1、第1節(jié) 波的形成和傳播1.波的傳播過程中，各質(zhì)點的周期均與波源的振動周期相同。2波在傳播時，是前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點振動，離波源越遠，質(zhì)點振動越滯后。3各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移。4質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，叫橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波，叫縱波。一、波的形成和傳播1形成原因：以繩波為例(如圖1211所示)圖1211(1)可以將繩分成許多小部分，將每一部分看做質(zhì)點。(2)在無外來擾動之前，各個質(zhì)點排列在同一直線上，各個質(zhì)點所在的位置稱為各自的平衡位置。(3)由于外來的擾動，會引起繩中的某一質(zhì)點振動，首先振動的這個質(zhì)點稱為波源。(4)由于繩

2、中各質(zhì)點之間存在著相互作用力，作為波源的質(zhì)點就帶動周圍質(zhì)點振動，并依次帶動鄰近質(zhì)點振動，于是振動就在繩中由近及遠地傳播。2介質(zhì)(1)定義：波借以傳播的物質(zhì)。(2)特點：組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有相互作用，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。二、橫波和縱波定義標識性物理量實物波形橫波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向互相垂直的波(1)波峰：凸起的最高處(2)波谷：凹下的最低處縱波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波(1)密部：質(zhì)點分布最密的位置(2)疏部：質(zhì)點分布最疏的位置三、機械波1定義機械振動在介質(zhì)中傳播，形成機械波。2產(chǎn)生條件(1)要有機械振動。(2)要有傳播振動的介質(zhì)。3機械波的實質(zhì)(1)傳

3、播振動這種運動形式。(2)傳遞能量的一種方式。依靠介質(zhì)中各個質(zhì)點間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點依次做機械振動來傳遞波源的能量。1自主思考判一判(1)質(zhì)點的振動位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波。()(2)在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點同時運動，同時停止運動。()(3)在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點的運動是近似的勻速直線運動。()(4)機械波傳播的是能量和振動形式，機械波不能在真空中傳播。()(5)橫波在固體、液體、氣體中都能傳播，縱波只能在氣體中傳播。()2合作探究議一議(1)如圖1212是地震后場景。當?shù)卣鸢l(fā)生時，地震波在地球內(nèi)部和地表傳播，有時使人感到左右搖晃，有時感到上下顛簸，由此可見地震波是什么波？圖

4、1212提示：震源往往在地下某個深度的地方，地震發(fā)生時，人感到上下顛簸是因為有縱波，感到左右搖晃是因為有橫波。所以，地震波既含有縱波成分又含有橫波成分。(2)登上月球的宇航員可以通過聲音直接交流嗎？提示：不可以。因為月球上是真空的，沒有傳聲介質(zhì)，所以不能通過聲音直接交流。機械波的形成及特點1機械波的形成2波的特點(1)振幅：像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機械波，若不計能量損失，各質(zhì)點的振幅相同。(2)周期：各質(zhì)點振動的周期均與波源的振動周期相同。(3)步調(diào)：離波源越遠，質(zhì)點振動越滯后。(4)運動：各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做往復振動，并不隨波遷移。(5)實質(zhì)：機械波向前傳播的是振動這種

5、運動形式，同時也傳遞能量和信息。3振動和波動的區(qū)別與聯(lián)系振動波動區(qū)別研究對象單個質(zhì)點在平衡位置附近的往復運動，研究的是單個質(zhì)點的“個體行為”振動在介質(zhì)中的傳播，研究的是大量質(zhì)點將波源振動傳播的“群體行為”力的來源可以由作用在物體上的各種性質(zhì)力提供聯(lián)系介質(zhì)中各質(zhì)點的彈力運動性質(zhì)質(zhì)點做變加速運動在均勻介質(zhì)中是勻速直線運動聯(lián)系(1)振動是波動的原因，波動是振動的結(jié)果；有波動必然有振動，但有振動不一定有波動(2)波動的性質(zhì)、頻率和振幅都與振源相同典例圖1213甲中有一條均勻的繩，1、2、3、4是繩上一系列等間距的點?，F(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播。某時刻，繩上9、10、11、12四點的位置和運動方向如圖乙

6、所示(其他點的運動情況未畫出)，其中點12的位移為零，向上運動，點9的位移達到最大值。試在圖丙中畫出再經(jīng)過周期時的波形圖。圖1213思路點撥(1)由前一個質(zhì)點帶動后一個質(zhì)點確定波的傳播方向。(2)各質(zhì)點只在平衡位置附近上下振動。(3)確定再經(jīng)過周期時各質(zhì)點的位置。解析從題中圖乙可以看出，在圖乙所示的時刻，該均勻繩上點9達到最大位移時，點12正通過平衡位置向上運動，因而由圖乙中點9、10、11、12所在位置點連成的那段曲線代表在該均勻繩上傳播的簡諧橫波在圖乙所示時刻的四分之一波形圖。由這段波形可以畫出在該均勻繩上傳播的簡諧橫波在圖乙所示時刻的從點0到點12的波形圖。由圖乙中表示的波形圖和點9、1

7、0、11、12四個點的運動方向，可以判斷出在均勻繩上傳播的簡諧橫波是向右傳播的。由于介質(zhì)中質(zhì)點都在各自的平衡位置附近往復運動，所以再經(jīng)過周期，點9在平衡位置，而點12到達負的最大位移處。由此可得出點9到點12間的波形。由這段波形也就知道了這一時刻整條繩上的波形。如圖丙所示。答案見解析波動過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的運動特點波動過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期都與波源的振動周期相同，其運動特點可用三句話來描述：(1)先振動的質(zhì)點帶動后振動的質(zhì)點；(2)后振動的質(zhì)點重復前面質(zhì)點的振動；(3)后振動質(zhì)點的振動狀態(tài)落后于先振動的質(zhì)點。概括起來就是“帶動、重復、落后”。 1(多選)關于機械波，下列說法中正確的是()

8、A各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動B相鄰質(zhì)點間必有相互作用力C前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點的振動，后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點的振動D各質(zhì)點隨波的傳播而遷移解析：選ABC波在傳播過程中，由于介質(zhì)中各質(zhì)點之間的相互作用，離波源較近的質(zhì)點帶動離波源較遠的質(zhì)點振動，每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心振動，波傳播的只是振動形式和振動能量，介質(zhì)中的質(zhì)點并不隨波遷移。2(多選)一列橫波沿繩子向右傳播，傳播過程無能量損失，某時刻繩子形成如圖1214所示的凹凸形狀。對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點，下列說法正確的是()圖1214A它們的振幅相同B質(zhì)點D和F的速度方向相同C質(zhì)點A和C的速度方向相同D

9、從此時算起，質(zhì)點B比C先回到平衡位置解析：選AD波源振動時，繩上各質(zhì)點通過相互間的彈力作用跟著做受迫振動，不考慮傳播中的能量損耗時，各質(zhì)點的振幅均相同，選項A正確。波傳播時，離波源遠的質(zhì)點的振動落后于離波源近的質(zhì)點的振動，并跟隨著離波源近的質(zhì)點振動。由題圖可知，波源在左端，因此，質(zhì)點D跟隨離波源近的質(zhì)點C正向上運動，質(zhì)點F跟隨離波源近的質(zhì)點E正向下運動，兩者速度方向相反，選項B錯誤；同理，此時質(zhì)點A正向下運動，質(zhì)點C正向上運動，兩者速度方向也相反，選項C錯誤；由于此時B、C兩質(zhì)點都向上運動，B比C先到最大位移處，故B比C先回到平衡位置，選項D正確。3(多選)關于振動和波動的關系，下列說法中正確

10、的是()A振動是形成波動的原因，波動是振動的傳播B振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波動是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象C波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度D對于均勻介質(zhì)中的機械波，各質(zhì)點在做變速運動，而波的傳播速度是不變的解析：選ABD機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)。介質(zhì)中的質(zhì)點依次振動由近及遠傳播而形成波，所以A、B正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度不變，而質(zhì)點振動的速度大小和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化，故C錯誤，D正確。橫波與縱波的對比典例下面關于橫波、縱波的說法中正確的是()A同一波源在同一介質(zhì)中形成的機械波中可同時具有橫波和縱波B由于橫波、縱波的振動方向與波的

