第三章 机械波
1 波的形成
[教材链接] 1.振动
例1 如图所示
[解析] 设相邻质点的平衡位置间的距离为x,由题意知,质点起振方向向上,在T时间内波传播的距离Δx=9x,故在t=T时刻波传到第10个质点,可画出此时的波形图如图所示.
变式1 A [解析] 简谐横波沿横轴正向传播,T>0.3 s,分析有=0.3 s,则周期T=0.4 s,t3=0.8 s=2T,此时刻的波形刚好传播到H,根据波刚传播到C点时的波形可知,A正确.
[教材链接] 1.互相垂直 波峰 波谷
2.同一直线上 密部 疏部
例2 C [解析] 无论是横波还是纵波,在传播的过程中,质点都只在平衡位置附近振动,并不随波迁移,A、B错误;由横波和纵波的知识可知,D错误,C正确.
例3 AC [解析] 横波的特征就是质点的振动方向与波的传播方向垂直,A正确;并非上下振动产生的波就是横波,如上下振动且上下传播的波是纵波,B错误;纵波中质点的振动方向与传播方向在同一直线上,方向有时相同,有时相反,C正确;无论是横波还是纵波,传播的是振动的形式,而质点只在自己的平衡位置来回振动,并不随波迁移,D错误.
[教材链接] 1.(1)传播 (2)相互作用 相邻
2.介质
3.(1)振动 (2)能量 (3)信息
例4 A [解析] 振动是波动的成因,波动是振动的传播,故A正确;机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动早一些,故B错误;波动过程是介质中质点振动形式由近及远传播的过程,而质点不随波迁移,故C错误;机械横波与纵波的传播都需要介质,故D错误.
变式2 D [解析] 只有振动形式在介质中传播,才会形成机械波,故A错误;质点的振动频率都等于波的频率,都相同,故B错误;波传播过程中,传播的是振动形式和能量,波在传播的过程中,质点不随波迁移,故C错误;后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后而已,故D正确.
随堂巩固
1.AD [解析] 由于机械波依靠介质传播,如果波源停止振动,在介质中的质点仍在振动,所以波仍继续传播,故A正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,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;波在介质中传播,不是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.
2.C [解析] 波源停止振动时,波仍然向前传播,只是不再产生新的波动,离波源近的质点先停止振动,离波源远的质点后停止振动,选项C正确.
3.C [解析] 机械波可分为横波和纵波两类,故A正确;声波在固体、液体、气体中都能传播,故B正确;在空气中传播的声波是纵波,故C错误;在横波中,质点在波谷时速度为零,动能最小,故D正确.
4.C [解析] 质点的起振方向与波源的起振方向相同,0点从平衡位置开始向上做简谐运动,故2点开始振动的方向向上,A错误;质点在竖直方向上振动,1点不会运动到5点的位置,B错误;当0点第1次到达正向最大位移处时,2点开始振动,可知0点到2点的相位差为,各点间的间隔相等,故9点与1点的相位差为2π,则9点开始振动后,其振动情况与1点完全相同,C正确;机械波在传播的过程中所有质点的振动频率都与波源的振动频率相同,故D错误.第三章 机械波
1 波的形成
1.D [解析] 经过平衡位置时回复力为零,不是合力为零,A错误;有机械振动还需有介质才会形成机械波,B错误;机械波在传播过程中,介质中质点在各自平衡位置附近振动,C错误;机械波传播的是“机械振动”这种振动形式,同时也将波源的能量传递出去,这是波的特性,D正确.
2.AC [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,除质点1外每个质点均做受迫振动,合外力不为零,故每个质点的机械能并不守恒,故A、C正确,B、D错误.
3.BC [解析] 横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直,故二者方向一定不同;纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,二者方向有时相同,有时相反,故选项B、C正确.
4.A [解析] 同一波源产生的机械波中可同时具有横波和纵波,如地震波,A正确.虽然横波与纵波的振动方向与波传播方向的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播,B错误.在同一介质中,横波和纵波的传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波传播得快,C错误.声波通常是纵波,可在固体、液体和气体中传播,D错误.
5.B [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,在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷,故A正确;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波称作纵波,故B错误,D正确;纵波中质点分布最密集的地方称为密部,质点分布最稀疏的地方称为疏部,故C正确.
6.B [解析] 机械波的传播需要介质,由于月球表面无大气层,所以声波无法传播出去,B正确.
7.ACD [解析] 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;单个物体可以作为波源,在介质中会产生机械波,故B错误;在波的传播过程中,介质质点只振动不随波迁移,故C正确;在波的传播过程中,介质质点均做受迫振动,故D正确.
8.D [解析] 机械波在介质中传播时,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不会随波的传播而迁移,相邻质点间必有相互作用力,波传播过程中,各质点均做受迫振动,且后一质点的振动必定落后于前一质点,故A、B、C正确,D错误.
9.D [解析] 波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置运动,不随波向前移动,故A、B、C错误,D正确.
10.A [解析] 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;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;横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为t= s- s=13.7 s,C错误;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.
11.AC [解析] 从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,起振方向向下,但起振时刻最晚,故选项A正确,B错误;质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前质点,质点7先振动,质点8后振动,故选项C正确;质点9比质点1晚2T开始振动,一旦质点9起振,1、9振动步调就完全一致,故选项D错误.
12.(1)质点6未到达波峰,正在向上运动,质点10、14未运动 (2)如图所示 质点6正在向下运动,质点10向上运动,质点14未运动
[解析] (1)各质点在t=时的情况如图甲所示
由图甲可知,t=时,质点6未到达波峰,正在向上运动,质点10、14未运动;
(2)t=T时的波形图如图乙所示
质点6正在向下运动,质点10向上运动,质点14未运动.第三章 机械波
1 波的形成
学习任务一 对波的形成的理解
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空.
1.波动: 的传播称为波动,简称波.
2.观察绳波的产生和传播
(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相连的质点,这些质点之间存在着弹性力的作用.
(2)当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻的质点,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.
例1 细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动,激发出一列简谐横波.如图所示,在细绳上选取15个点,图甲为t=0时刻各点所处的位置,图乙为t=T时刻的波形图(T为波源振动的周期).在图丙中画出t=T时刻的波形图.
变式1 [2024·北京海淀区高二期末] 如图甲中有一条均匀的绳,O、A、B、C、…依次是绳上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳向右传播,t1=0时,波刚好到达质点O,t2=0.3 s时,波刚好到达质点C,并形成如图乙所示的波形.在下列四幅图中能够正确表示t3=0.8 s时的波形(其中一部分)的是 ( )
A B C D
[反思感悟]
学习任务二 对横波和纵波的理解
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空.
1.横波:质点的振动方向与波的传播方向 的波.在横波中,凸起的最高处叫作 ,凹下的最低处叫作 .
2.纵波:质点的振动方向与波的传播方向在 的波.在纵波中,质点分布最密的位置叫作 ,质点分布最疏的位置叫作 .
例2 下列关于横波和纵波的说法正确的是 ( )
A.横波中的质点做的是振动,纵波中的质点是沿波传播的方向运动
B.纵波中的质点做的是振动,横波中的质点是沿波传播的方向运动
C.横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部
D.横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,纵波中质点的振动方向与波的传播方向垂直
例3 (多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是 ( )
A.对于横波,质点的振动方向与波的传播方向一定垂直
B.振源上下振动形成的波为横波
C.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
D.形成纵波的质点随波一起迁移
【要点总结】
分类 质点振动和 波的传播方向 特征 实例
横波 质点的振动方向与波的传播方向垂直 交替、间隔出现波峰和波谷
(续表)
分类 质点振动和 波的传播方向 特征 实例
纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上 交替、间隔出现密部和疏部
学习任务三 机械波
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空.
1.介质
(1)定义:波借以 的物质.
(2)特点:组成介质的质点之间有 ,一个质点的振动会引起 质点的振动.
2.机械波
机械振动在 中传播,形成了机械波.
