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第一节　机械波的产生和传播
(分值：100分)
选择题1～10题，12题，每小题8分，共88分。
基础对点练
题组一　机械波的产生与传播
1.(多选)关于机械波的形成，下列说法正确的是(　　)
物体做机械振动，一定产生机械波
后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步
参与振动的质点的振动频率都相同
机械波是介质随波迁移
2.(多选)关于波的形成和特点，下列说法正确的是(　　)
随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力
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
题组二　质点的振动方向和起振方向的判定
3.一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置。则下列说法正确的是(　　)
该时刻质点a正向下运动
该时刻质点b正向上运动
该时刻质点a、b的速度相同
质点a、b的振动周期相同
4.振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四幅x－t图像中能表示P点振动图像的是(　　)
A B C D
5.一张骨牌倒下时引起了相邻骨牌依次倒下的现象，一阵风吹过麦地形成了麦浪滚滚的景象。关于骨牌和麦浪的运动，下列说法正确的是(　　)
骨牌的运动形成了波，麦子的运动形成的不是波
麦子的运动形成了波，骨牌的运动形成的不是波
麦浪和骨牌的运动都形成了波
麦浪和骨牌的运动都没有形成波
题组三　横波与纵波
6.下列说法正确的是(　　)
质点在竖直方向振动的波为横波
在水平方向传播的波为横波
只有质点振动方向为竖直的，波的传播方向为水平的波为横波
只要质点振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波
7.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时，有(　　)
绳上各质点同时停止振动，横波立即消失
绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失
离波源较近的质点先停止振动，较远的质点稍后停止振动
离波源较远的质点先停止振动，较近的质点稍后停止振动
综合提升练
8.如图所示，1、2、3、4…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点，开始时绳处于水平方向，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。已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期时，质点9开始运动，则在二分之一周期时刻，下列说法正确的是(　　)
质点3向上运动
质点5所受回复力为零
质点6的加速度向下
质点9的振幅为零
9.(多选)如图所示为一列机械波在某一时刻的形状，此时刻质点F的振动方向如图所示。则(　　)
该波的波源在F点右侧
质点C比质点B先回到平衡位置
质点E此时刻向下振动
质点C此时刻的加速度为零
10.一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点的速度方向在波形图中是向下的，下列说法正确的是(　　)
波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动了T
波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动了
波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动了
波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动了
11.(12分)如图甲所示为波源的振动图像，图乙为均匀介质中同一条直线上等间距的质点在t＝1 s时的振动状态，其中质点4刚开始振动。请在图丙中画出t＝5 s时质点的振动状态。
甲
乙
丙
培优加强练
12.(2024·广东佛山高二期中)某同学设计了如图甲所示的地震测量装置，水平方向X和竖直方向Y的构造相同。在某次测量中发现Y方向上位移传感器先出现图像，经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像，其振动图像如图乙所示，已知当地P波的传播速度是6 km/s，S波的传播速度是4 km/s，则(　　)
X方向传感器接收到的是P波振动
该地震波的振动周期是0.1 s
该次地震中心与测试点距离10 km
两重球处于平衡位置时弹簧弹力均为0
第一节　机械波的产生和传播
1.BC　[若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，故A错误；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，故B、C正确；机械波中介质各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误。]
2.AC　[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A正确，B错误；波源的振动使质点由近及远依次被带动，且与波源振动相同，同时总滞后前一个质点，故C正确；某一水平方向的横波在介质中传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，不一定沿竖直方向上下振动，故D错误。]
3.D　[由“带动法”知该时刻质点a正向上运动，质点b正向下运动，A、B错误；该时刻质点a、b速度大小相等，但方向相反，C错误；质点a、b的振动周期都等于波源的振动周期，D正确。]
4.B　[由波形图结合题意可知，波向右传播，开始计时时P点在平衡位置且将向下振动，故B正确。]
5.A　[当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物体本身没有相应的移动，所以骨牌的运动形成了波，麦浪是在持续的风力作用下形成的，风力停止，麦浪也会停止，而不是继续传播，所以麦子的运动形成的不是波，所以A正确，B、C、D错误。]
6.D　[判定一列波是否是横波的依据是质点的振动方向和波的传播方向是否垂直，选项D正确。]
7.C　[机械波向前传播时，各个质点都在振动，一旦波源停止振动，离波源较近的质点先停止振动，离波源较远的质点后停止振动，故C正确。]
8.A　[经过二分之一周期时质点9开始向下运动，其位移为零，但振幅不为零，选项D错误；质点5到达最低点，质点3向上运动，选项A正确；质点5离平衡位置最远，此时的回复力最大，选项B错误；质点6位于平衡位置下方向下运动，加速度向上，选项C错误。]
9.ABC　[由波形图和质点F的振动方向，根据“带动法”可知波源在右侧，故该波向左传播，A正确；由于该波向左传播，根据“带动法”可知质点E此刻向下振动，质点B向上振动，此时质点C在最大位移处也将向下运动，故质点C比质点B先回到平衡位置，B、C正确；因质点C在最大位移处，故其加速度最大，D错误。]
10.C　[由于此时Q质点向下运动，且后面质点的振动重复前面质点的振动，则波向左传播，N是波源；经过一个周期，振动从N点传播到M点，又因从波源N起振开始计时，需经T，P质点才开始振动，故P质点已振动了，选项C正确。]
11.见解析图
解析　根据波传播的规律知t＝5 s时，波源出现在正的最大位移处，质点16起振。如图所示。
12.B　[P波的传播速度较快，根据题意经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像，所以X方向传感器接收到的是Q波振动，故A错误；根据Y方向的振动图像可知5T＝0.5 s，解得T＝0.1 s，故B正确；根据题意可知6t＝4(t＋0.5)，该次地震中心与测试点距离为s＝6t＝6 km，故C错误；Y方向的重球处于平衡位置时弹簧弹力等于重球的重力，故D错误。]第一节　机械波的产生和传播
学习目标　1.知道机械波产生的条件，理解机械波的形成过程和传播特点。 2.会根据波形判断顶点的振动方向。 3.知道纵波和横波的概念。
知识点一　机械波的产生与传播
如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。这种振动形式的传播称为机械波。如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动。
(1)红色标记有没有随波迁移？
(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.机械波：机械振动在________中的传播。
2.机械波产生的条件
(1)波源：产生机械波的________。
(2)介质：传播机械振动的媒介。
3.机械波的传播
(1)原因：波源带动相邻质点做________振动，该质点振动后会同样带动其相邻质点做受迫振动。
(2)特点：①机械波传播的是振动的__________。
②波是传递________的一种方式。
③每个质点只是在________附近做上下振动，并未形成沿机械波传播方向的移动。
④各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。
⑤离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向均与波源起振方向相同。
4.机械波的形成
【思考】　在月球上，两个宇航员通话时，即使离的再近，声波也无法传到对方耳朵里，必须借助无线电通信，请说明其中的道理。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　波的形成
例1 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T1＝0时，质点1开始向上运动，T2＝时，1到达最上方，4开始向上运动。求：
(1)T3＝时，质点4、6、10的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
(2)画出T4＝时的波形图，并说明质点4、6、10的运动状态。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
波动过程中介质中各质点的运动特点
波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：
(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)T时刻的波形如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.质点1带动质点2是通过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均守恒
角度2　振动和波的关系
例2 (2024·湖北襄阳高二期中)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，在介质中传播的波也立即停止
B.发声体在振动时，一定会产生声波
C.波动的过程是介质质点由近及远的迁移过程
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
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
振动和波动的区别与联系
(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)简谐波中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同。　　　　
知识点二　质点的振动方向和起振方向的判定
“带动法”判定质点的振动方向
(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。
(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
例3 (多选)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相同
C.质点B在t时刻的振动方向向上
D.波源A开始振动时振动方向向上
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练2 用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。某时刻波形如图，其中a、b、c是绳上的三个质点，则(　　)
A.a向上振动 B.c向下振动
C.a速率最大 D.b速率最大
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
知识点三　横波与纵波
(1)图甲是绳波，其中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，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.横波：介质质点的振动方向与波的传播方向____________的机械波。
2.纵波：传播方向和质点的振动方向在__________的机械波。
3.横波与纵波的比较
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
实例 抖动绳子产生的横波 挤压弹簧产生的纵波
介质 不能在气体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播
【思考】
1.横波中只是振动形式在传播，质点并没有随波迁移。纵波中质点有没有随波一起迁移？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.地震波中既有纵波又有横波，且在地壳中传播时，纵波速度大于横波。在地震时，当地居民感受到的振动应该是怎样的？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 (2024·四川成都高二期中)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.波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波是横波
D.形成纵波的质点，随波一起迁移
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练3 如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。
(1)请判断此机械波的类型；
(2)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
随堂对点自测
1.(振动与波的关系)(多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　　)
A.振动是波的成因，波是振动的传播
B.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
C.波的传播速度就是质点振动的速度
D.波源停止振动时，波立即停止传播
2.(质点的振动方向和起振方向的判定)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，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　)
A.质点B向右运动
B.质点D和质点F的速度方向相同
C.质点A和质点C的速度方向相同
D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置
3.(横波与纵波)区分横波和纵波是根据(　　)
A.是否沿水平方向传播
B.质点振动的方向和波传播的远近
C.质点振动的方向和波传播方向的关系
D.质点振动的快慢
第一节　机械波的产生和传播
知识点一
导学　提示　(1)没有，红色标记只在竖直方向上下振动。
(2)不会，当手停止抖动后，波仍向右传播。
知识梳理
1.媒介　2.(1)振动源　3.(1)受迫　(2)①运动形式　②能量　③平衡位置
[思考] 提示　声波属于机械波，传播需要介质，月球上没有空气，故无法传播。
例1 见解析
解析　(1)各质点在T3＝时的情况如图甲所示：
甲
质点4到达最上方；质点6正在向上运动；质点10尚未运动。
(2)T4＝时的波形图如图乙所示，质点4、6正在向下运动，质点10开始向上运动。
乙
训练1 AC　[质点1带动质点2是通过绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，A正确；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，振动周期都等于波源的振动周期，C正确；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，合外力不为零，故每个质点的机械能并不守恒，D错误。]
