【答案】BD 【详解】A．根据同侧法可知波的传播方向与质点振动方向应在波形曲线同一侧。质点沿着轴正方向运动，则波沿轴正方向传播，故A错误； B．质点此时恰好位于平衡位置，振动速度最大，因此动能最大。由简谐运动加速度可知，此时质点的位移为0，则加速度为0，是振动过程中的最小值，故B正确； C．质点只是在平衡位置附近做往复振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误； D．从波形图可知，质点和质点的平衡位置恰好相差半个波长，属于振动完全相反的两个质点。因此当质点运动到负的最大位移时，则质点恰好运动到正的最大位移处，故D正确。 故选BD。 10．（多选）某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（     ） A．此时刻质点向下运动 B．手的起振方向向上 C．波的传播速度不变 D．手振动的频率逐渐增大 【答案】AC 【详解】A．波向右传播，根据同侧法可知此时P点向下运动，故A正确； B．所有质点的起振方向与振源（手）的起振方向一致。波最右端是刚传到的位置，判断其振动方向可知起振方向向下，因此手的起振方向向下，故B错误； C．机械波的传播速度由介质本身性质决定，本题中介质是同一根均匀弹性绳，介质性质不变，因此波的传播速度不变，故C正确； D．由波速公式，不变，振源在左端，越靠近左端（振源）的波形是越近期振源产生的。由图可知：越靠近振源波长越大，根据，波长越大频率越小，说明手振动的频率逐渐减小，D错误。 故选 AC。 ▌题型03 横波与纵波的辨析 1. 定义对比（核心依据）： 横波 纵波 振动方向与传播方向的关系 相互垂直 在同一直线上（相互平行） 特征与传播介质 有波峰、波谷；只能在固体中传播 有密部、疏部；固、液、气中均能传播 2.判断三步走： ①明确波的传播方向； ②明确介质质点的振动方向（由题意或带动法确定）； ③比较两方向——垂直则为横波，共线（平行）则为纵波。 只根据“振源怎么振动”而无传播方向时，不能下结论。 3. 常见归类要记牢： 绳波——横波（绳上质点上下振动、波沿绳传播）； 空气中声波——纵波（空气分子沿传播方向来回振动，形成疏密相间）； 地震波——横波、纵波都有，且纵波速度快、先到达； 水波——既不是横波也不是纵波。 4. 两个高频易错点 ①“振源上下振动，形成的波就是横波”错误——若传播方向也在竖直方向，则是纵波；判断标准始终是“两方向是否垂直”。 ②“机械波只有横波和纵波两类”错误——水波等既不横也不纵。 11．将一根长而软的弹簧水平放置在光滑水平面上，在左端沿弹簧轴线方向不断推、拉弹簧，观察实验现象，思考： (1)弹簧中的质点在振动的过程中有没有随波迁移？ (2)波向什么方向传播？弹簧的每一匝做的是什么运动？ 【答案】(1)没有 (2)波水平向右传播，弹簧的每一匝在水平方向做往复运动 【详解】（1）波传播的是振动形式和能量，弹簧上各个质点只在自己的平衡位置附近振动，不会跟着波一起向前移动。 （2）波从左端产生，水平向右传播；弹簧的每一匝在各自的平衡位置附近，沿弹簧轴线做往复振动。 12．取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，软绳上形成一列横波。现在，让软绳过一块带有狭缝的木板。 (1)若狭缝与波的振动方向平行，如图所示，则振动能否通过狭缝传到木板的另一侧？ (2)如果狭缝与波的振动方向垂直，如图所示，则振动能否通过狭缝传到木板的另一侧？ (3)若将这根绳换成细软的弹簧，前后推动弹簧形成纵波，两狭缝分别竖直、水平放置，如图所示，则振动能否通过狭缝传到木板的另一侧？ (4)只有什么波才能发生偏振现象？受上面实验的启发，我们可以利用类似的实验来判断什么？ 【答案】(1)能 (2)不能 (3)能 (4)偏振现象是横波所特有的，可以利用偏振现象判断一列波是横波还是纵波 【详解】（1）绳波是横波，介质质点的振动方向与波的传播方向垂直。当狭缝方向与振动方向平行时，狭缝对绳的振动约束较小，振动可以通过狭缝传到木板另一侧，故能。 （2）当狭缝方向与振动方向垂直时，狭缝边缘限制了绳的横向振动，振动不能通过狭缝传到木板另一侧，故不能。 （3）弹簧纵波中，介质质点沿波的传播方向振动，弹簧可沿自身轴线往复通过狭缝，狭缝在木板上的方向不影响这种纵向运动。因此无论狭缝怎样放置，振动都能传到木板另一侧，故能。 （4）偏振是横波特有的现象，纵波不能发生偏振。因此可以利用偏振现象判断一列波是横波还是纵波，故正确。 13．地震是重大的自然灾害，地震后的情境如图所示。当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时使人感到上下颠簸。请思考： (1)地震波是横波还是纵波？ (2)横波与纵波的根本区别是什么？ 【答案】(1)根据题意地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时使人感到上下颠簸，故可知地震波既有横波成分也有纵波成分 (2)横波与纵波的根本区别是质点的振动方向与波的传播方向之间的关系，横波质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上 14．某地区地震波中的横波传播速率和纵波传播速率分别约为和。 如图所示是一种简易地震仪，由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成。在一次地震中，震源处于地震仪的正下方，观察到两振子开始振动的时刻相差，则（　　） A．先开始振动，震源距地震仪约 B．先开始振动，震源距地震仪约 C．先开始振动，震源距地震仪约 D．先开始振动，震源距地震仪约 【答案】B 【详解】纵波的传播速度大于横波，因此纵波先到达地震仪。震源在地震仪正下方，纵波振动方向与传播方向共线（沿竖直方向），会带动竖直弹簧振子先振动；横波振动方向与传播方向垂直（沿水平方向），后到达，带动水平弹簧振子后振动。设震源距地震仪距离为，两波到达的时间差满足 代入，， 解得 故选B。 15．如图所示，1、2、3、4……是一个水平放置松弛状态下的弹簧（可认为是均匀弹性介质）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开始振动的方向向左，经过二分之一周期，质点9开始运动，则此时刻（     ） A．质点2向左运动 B．质点5所受回复力向右 C．质点6的速度向右 D．质点9的振幅为零 【答案】B 【详解】AC．取向左为正方向，画出时刻的简谐波的波形图。经过时，质点1从平衡位置再次运动到平衡位置且向右运动，根据图像可知质点2正在向右运动，质点6的速度向左，故A错误，C错误； B．经过时，质点5到达正向最大位移处，方向向左，根据，可知质点5所受回复力最大，方向向右，故B正确； D．在波传播过程中，后一个质点重复前一个质点的振动，可知质点9的振幅不为零，故D错误。 故选B。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $