第三章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题8分,11~12题,每小题10分,共100分。
基础对点练
题组一 机械波的形成和传播
1.以下对机械波的认识正确的是 ( )
简谐运动形成的波中,各质点的运动情况完全相同
形成机械波一定要有波源和介质
横波向右传播时,处于波峰的质点也向右迁移
机械波不可以传递能量
2.关于机械波,下列说法正确的是 ( )
机械波的传播可以不需要介质
对于传播机械波的介质来说,组成介质的相邻质点之间有相互作用
纵波一定有波峰、波谷
机械波在传播过程中介质中的质点随波一起传播
3.(多选)关于机械波的以下说法中,正确的是 ( )
发生波动需要两个条件:波源和介质
波动过程是介质质点由近及远移动的过程
波动过程是能量由近及远传递的过程
离波源近的质点振动快,离波源远的质点振动慢
4.如图甲所示,用手握住长绳的一端,t=0时刻在手的带动下O点开始上下振动,选向上为正方向,其振动图像如图乙所示,则以下四幅图中能正确反映t1时刻绳上形成的波形的是 ( )
5.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 ( )
位移为零 加速度为最大值
正向下运动 加速度为零
题组二 横波和纵波
6.下列关于横波、纵波的说法中,正确的是 ( )
横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动
能形成波峰、波谷的波是纵波
7.如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳刚传播到质点Q的波形,则关于质点P刚开始振动时的方向和波的性质,下列判断正确的是 ( )
向上、横波 向下、横波
向左、纵波 向右、纵波
题组三 机械振动与机械波的区别与联系
8.(多选)下列有关机械振动与机械波的说法中正确的是 ( )
有机械振动就一定有机械波
机械波中各质点振幅不一定相同(不考虑能量损失)
机械波中除波源外的各质点均做受迫振动
机械波中各质点振动周期相同
9.(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是 ( )
如果波源停止振动,在介质中传播的波不会立即停止传播
发声体在振动时,一定会产生声波
波动的过程是介质中的质点由近及远的传播过程
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
综合提升练
10.如图所示,沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点A、B、C、D、E、F,均静止在各自的平衡位置。一列横波向右传播,t=0时到达质点A,并且质点A开始由平衡位置向上运动,t=1 s时质点A第一次到达波峰,质点B此时刚好开始振动,则在4 s质点A的振动速度逐渐增大
质点F的振动速度逐渐增大
质点C的加速度逐渐增大
质点D的加速度逐渐增大
11.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看作一个质点,这些质点之间存在着相互作用。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在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,会带动2、3、4…各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。t = 0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。下列说法中正确的是 ( )
质点6开始振动时的运动方向向下
质点20开始振动时的运动方向向下
t=时质点5的加速度方向向上
t=时质点12的运动方向向上
培优加强练
12.(2024·陕西咸阳高二期末检测)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,由波的形成及图示可知,下列说法中正确的是 ( )
每个质点均在其平衡位置附近自由振动
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
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
绳上波的传播过程也是能量的传递过程,故每个质点的机械能守恒
第一节 机械波的形成和传播
1.B [振源做简谐运动形成的波中,各质点的运动情况不一定完全相同,故A错误;形成机械波一定要有波源和介质,故B正确;波动过程是传播的振动这种形式,质点不随波逐流,故C错误;机械波既可以传递振动形式,又可以传播能量,故D错误。]
2.B [机械波的传播需要介质,选项A错误;对于传播机械波的介质来说,组成介质的相邻质点之间有相互作用,选项B正确;横波一定有波峰、波谷;纵波有疏部和密部,选项C错误;机械波在传播过程中介质中的质点只在自己平衡位置附近振动,但不随波一起传播,选项D错误。]
3.AC [波源振动时,依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来,形成机械波,故A正确;各质点只在平衡位置附近振动,并不随波向远处迁移,仅把波源的振动形式和能量向外传播,故B错误,C正确;各个质点的振动频率等于波源的振动频率,故离波源近的质点和离波源远的质点振动快慢相同,故D错误。]
4.D [t1时刻,振源已经振动一个周期,形成的波形为一个完整的波形;因振源起振的方向为向下,可知在t1时刻波传到的位置处的质点振动方向向下,可知此时的波形如图D,故D正确。]
5.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点间波形为一个完整的正弦波形,此时质点10处于正向最大位移处,故A错误;合力提供回复力,并指向平衡位置,根据牛顿第二定律,加速度方向也指向平衡位置,故一定是竖直向下,由于此时质点10处于正向最大位移处,根据a=-可知,加速度最大,故B正确,D错误;此时质点10处于正向最大位移处,速度为零,故C错误。]
6.A [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在一条直线上,选项A正确,B、C错误;纵波能形成密部和疏部,选项D错误。]
7.A [由于波源带动后面的质点依次振动,后面的质点总是重复前面质点的振动状态,根据波向左传播可判断质点Q的起振方向向上,故质点P的起振方向也向上,且每个质点的振动方向与波的传播方向垂直,故此波为横波,故A正确。]
8.CD [有机械振动不一定有机械波,还需要有传播波的介质,选项A错误;若不考虑能量损失,机械波中各质点的振幅相等,选项B错误;机械波传播过程中除波源外的各质点都要受到它前面质点的作用,每个质点都在做受迫振动,各质点振动的周期相同,选项C、D正确。]
9.AD [波源停止振动,介质中的质点仍然在振动,所以波仍继续传播,选项A正确;产生机械波的条件之一是必须有介质,选项B错误;在振动过程中介质中的质点不随波的传播而迁移,只是向外传播振动形式和能量,选项C错误,D正确。]
10.C [由题意可知波的周期为T=4 s,则在4 s末波传到E点,5 s末波传到F点;则在4 s11.D [介质中各质点开始振动时的振动方向和波源开始振动时的振动方向相同,选项A、B错误;在t=时刻质点5开始向上振动,在t=时质点5到达最高点,其加速度方向向下,选项C错误;t=时质点13刚开始起振,此时质点12已经振动了,则运动方向向上,选项D正确。]
12.C [质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动,A错误;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,B错误;绳子上每一个质点的起振方向都相同,振动周期等于波源振动周期,C正确;波的传播过程也是能量的传递过程,所受合力不为零,所以每个质点的机械能并不守恒,D错误。]第一节 机械波的形成和传播
学习目标 1.认识波是振动的传播。2.知道机械波的定义及形成机械波的条件。3.知道波在传播过程中同时传播能量和信息。4.能区分横波和纵波,知道什么是波峰和波谷、密部与疏部。
知识点一 机械波的形成和传播
如图所示,用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。请结合图示思考下列问题:
(1)绳上的质点,哪些先振动,哪些后振动
(2)质点间的振动是如何发生的
(3)从振源开始,各个质点做什么振动
(4)绳波在传播时,绳子上的各点有没有随波发生迁移
(5)手停止振动,波会不会立即停止传播
1.波的形成和传播
(1)抖动绳的一端,紧靠这一端的质点1向上运动时,它就会 质点2向上运动,质点2又 质点3,依次传递下去。
(2)当手向下拉动质点1回到原来位置时,它也要 质点2回来,此后质点3、质点4也将被 回到各自原来的位置。
(3)每一个质点都在 绳端的振动,后一个质点的运动状态总是 于前一个质点的运动状态。结果……手振动状态在绳上的 就形成了波。
2.机械波:机械振动在 中的传播,形成了机械波。
(1)机械波的产生过程
(2)产生条件:① ;②要有传播振动的 。
(3)特点
①介质中有机械波传播时,介质中的质点本身并不随波一起传播,它传播的只有 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,这表示它获得了能量,可见波是传递 的一种方式。
3.振动和波动的联系
(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,有振动不一定有波动。
(2)波动中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同。
思考 1.物体做机械振动是否一定会产生机械波
2.如图是一列沿着绳向右传播的绳波波形,此时波刚传到B点,试判断波源A点开始的振动方向。
例1 (课本图3.1-4改编)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。t=0时质点1开始竖直向上运动,t=时质点5向上运动,问:
(1)t=时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何
(2)画出t=时,绳子上的波形。
波动过程中介质中各质点的运动特点
(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)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点的振动状态。
概括起来就是“带动、重复、落后”。
训练1 (多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点,标记数字的相邻质点间的距离相等,其中0为波源,设波源的振动周期为T,t=0时波源通过平衡位置竖直向下开始振动,经过,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中波的说法正确的是 ( )
A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同位置时落后
D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,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
知识点二 横波与纵波
如图所示,
(1)图甲是绳波,绳上的质点上下振动,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,音叉左右振动,从而周期性的压缩空气,空气的振动方向与波的传播方向是什么关系
1.横波:介质中质点的振动方向与波的传播方向相互 ,这种波称为 波。横波的波形是凹凸相间的,凸起的 叫作波峰,凹下的 叫作波谷。
2.纵波:介质中质点的振动方向与波的传播方向平行,这种波称为 波。纵波介质密集和稀疏相间,质点分布 的部分叫作密部,质点分布 的部分叫作疏部。
3.横波和纵波是按照 方向和 方向关系的不同来区分的。
思考 1.质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,这样的波是否一定是横波
2.横波中的各质点在平衡位置附近做简谐运动,而纵波中的各质点会随着波的传播向后移动,这种说法是否正确。
例2 (多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )
A.质点的振动方向与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
总结提升 横波与纵波的区别
名称 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 不能在气体和液体介质中传播 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
训练2 区分横波和纵波的根据是( )
A.是否沿水平方向传播
B.质点振动的方向和波传播的距离
C.质点振动的方向和波传播的方向
D.质点振动的快慢
知识点三 机械振动与机械波的区别与联系
机械振动与机械波的区别与联系
机械振动 机械波
区别 运动 现象 机械振动是一个质点或一个物体在某一中心(或平衡位置)附近做的往复运动 波动是由振动引起的,是介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动
运动 成因 质点由于某种原因离开平衡位置,同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用 介质中质点受到相邻质点间力的作用而随着振动起来,并由近及远地传播开去,且在波动过程中各个质点都受到回复力的作用
运动 性质 变加速运动 在均匀介质中匀速传播
能量 变化 动能与势能相互转化,如果是简谐运动,机械能保持不变 波的传播过程中,波源将能量传递给相邻质点,且沿波的传播方向依次传递下去,当波源停止振动,不再向外传递能量时,各个质点的振动也会相继停下来
联系 (1)振动是波动的起因,波动是振动在介质中向周围的传播;(2)没有振动一定没有波动,有振动也不一定有波动,但有波动一定有振动;(3)振动和波动都是周而复始的运动现象,波动的周期等于介质中质点振动的周期
例3 下列关于机械振动和机械波的说法正确的是 ( )
A.有机械振动必有机械波
B.振幅是描述机械振动强弱的物理量
C.机械波的传播方向与质点的振动方向相同
D.离波源远的质点振动得慢
训练3 关于振动和波的关系,下列说法正确的是 ( )
A.如果振源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止
B.物体做机械振动,一定产生机械波
C.波的传播速度即振源的振动速度
D.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
随堂对点自测
1.(机械波的形成和传播)(多选)一列波由波源处向周围扩展开去,下列说法正确的是 ( )
A.介质中各质点由近及远地传播开去
B.介质中质点的振动形式由近及远地传播开去
C.介质中质点振动的能量由近及远地传递开去
D.介质中质点只是在其平衡位置附近振动而没有随波迁移
2.(机械波的形成和传播)(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,从而形成波,由波的形成及图可知,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
3.(横波和纵波)关于横波和纵波,下列说法正确的是 ( )
A.波源上下振动形成的波是横波
B.波源水平振动形成的波是纵波
C.波沿水平方向传播,质点沿竖直方向振动,这类波是横波
D.波沿水平方向传播,质点沿竖直方向振动,这类波是纵波
第一节 机械波的形成和传播
知识点一
导学
提示 (1)靠近手的质点先振动,远离手的质点后振动。
(2)绳发生弹性形变产生弹力,前面的质点带动后面的质点振动。
(3)若振源做简谐运动,则各质点均做简谐运动。
(4)没有,绳上各点只在竖直方向上振动。
(5)不会,手停止振动后,已形成的波仍向右传播。
知识梳理
1.(1)带动 带动 (2)带动 依次带动 (3)重复 滞后 传播
2.介质 (2)①波源 ②介质 (3)①振动 ②能量
[思考] 1.提示 不是
2.提示 向上
例1 (1)质点8未达到波峰,正在向上振动,质点12、16未振动。
(2)见解析图
解析 (1) 已知t=0时,质点1开始向上运动,t=时,质点1到达最上方,质点5开始向上运动,则各质点在t=的运动情况如图甲所示
则 t=时,质点8未达到波峰,正在向上振动,质点12、16未振动。
(2)t=时的波形如图乙所示
训练1 ACD [由题图可知,质点9是图中距波源最远的质点,起振最晚,所有质点的起振方向与波源起振方向相同,故选项A正确,B错误;质点7与质点8相比较,质点7起振时刻早,7、8质点间的振动步调相差,故选项C正确;质点9比质点1晚2T开始起振,一旦质点9起振后,质点1、9振动步调就完全一致,故选项D正确。]
知识点二
导学
提示 (1)相互垂直。 (2)在同一条直线上。
知识梳理
1.垂直 横 最高处 最低处
2.纵 密集 稀疏
3.质点振动 波传播
[思考]
1.提示 不是
2.提示 不正确
例2 ABC [质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,A正确;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;横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部,C正确;地震波有横波也有纵波,空气中的声波是纵波,D错误。]
训练2 C [物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波,故C正确,A、B、D错误。]
知识点三
例3 B [机械波是机械振动在介质中传播形成的,若只有机械振动的波源,没有介质,则不会形成机械波,A错误;振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,是表示机械振动强弱的物理量,B正确;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在同一直线上,C错误;质点振动的快慢可以用频率描述,各个质点的频率相同,离波源远的质点与离波源近的质点的振动快慢相同,D错误。]
训练3 D [如果振源停止振动,在介质中传播的波动不会立即停止,A错误;物体做机械振动,必须有传播波的介质才能产生机械波,B错误;波的传播速度与振源的振动速度是两个不同的概念,是两个不同的物理量,C错误;振动是一个质点或一个物体在某一中心附近做往复运动而呈现的现象,而波是介质中大量质点依次发生振动而形成的运动现象,D正确。]
随堂对点自测
1.BCD [波动过程是振动形式和振动能量的传递过程,介质中质点并不随波迁移。]
2.AC [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,波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做受迫振动,周期相同,由于外力对质点做功,故每个质点的机械能并不守恒,故A、C正确,B、D错误。]
3.C [根据横波和纵波的概念,质点振动方向与波的传播方向垂直的为横波,沿同一直线的为纵波,并不是上下振动与水平振动的问题,所以选项A、B、D错误,C正确。](共52张PPT)
第一节 机械波的形成和传播
第三章 机械波
1.认识波是振动的传播。
2.知道机械波的定义及形成机械波的条件。
3.知道波在传播过程中同时传播能量和信息。
4.能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部与疏部。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 横波与纵波
知识点一 机械波的形成和传播
知识点三 机械振动与机械波的区别与联系
知识点一 机械波的形成和传播
如图所示，用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。请结合图示思考下列问题：
(1)绳上的质点，哪些先振动，哪些后振动？
(2)质点间的振动是如何发生的？
(3)从振源开始，各个质点做什么振动？
(4)绳波在传播时，绳子上的各点有没有随波发生迁移？
(5)手停止振动，波会不会立即停止传播？
提示 (1)靠近手的质点先振动，远离手的质点后振动。
(2)绳发生弹性形变产生弹力，前面的质点带动后面的质点振动。
(3)若振源做简谐运动，则各质点均做简谐运动。
(4)没有，绳上各点只在竖直方向上振动。
(5)不会，手停止振动后，已形成的波仍向右传播。
1.波的形成和传播
(1)抖动绳的一端，紧靠这一端的质点1向上运动时，它就会______质点2向上运动，质点2又______质点3，依次传递下去。
(2)当手向下拉动质点1回到原来位置时，它也要______质点2回来，此后质点3、质点4也将被__________回到各自原来的位置。
带动
带动
带动
依次带动
(3)每一个质点都在______绳端的振动，后一个质点的运动状态总是______于前一个质点的运动状态。结果……手振动状态在绳上的______就形成了波。
重复
滞后
传播
2.机械波：机械振动在______中的传播，形成了机械波。
(1)机械波的产生过程
介质
(2)产生条件：①______；②要有传播振动的______。
(3)特点
①介质中有机械波传播时，介质中的质点本身并不随波一起传播，它传播的只有______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，这表示它获得了能量，可见波是传递________的一种方式。
波源
介质
振动
能量
3.振动和波动的联系
(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，有振动不一定有波动。
(2)波动中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同。
【思考】 (1)物体做机械振动是否一定会产生机械波？
(2)如图是一列沿着绳向右传播的绳波波形，此时波刚传到B点，试判断波源A点开始的振动方向。
提示 (1)不是 (2)向上
波动过程中介质中各质点的运动特点
(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)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点的振动状态。
概括起来就是“带动、重复、落后”。
ACD
知识点二 横波与纵波
如图所示，(1)图甲是绳波，绳上的质点上下振动，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，音叉左右振动，
从而周期性的压缩空气，空气
的振动方向与波的传播方向是
什么关系？
提示 (1)相互垂直。 (2)在同一条直线上。
1.横波：介质中质点的振动方向与波的传播方向相互______，这种波称为______波。横波的波形是凹凸相间的，凸起的________叫作波峰，凹下的________叫作波谷。
2.纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向平行，这种波称为____波。纵波介质密集和稀疏相间，质点分布______的部分叫作密部，质点分布______的部分叫作疏部。
3.横波和纵波是按照__________方向和________方向关系的不同来区分的。
垂直
横
最高处
最低处
纵
密集
稀疏
质点振动
波传播
【思考】 1.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波是否一定是横波？
提示 不是
2.横波中的各质点在平衡位置附近做简谐运动，而纵波中的各质点会随着波的传播向后移动，这种说法是否正确。
提示 不正确
例2 (多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A.质点的振动方向与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
解析 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，A正确；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；横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确；地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误。
ABC
总结提升 横波与纵波的区别
名称 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 不能在气体和液体介质中传播 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
训练2 区分横波和纵波的根据是( )
A.是否沿水平方向传播
B.质点振动的方向和波传播的距离
C.质点振动的方向和波传播的方向
D.质点振动的快慢
解析 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波；把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波，故C正确，A、B、D错误。
C
知识点三 机械振动与机械波的区别与联系
机械振动与机械波的区别与联系
机械振动 机械波
区别 运动 现象 机械振动是一个质点或一个物体在某一中心(或平衡位置)附近做的往复运动 波动是由振动引起的，是介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动
运动 成因 质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用 介质中质点受到相邻质点间力的作用而随着振动起来，并由近及远地传播开去，且在波动过程中各个质点都受到回复力的作用
机械振动 机械波
区别 运动 性质 变加速运动 在均匀介质中匀速传播
能量 变化 动能与势能相互转化，如果是简谐运动，机械能保持不变 波的传播过程中，波源将能量传递给相邻质点，且沿波的传播方向依次传递下去，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来
联系 (1)振动是波动的起因，波动是振动在介质中向周围的传播；(2)没有振动一定没有波动，有振动也不一定有波动，但有波动一定有振动；(3)振动和波动都是周而复始的运动现象，波动的周期等于介质中质点振动的周期
B
例3 下列关于机械振动和机械波的说法正确的是( )
A.有机械振动必有机械波
B.振幅是描述机械振动强弱的物理量
C.机械波的传播方向与质点的振动方向相同
D.离波源远的质点振动得慢
解析 机械波是机械振动在介质中传播形成的，若只有机械振动的波源，没有介质，则不会形成机械波，A错误；振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是表示机械振动强弱的物理量，B正确；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在同一直线上，C错误；质点振动的快慢可以用频率描述，各个质点的频率相同，离波源远的质点与离波源近的质点的振动快慢相同，D错误。
训练3 关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A.如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
B.物体做机械振动，一定产生机械波
C.波的传播速度即振源的振动速度
D.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
解析 如果振源停止振动，在介质中传播的波动不会立即停止，A错误；物体做机械振动，必须有传播波的介质才能产生机械波，B错误；波的传播速度与振源的振动速度是两个不同的概念，是两个不同的物理量，C错误；振动是一个质点或一个物体在某一中心附近做往复运动而呈现的现象，而波是介质中大量质点依次发生振动而形成的运动现象，D正确。
D
随堂对点自测
2
BCD
1.(机械波的形成和传播)(多选)一列波由波源处向周围扩展开去，下列说法正确的是( )
A.介质中各质点由近及远地传播开去
B.介质中质点的振动形式由近及远地传播开去
C.介质中质点振动的能量由近及远地传递开去
D.介质中质点只是在其平衡位置附近振动而没有随波迁移
解析 波动过程是振动形式和振动能量的传递过程，介质中质点并不随波迁移。
AC
2.(机械波的形成和传播)(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，从而形成波，由波的形成及图可知，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
解析 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，波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做受迫振动，周期相同，由于外力对质点做功，故每个质点的机械能并不守恒，故A、C正确，B、D错误。
C
3.(横波和纵波)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A.波源上下振动形成的波是横波
B.波源水平振动形成的波是纵波
C.波沿水平方向传播，质点沿竖直方向振动，这类波是横波
D.波沿水平方向传播，质点沿竖直方向振动，这类波是纵波
解析 根据横波和纵波的概念，质点振动方向与波的传播方向垂直的为横波，沿同一直线的为纵波，并不是上下振动与水平振动的问题，所以选项A、B、D错误，C正确。
课后巩固训练
3
B
题组一 机械波的形成和传播
1.以下对机械波的认识正确的是( )
A.简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
B.形成机械波一定要有波源和介质
C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D.机械波不可以传递能量
基础对点练
解析 振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况不一定完全相同，故A错误；形成机械波一定要有波源和介质，故B正确；波动过程是传播的振动这种形式，质点不随波逐流，故C错误；机械波既可以传递振动形式，又可以传播能量，故D错误。