11、傳播方向的關系不同，因此橫波、縱波不可能沿同一方向傳播C橫波、縱波在同一介質(zhì)中的傳播速度一定相等D只要存在介質(zhì)，不管是固體、液體或氣體，均可傳播橫波和縱波解析同一波源產(chǎn)生的波中可同時具有橫波、縱波，如地震波，A正確；雖然傳播這兩種波的介質(zhì)質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關系不同，但并不妨礙兩者沿同一方向傳播，B錯誤；在同一介質(zhì)中，橫波和縱波傳播速度一般不同，如地震波中縱波比橫波傳播得快，C錯誤；橫波可以在固體內(nèi)傳播，不可以在液體、氣體中傳播，而縱波可在固體、液體和氣體中傳播，D錯誤。答案A橫波與縱波的對比橫波縱波概念在波動中，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向相互垂直在波動中，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向

12、在一條直線上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播特征在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部1下列關于橫波的說法中，正確的是()A橫波中，質(zhì)點的振動方向一定與波的傳播方向垂直B橫波中，質(zhì)點的振動方向也可能與波的傳播方向在同一直線上C橫波中，波水平向右傳播，各個質(zhì)點一定上下振動D能形成波峰、波谷的波是橫波解析：選A橫波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向垂直，選項A正確，B、C錯誤；有波峰和波谷，但波的傳播方向不一定與質(zhì)點的振動方向垂直，選項D錯誤。2下列關于縱波的說法中，正確的是()A在縱波中，波的傳播方向就是波中質(zhì)點的移動方向B縱波中質(zhì)點的振動方向一定與波的

13、傳播方向在一條直線上C縱波中質(zhì)點的振動方向一定與波的傳播方向垂直D縱波也有波峰和波谷解析：選B縱波中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向雖然在一條直線上，但質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向可能相同，也可能相反。在波動中，橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部，故選項B正確。3.某次地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成，如圖1215所示，在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開始振動，則()圖1215AP先開始振動，震源距地震儀約36 kmBP先開始振動，震源距地震儀約25 kmCH先開始振動，震源距地震儀約36 km

14、DH先開始振動，震源距地震儀約25 km解析：選A橫波速度小于縱波速度，所以P先開始振動。由5，可得s36 km，則A正確，B、C、D錯誤。1(多選)機械波按質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關系可分為橫波和縱波。關于介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向，下列說法正確的是()A在橫波中二者方向有時相同B在橫波中二者方向一定不同C在縱波中二者方向有時相同D在縱波中二者方向一定不同解析：選BC在橫波中質(zhì)點振動方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A錯誤、B正確；在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同，也可以相反，故C正確、D錯誤。2(多選)把一根長而軟的螺旋彈簧豎直提起來，手有規(guī)律地上下振動

15、，則()A在彈簧上形成一列機械波B在彈簧上形成波峰和波谷C彈簧上的質(zhì)點自上而下振動D彈簧上的機械波自上而下傳播解析：選AD手有規(guī)律地上下振動時彈簧上各質(zhì)點也上下振動，形成縱波，向下傳播，故A、D均正確，B、C錯誤。3(多選)把鬧鐘放在密閉的玻璃罩內(nèi)，在玻璃罩外仍然可以聽到鬧鐘的鈴聲。但如果將玻璃罩內(nèi)的空氣用抽氣機抽出去，就聽不到鬧鐘的鈴聲。這說明()A聲波是縱波B抽去玻璃罩內(nèi)的空氣后，鬧鐘不再響鈴了C氣體和固體都能傳播聲音D聲波不能在真空中傳播解析：選CD根據(jù)題中敘述的現(xiàn)象，無法說明聲波是縱波，選項A錯；抽去玻璃罩內(nèi)的空氣，不會使鬧鐘停止響鈴，選項B錯；抽去玻璃罩內(nèi)的空氣前，在玻璃罩外仍然可以