3.机械波的特点
(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 这种运动形式.
(2)波是传递 的一种方式.
(3)波可以传递 .
例4 关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是 ( )
A.振动是波动的成因,波动是振动的传播
B.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就同时开始振动
C.波动过程是介质中质点由近及远移动的过程
D.横波的传播需要介质,纵波的传播不需要介质
变式2 [2024·天津一中月考] 关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是 ( )
A.物体做机械振动,一定产生机械波
B.参与振动的质点振动的频率各不相同
C.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递
D.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后而已
【要点总结】
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 介质中各质点间的相互作用力
运动 性质 质点在平衡位置附近做非匀变速运动 在均匀介质中是匀速直线运动
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
1.(机械波的形成和传播)(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
2.(对波的形成的理解)一列横波沿一条长绳传播,当波源突然停止振动时,其余质点的振动情况是 ( )
A.所有质点都立即停止振动
B.已经振动的质点继续振动,尚未振动的质点不会振动
C.离波源近的质点先停止振动,然后才是离波源远的质点停止振动
D.离波源远的质点先停止振动,然后才是离波源近的质点停止振动
3.(横波和纵波)关于横波与纵波,下列说法中不正确的是 ( )
A.机械波可分为横波和纵波
B.声波在固体、液体、气体中都能传播
C.在空气中传播的声波是横波
D.在横波中,质点在波谷时动能最小
4.(对波的形成的理解)如图所示,0、1、2、…、9为弹性介质中间隔相等的质点,t=0时刻,0点从平衡位置开始向上做简谐运动,当0点第1次到达正向最大位移处时,2点开始振动.下列说法正确的是 ( )
A.2点开始振动的方向向下
B.经过一段时间,1点运动到5点的位置
C.9点开始振动后,其振动情况与1点完全相同
D.0点的振动频率大于后面所有点的振动频率第三章 机械波
1 波的形成 (时间:40分钟 总分:54分)
(选择题每小题4分)
◆ 知识点一 波的形成
1.关于机械振动及机械波说法正确的是 ( )
A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零
B.有机械振动就一定有机械波
C.机械波在传播过程中,介质中的质点随波移动
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式,同时也将波源的能量传递出去
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,从而形成机械波,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,因此除质点1外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
◆ 知识点二 横波与纵波
3.(多选)关于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相同
4.[2024·浙江杭州二中月考] 下面关于横波、纵波的说法中正确的是 ( )
A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,故横波、纵波不可能沿同一方向传播
C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D.声波通常是横波,在固体、液体或气体中均可传播
5.下列关于横波、纵波的说法错误的是 ( )
A.凸凹相间的波叫横波,凸起的最高处叫波峰,凹下的最低处叫波谷
B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波
C.纵波的波形是疏密相间的,质点分布最密的地方叫密部,分布最疏的地方叫疏部
D.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
◆ 知识点三 机械波
6.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为 ( )
A.月球太冷,声音传播太慢
B.月球上没有空气,声音无法传播
C.宇航员不适应月球,声音太小了
D.月球上太嘈杂,声音听不清楚
7.(多选)[2024·云南昆明一中月考] 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
8.机械波在介质中传播时,下列说法中错误的是 ( )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力,波传播过程中,各质点均做受迫振动
C.后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点也随波的传播而迁移
9.[2024·江苏苏州一中月考] 在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波.关于木块的运动情况,以下说法正确的是 ( )
A.因为“随波逐流”,木块将被推至远处
B.因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况
C.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
D.无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动
10.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6 km/s;横波传播速度较慢,约为4 km/s.2022年3月26日在青海发生6.0级地震,震源深度10 km.地震发生后距震源164 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3.6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
11.(多选)下图是沿水平方向的介质中的部分质点,每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,自波源开始通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过T,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,且图中质点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、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后
D.只要图中所有的质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全相反
12.(10分)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)(4分)t=时,质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何
(2)(6分)画出t=时的波形图,并说明质点6、10、14的运动状态.(共54张PPT)
1 波的形成
学习任务一 对波的形成的理解
学习任务二 对横波和纵波的理解
学习任务三 机械波
备用习题
随堂巩固
练习册
◆
答案核查【导】
答案核查【练】
学习任务一 对波的形成的理解
［教材链接］
阅读教材，完成下列填空.
1.波动:______的传播称为波动,简称波.
振动
2.观察绳波的产生和传播
(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相连的质点,这些
质点之间存在着弹性力的作用.
(2)当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻的质点,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.
例1 细绳的一端在外力作用下从 时刻开
始做简谐运动,激发出一列简谐横波.如图所示,
在细绳上选取15个点,图甲为 时刻各点所
处的位置,图乙为 时刻的波形图
[答案] 如图所示
(T为波源振动的周期).在图丙中画出 时刻的波形图.
[解析] 设相邻质点的平衡位置间的距离为,由题意知,质点起振方向向上,在
时间内波传播的距离,故在 时刻波传到第10个质点,可画出此时的
波形图如图所示.
变式1 ［2024·北京海淀区高二期末］如图甲中有一条均匀的绳，、、 、
、…依次是绳上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳向右传播，
时，波刚好到达质点，时，波刚好到达质点 ，并形成如图乙所示的
波形.在下列四幅图中能够正确表示 时的波形(其中一部分)的是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 简谐横波沿横轴正向传播，，分析有 ，则周期
，，此时刻的波形刚好传播到，根据波刚传播到 点
时的波形可知，A正确.
学习任务二 对横波和纵波的理解
［教材链接］
阅读教材，完成下列填空.
1.横波：质点的振动方向与波的传播方向__________的波.在横波中，凸起的最
高处叫作______，凹下的最低处叫作______.
2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在____________的波.在纵波中，质点
分布最密的位置叫作______，质点分布最疏的位置叫作______.
互相垂直
波峰
波谷
同一直线上
密部
疏部
例2 下列关于横波和纵波的说法正确的是( )
A.横波中的质点做的是振动,纵波中的质点是沿波传播的方向运动
B.纵波中的质点做的是振动,横波中的质点是沿波传播的方向运动
C.横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部
D.横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,纵波中质点的振动方
向与波的传播方向垂直
[解析] 无论是横波还是纵波,在传播的过程中,质点都只在平衡位置附近振动,并
不随波迁移,A、B错误;由横波和纵波的知识可知,D错误,C正确.
√
例3 (多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A.对于横波，质点的振动方向与波的传播方向一定垂直
B.振源上下振动形成的波为横波
C.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
D.形成纵波的质点随波一起迁移
[解析] 横波的特征就是质点的振动方向与波的传播方向垂直，A正确；并非上
下振动产生的波就是横波，如上下振动且上下传播的波是纵波，B错误；纵波
中质点的振动方向与传播方向在同一直线上，方向有时相同，有时相反，C正
确；无论是横波还是纵波，传播的是振动的形式，而质点只在自己的平衡位置
来回振动，并不随波迁移，D错误.
√
√
【要点总结】
分类 质点振动和波的传播方向 特征 实例
横波 质点的振动方向与波的传 播方向垂直 交替、间隔出现波 峰和波谷 ______________________________________________________
纵波 质点的振动方向与波的传 播方向在同一条直线上 交替、间隔出现密 部和疏部 __________________________________________________________
学习任务三 机械波
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空.
1.介质
(1) 定义:波借以______的物质.
(2) 特点:组成介质的质点之间有__________,一个质点的振动会引起______质点
的振动.
传播
相互作用
相邻
2.机械波
机械振动在______中传播,形成了机械波.
介质
3.机械波的特点
(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______这
种运动形式.
(2) 波是传递______的一种方式.
(3) 波可以传递______.
振动
能量
信息
例4 关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是 ( )
A.振动是波动的成因,波动是振动的传播
B.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就同时开始振动
C.波动过程是介质中质点由近及远移动的过程
D.横波的传播需要介质,纵波的传播不需要介质
[解析] 振动是波动的成因,波动是振动的传播,故A正确;机械波的形成可表述为
离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动早一些,故B错误;波
动过程是介质中质点振动形式由近及远传播的过程,而质点不随波迁移,故C错误;
机械横波与纵波的传播都需要介质,故D错误.
√
变式2 ［2024·天津一中月考］ 关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的
是( )
A.物体做机械振动，一定产生机械波
B.参与振动的质点振动的频率各不相同
C.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递
D.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已
√
[解析] 只有振动形式在介质中传播，才会形成机械波，故A错误；质点的振动
频率都等于波的频率，都相同，故B错误；波传播过程中，传播的是振动形式
和能量，波在传播的过程中，质点不随波迁移，故C错误；后振动的质点总是
跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已，故D正确.
【要点总结】
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 介质中各质点间的相互作用力
运动 性质 质点在平衡位置附近做非匀变速 运动 在均匀介质中是匀速直线运动
振动 波动
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 续表
1.如图所示是某绳波形成过程的示意图，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，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. 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6开始振动时的运动方向向下 B. 时质点6的速度方向向下
C.时质点10的运动方向向上 D. 时质点16开始运动
√
[解析] 介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，
为向上，A错误；经过 质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点5振动
到正的最大位移处，质点6在平衡位置上方，向上振动，即速度的方向向上，B
错误；时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动， 之间的
质点在平衡位置上方， 之间的质点振动方向都向上，C正确；依题意，
时，波刚好传播到质点17，质点16已经向上振动了 ，D错误.
2.(多选)下列关于机械波的说法中正确的是( )
A.波传播过程中，质点也随着波移动
B.相邻质点间一定有相互作用力
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动一定落后于前
一质点的振动
D.离波源越远，质点的振动频率越小
[解析] 波传播过程中，质点不随波迁移，选项A错误；因相邻质点间有相互作
用力，前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，故后一质点的振动一定落
后于前一质点的振动，选项B、C正确；质点做受迫振动，频率与波源的频率相
等，选项D错误.
√
√
3.关于机械振动及机械波说法正确的是( )
A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零
B.有机械振动就一定有机械波
C.机械波在传播过程中，介质中的质点随波移动
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去
[解析] 经过平衡位置时回复力为零，不是合力为零，A错误；有机械振动还需
有介质才会形成机械波，B错误；机械波在传播过程中，介质中质点在各自平
衡位置附近振动，C错误；机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将
波源的能量传递出去，这是波的特性，D正确.
√
4.关于机械波下列说法正确的是( )
A.有机械振动必有机械波
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
[解析] 根据机械波产生与传播的条件，可知有机械振动及传播介质，才能形成
机械波，故A错误；同一列波中，任何一个振动的质点都是跟着先振动的质点
重复振动，只是时间落后一步，但振动频率相同，故B正确，C错误；形成机械
波的各振动质点只在平衡位置附近做往复运动，并没有随波迁移，离波源远的
质点振动的能量是通过各质点的传递获得的，故D错误.
√
5.如图所示，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，该波沿水平方向传播.绳上有另一质点
(图中未画出)，时，点位于最高点， 点位于最低点，则( )
A.时， 点位于平衡位置上方
B.点的起振方向与 点的起振方向相反
C.时， 点的速度方向水平向右
D.点的起振方向与 点的起振方向相同
[解析] 时，点从最低点经历 个周期后回到平衡位置，故A错误；每一个
质点的起振方向都跟波源的起振方向相同，故B错误，D正确；时， 点的
速度方向向上，向平衡位置移动，故C错误.
√
6.日本曾经发生过里氏9.0级大地震，已知地震中的纵波和横波在地表附近的传
播速度分别是和 ，在某地的观测站中，记录了纵波和横波到达
该地的时间差为 .
(1) 求这个观测站与震中的距离 ；
[答案]
[解析] 根据纵、横波传到观测站的时间差，有
解得 .
6.日本曾经发生过里氏9.0级大地震，已知地震中的纵波和横波在地表附近的传
播速度分别是和 ，在某地的观测站中，记录了纵波和横波到达
该地的时间差为 .
(2) 观测站首先观察到的是上下振动还是左右摇晃？
[答案] 上下振动
[解析] 先传到的是纵波，所以观测站首先观察到的是上下振动.
1.(机械波的形成和传播)(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] 由于机械波依靠介质传播，如果波源停止振动，在介质中的质点仍在振
动，所以波仍继续传播，故A正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，
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；波在介质
中传播，不是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.
√
√
2.(对波的形成的理解)一列横波沿一条长绳传播,当波源突然停止振动时,其余质
点的振动情况是( )
A.所有质点都立即停止振动
B.已经振动的质点继续振动,尚未振动的质点不会振动
C.离波源近的质点先停止振动,然后才是离波源远的质点停止振动
D.离波源远的质点先停止振动,然后才是离波源近的质点停止振动
[解析] 波源停止振动时,波仍然向前传播,只是不再产生新的波动,离波源近的质
点先停止振动,离波源远的质点后停止振动,选项C正确.
√
3.(横波和纵波)关于横波与纵波,下列说法中不正确的是( )
A.机械波可分为横波和纵波
B.声波在固体、液体、气体中都能传播
C.在空气中传播的声波是横波
D.在横波中,质点在波谷时动能最小
[解析] 机械波可分为横波和纵波两类,故A正确;声波在固体、液体、气体中都能
传播,故B正确;在空气中传播的声波是纵波,故C错误;在横波中,质点在波谷时速
度为零,动能最小,故D正确.
√
4.(对波的形成的理解)如图所示，0、1、2、…、9为弹性介质中间隔相等的质
点， 时刻，0点从平衡位置开始向上做简谐运动，当0点第1次到达正向最
大位移处时，2点开始振动.下列说法正确的是( )
A.2点开始振动的方向向下
B.经过一段时间，1点运动到5点的位置
C.9点开始振动后，其振动情况与1点完全相同
D.0点的振动频率大于后面所有点的振动频率
√
[解析] 质点的起振方向与波源的起振方向相同，0点从平衡位置开始向上做简
谐运动，故2点开始振动的方向向上，A错误；质点在竖直方向上振动，1点不
会运动到5点的位置，B错误；当0点第1次到达正向最大位移处时，2点开始振
动，可知0点到2点的相位差为 ，各点间的间隔相等，故9点与1点的相位差为
，则9点开始振动后，其振动情况与1点完全相同，C正确；机械波在传播的
过程中所有质点的振动频率都与波源的振动频率相同，故D错误.
练习册
知识点一 波的形成
1.关于机械振动及机械波说法正确的是( )
A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零
B.有机械振动就一定有机械波
C.机械波在传播过程中，介质中的质点随波移动
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去
√
[解析] 经过平衡位置时回复力为零，不是合力为零，A错误；有机械振动还需
有介质才会形成机械波，B错误；机械波在传播过程中，介质中质点在各自平
衡位置附近振动，C错误；机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将
波源的能量传递出去，这是波的特性，D正确.
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，从而形成机械波，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，因此除质点1外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，除质点1外每个质点均做受迫振动，合
外力不为零，故每个质点的机械能并不守恒，故A、C正确，B、D错误.
知识点二 横波与纵波
3.(多选)关于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相同
[解析] 横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直,故二者方向一定不同;纵波
中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,二者方向有时相同,有时相反,
故选项B、C正确.
√
√
4.［2024·浙江杭州二中月考］下面关于横波、纵波的说法中正确的是( )
A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，故横波、纵波不可
能沿同一方向传播
C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D.声波通常是横波，在固体、液体或气体中均可传播
[解析] 同一波源产生的机械波中可同时具有横波和纵波，如地震波，A正确.虽
然横波与纵波的振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方
向传播，B错误.在同一介质中，横波和纵波的传播速度一般不同，如地震波中
纵波比横波传播得快，C错误.声波通常是纵波，可在固体、液体和气体中传播，
D错误.