B
2.关于机械波，下列说法正确的是( )
A.机械波的传播可以不需要介质
B.对于传播机械波的介质来说，组成介质的相邻质点之间有相互作用
C.纵波一定有波峰、波谷
D.机械波在传播过程中介质中的质点随波一起传播
解析 机械波的传播需要介质，选项A错误；对于传播机械波的介质来说，组成介质的相邻质点之间有相互作用，选项B正确；横波一定有波峰、波谷；纵波有疏部和密部，选项C错误；机械波在传播过程中介质中的质点只在自己平衡位置附近振动，但不随波一起传播，选项D错误。
AC
3.(多选)关于机械波的以下说法中，正确的是( )
A.发生波动需要两个条件：波源和介质
B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程
C.波动过程是能量由近及远传递的过程
D.离波源近的质点振动快，离波源远的质点振动慢
解析 波源振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波，故A正确；各质点只在平衡位置附近振动，并不随波向远处迁移，仅把波源的振动形式和能量向外传播，故B错误，C正确；各个质点的振动频率等于波源的振动频率，故离波源近的质点和离波源远的质点振动快慢相同，故D错误。
D
4.如图甲所示，用手握住长绳的一端，t＝0时刻在手的带动下O点开始上下振动，选向上为正方向，其振动图像如图乙所示，则以下四幅图中能正确反映t1时刻绳上形成的波形的是( )
解析 t1时刻，振源已经振动一个周期，形成的波形为一个完整的波形；因振源起振的方向为向下，可知在t1时刻波传到的位置处的质点振动方向向下，可知此时的波形如图D，故D正确。
B
5.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
A
题组二 横波和纵波
6.下列关于横波、纵波的说法中，正确的是( )
A.横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B.横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C.纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动
D.能形成波峰、波谷的波是纵波
解析 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在一条直线上，选项A正确，B、C错误；纵波能形成密部和疏部，选项D错误。
A
7.如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳刚传播到质点Q的波形，则关于质点P刚开始振动时的方向和波的性质，下列判断正确的是( )
A.向上、横波 B.向下、横波
C.向左、纵波 D.向右、纵波
解析 由于波源带动后面的质点依次振动，后面的
质点总是重复前面质点的振动状态，根据波向左传播可判断质点Q的起振方向向上，故质点P的起振方向也向上，且每个质点的振动方向与波的传播方向垂直，故此波为横波，故A正确。
CD
题组三 机械振动与机械波的区别与联系
8.(多选)下列有关机械振动与机械波的说法中正确的是( )
A.有机械振动就一定有机械波
B.机械波中各质点振幅不一定相同(不考虑能量损失)
C.机械波中除波源外的各质点均做受迫振动
D.机械波中各质点振动周期相同
解析 有机械振动不一定有机械波，还需要有传播波的介质，选项A错误；若不考虑能量损失，机械波中各质点的振幅相等，选项B错误；机械波传播过程中除波源外的各质点都要受到它前面质点的作用，每个质点都在做受迫振动，各质点振动的周期相同，选项C、D正确。
AD
9.(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
解析 波源停止振动，介质中的质点仍然在振动，所以波仍继续传播，选项A正确；产生机械波的条件之一是必须有介质，选项B错误；在振动过程中介质中的质点不随波的传播而迁移，只是向外传播振动形式和能量，选项C错误，D正确。
C
综合提升练
10.如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点A、B、C、D、E、F，均静止在各自的平衡位置。一列横波向右传播，t＝0时到达质点A，并且质点A开始由平衡位置向上运动，t＝1 s时质点A第一次到达波峰，质点B此时刚好开始振动，则在4 s＜t＜5 s这段时间内( )
A.质点A的振动速度逐渐增大 B.质点F的振动速度逐渐增大
C.质点C的加速度逐渐增大 D.质点D的加速度逐渐增大
D
11.一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在着相互作用。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在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。t ＝ 0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。下列说法中正确的是 ( )
C
培优加强练
12.(2024·陕西咸阳高二期末检测)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，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是( )
A.每个质点均在其平衡位置附近自由振动
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，故每个质点的机械能守恒
解析 质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动，A错误；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，B错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；波的传播过程也是能量的传递过程，所受合力不为零，所以每个质点的机械能并不守恒，D错误。