16、聽到鬧鐘的鈴聲，說明玻璃罩和空氣都能傳播聲音，選項C對；抽去玻璃罩內(nèi)的空氣后，就聽不到鬧鐘的鈴聲，說明聲波不能在真空中傳播，選項D對。4關于振動和波的關系，下列說法正確的是()A如果波源停止振動，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止B發(fā)聲體在振動時，一定會產(chǎn)生聲波C波動的過程是介質(zhì)質(zhì)點由近及遠的傳播過程D波動的過程是質(zhì)點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程解析：選D波源停止振動，介質(zhì)中的質(zhì)點仍然在振動，所以波仍繼續(xù)傳播，選項A錯誤；產(chǎn)生波的條件必須有介質(zhì)，選項B錯誤；在振動過程中質(zhì)點不隨波的傳播而遷移，只是向外傳播信息和能量，選項C錯誤，選項D正確。5在平靜的湖面上漂著一塊小木條，現(xiàn)向湖中央扔一石子，圓形

17、波紋一圈圈的向外傳播，當波傳播到小木條處時，小木條將()A隨波紋漂向湖岸B不動C向波源處漂動 D在原來位置上下振動解析：選D介質(zhì)中有機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，介質(zhì)質(zhì)點只在自己的平衡位置附近振動，向外傳播的只是振動形式和能量，生活中的水面上的一些漂浮物會沿波向外移動，是因為外界另外一些因素的干擾，如風的吹動等，故D正確。6.如圖1所示為波沿著一條固定的繩子向右剛傳播到B點的波形，由圖可判斷出A點剛開始的振動方向是()圖1A向左B向右C向下 D向上解析：選D由于波剛剛傳到B點，所以B點此時的振動方向就是波源的起振方向，由圖根據(jù)波的傳播與質(zhì)點振動的關系可以知道，B質(zhì)點此時正向上振動，所

18、以波源A質(zhì)點剛開始的振動方向向上，選項D正確。7(多選)如圖2所示，沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點，每相鄰兩質(zhì)點的距離相等，其中O為波源，設波源的振動周期為T，從波源通過平衡位置豎直向下振動開始計時，經(jīng)質(zhì)點1開始振動，則下列關于質(zhì)點的振動和介質(zhì)中的波的說法中正確的是()圖2A介質(zhì)中所有質(zhì)點的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點9起振最晚B圖中所畫出的質(zhì)點起振時間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C圖中質(zhì)點8的振動完全重復質(zhì)點7的振動，只是質(zhì)點8振動時通過平衡位置或最大位移處的時間總是比質(zhì)點7通過相同的位置時落后D只要圖中所有質(zhì)點都已振動了，質(zhì)點1與質(zhì)點9的振動步調(diào)就完全一致，如果質(zhì)點1發(fā)生

19、的是第100次振動，則質(zhì)點9發(fā)生的就是第98次振動解析：選ACD從題圖可知，質(zhì)點9是圖中距波源最遠的點，盡管與波源起振方向相同，但起振時刻最晚，故A正確，B錯誤；質(zhì)點7與質(zhì)點8比較，質(zhì)點7是質(zhì)點8的前質(zhì)點，7、8質(zhì)點間的振動步調(diào)相差，故C正確；質(zhì)點9比質(zhì)點1晚2T開始起振，一旦質(zhì)點9起振后，質(zhì)點1、9的振動步調(diào)就完全一致，D正確。8如圖3所示是一列向右傳播的橫波，請標出這列波中a、b、c、dh等質(zhì)點這一時刻的速度方向。圖3解析：由波的形成特點可知，介質(zhì)中先振動的質(zhì)點將帶動它后面的質(zhì)點振動，后面質(zhì)點的振動是前面質(zhì)點振動的重復，比較沿波傳播方向上相鄰的兩質(zhì)點，可知后面質(zhì)點的振動狀態(tài)總是滯后于前面的質(zhì)點。此題中質(zhì)點c和g此時在最大位移處，速度為零，無速度方向可言，若以此時最大位移處的c點為參考點，由波的傳播方向和傳播的特點可知d點相對于c點