√
5.下列关于横波、纵波的说法错误的是( )
A.凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷
B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波
C.纵波的波形是疏密相间的，质点分布最密的地方叫密部，分布最疏的地方叫疏部
D.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
[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，在横波
中，凸起的最高处称为波峰，凹下的最低处称为波谷，故A正确；把质点的振
动方向与波的传播方向在同一直线上的波称作纵波，故B错误，D正确；纵波中
质点分布最密集的地方称为密部，质点分布最稀疏的地方称为疏部，故C正确.
√
知识点三 机械波
6.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月
球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为( )
A.月球太冷,声音传播太慢 B.月球上没有空气,声音无法传播
C.宇航员不适应月球,声音太小了 D.月球上太嘈杂,声音听不清楚
[解析] 机械波的传播需要介质，由于月球表面无大气层,所以声波无法传播出去,
B正确.
√
7.(多选)［2024·云南昆明一中月考］ 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
√
√
√
[解析] 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；
单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波，故B错误；在波的传播过程
中，介质质点只振动不随波迁移，故C正确；在波的传播过程中，介质质点均
做受迫振动，故D正确.
8.机械波在介质中传播时，下列说法中错误的是( )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受迫振动
C.后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点也随波的传播而迁移
[解析] 机械波在介质中传播时，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不会随
波的传播而迁移，相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受
迫振动，且后一质点的振动必定落后于前一质点，故A、B、C正确，D错误.
√
9.［2024·江苏苏州一中月考］在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入
一石块，在湖面上激起水波.关于木块的运动情况，以下说法正确的是( )
A.因为“随波逐流”，木块将被推至远处
B.因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况
C.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
D.无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动
[解析] 波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移
动，故A、B、C错误，D正确.
√
10.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；横波传播速度较慢，约为 .2022年3月26日在青海发生6.0级
地震，震源深度.地震发生后距震源 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3.6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
√
[解析] 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；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；横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为 ，C错误；
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.
11.(多选)下图是沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻质点间的距离相等，
其中为波源，设波源的振动周期为 ，自波源开始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，且图中质点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、通过平衡位置或最
大位移处的时间总是比质点7落后
D.只要图中所有的质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全相反
√
√
[解析] 从题图可知，质点9是图中距波源最远的点，起振方向向下，但起振时
刻最晚，故选项A正确，B错误；质点7与质点8相比较，质点7是质点8的前质点，
质点7先振动，质点8后振动，故选项C正确；质点9比质点1晚 开始振动，一
旦质点9起振，1、9振动步调就完全一致，故选项D错误.
12.(10分)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，已知时，质点1开始向上运动， 时，1到达最上方，5开始向上
运动，问：
(1) (4分) 时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
[答案] 质点6未到达波峰，正在向上运动，质点10、14未运动
[解析] 各质点在 时的情况如图甲所示
由图甲可知， 时，质点6未到达波峰，正在向上运动，质点10、14未运动；
12.(10分)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，已知时，质点1开始向上运动， 时，1到达最上方，5开始向上
运动，问：
(2) (6分)画出 时的波形图，
并说明质点6、10、14的运动状态.
[答案] 如图所示 质点6正在向下运动，
质点10向上运动，质点14未运动
[解析] 时的波形图如图乙所示质点6正在向下运动，质点10向上运动，
质点14未运动.
［教材链接］1.振动
例1.如图所示
变式1.A
［教材链接］ 1.互相垂直,波峰,波谷 2.同一直线上,密部,疏部
例2.C 例3.AC
1.（1）传播 （2）相互作用,相邻 2.介质
3.（1）振动 （2）能量 （3）信息 例4.A 变式2.D
随堂巩固
1.AD 2.C 3.C 4.C
基础巩固练
1.D 2.AC 3.BC 4.A 5.B 6.B 7.ACD 8.D
综合提升练
9.D 10.A 11.AC
拓展挑战练
12.（1）质点6未到达波峰，正在向上运动，质点10、14未运动
（2）如图所示 质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动
. .