例2 D　[机械波依靠介质传播，如果振源停止振动，已经振动的质点，质点具有惯性还要振动一会儿，那么形成的波不会立即停止，故A错误；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；波在介质中传播，不是介质质点由近及远的迁移过程，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。]
知识点二
例3 BCD　[根据“带动法”可知，质点C在t时刻的振动方向向上，故A错误；t 时刻，波刚传到B点，且B点起振方向向上，由波的传播特点知，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B、C、D正确。]
训练2 C　[由于波向右传播，根据“带动法”可知质点a、b向下振动，质点c向上振动，并且质点a恰好通过平衡位置，速率最大，故C正确。]
知识点三
导学　提示　(1)相互垂直。(2)在同一条直线上。
知识梳理
1.垂直　2.同一直线上
[思考]
1.提示　没有，纵波中也只是振动形式在传播。
2.提示　先上下颠簸，后左右摇动。
例4 C　[横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，故选项A、B错误，C正确；介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故选项D错误。]
训练3 (1)横波　(2)向上
解析　(1)因为质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，所以该机械波是横波。
(2)质点Q的起振方向与波源的起振方向相同。由“带动法”知，质点Q的起振方向是向上的，所以P点从平衡位置刚开始振动时，是朝上运动的。
随堂对点自测
1.AB　[机械波的产生条件是有波源和介质。由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误。]
2.D　[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，并跟随着离波源近的质点振动，由此可知，A向下运动，B、C、D向上运动，E、F向下运动，故质点A和质点C的速度方向相反，质点D和质点F的速度方向相反，选项A、B、C错误；此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项D正确。]
3.C　[横波与纵波是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系区分的。如果两者的方向在同一条直线上，则该波就是纵波；如果两者的方向相互垂直，则该波就是横波，故C正确，A、B、D错误。](共46张PPT)
第一节　机械波的产生和传播
第三章　机械波
1.知道机械波产生的条件，理解机械波的形成过程和传播特点。
2.会根据波形判断顶点的振动方向。
3.知道纵波和横波的概念。
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　质点的振动方向和起振方向的判定
知识点一　机械波的产生与传播
知识点三　横波与纵波
知识点一　机械波的产生与传播
　　　如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。这种振动形式的传播称为机械波。如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动。
(1)红色标记有没有随波迁移？
(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？
提示　(1)没有，红色标记只在竖直方向上下振动。
(2)不会，当手停止抖动后，波仍向右传播。
1.机械波：机械振动在______中的传播。
2.机械波产生的条件
(1)波源：产生机械波的________。
(2)介质：传播机械振动的媒介。
媒介
振动源
3.机械波的传播
(1)原因：波源带动相邻质点做______振动，该质点振动后会同样带动其相邻质点做受迫振动。
(2)特点：①机械波传播的是振动的__________。
②波是传递______的一种方式。
③每个质点只是在__________附近做上下振动，并未形成沿机械波传播方向的移动。
④各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。
⑤离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向均与波源起振方向相同。
受迫
运动形式
能量
平衡位置
4.机械波的形成
【思考】　在月球上，两个宇航员通话时，即使离的再近，声波也无法传到对方耳朵里，必须借助无线电通信，请说明其中的道理。
提示　声波属于机械波，传播需要介质，月球上没有空气，故无法传播。
甲
乙
答案　见解析
波动过程中介质中各质点的运动特点
波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：
(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”。　　　　
AC
训练1 (多选)T时刻的波形如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.质点1带动质点2是通过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均守恒
解析　质点1带动质点2是通过绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，A正确；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，振动周期都等于波源的振动周期，C正确；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，合外力不为零，故每个质点的机械能并不守恒，D错误。
D
角度2　振动和波的关系
例2 (2024·湖北襄阳高二期中)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，在介质中传播的波也立即停止
B.发声体在振动时，一定会产生声波
C.波动的过程是介质质点由近及远的迁移过程
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　机械波依靠介质传播，如果振源停止振动，已经振动的质点，质点具有惯性还要振动一会儿，那么形成的波不会立即停止，故A错误；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；波在介质中传播，不是介质质点由近及远的迁移过程，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。
振动和波动的区别与联系
(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)简谐波中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同。　　　　
知识点二　质点的振动方向和起振方向的判定
“带动法”判定质点的振动方向
(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。
(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
BCD
例3 (多选)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相同
C.质点B在t时刻的振动方向向上
D.波源A开始振动时振动方向向上
解析　根据“带动法”可知，质点C在t时刻的振动方向向上，故A错误；t 时刻，波刚传到B点，且B点起振方向向上，由波的传播特点知，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B、C、D正确。
C
训练2 用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。某时刻波形如图，其中a、b、c是绳上的三个质点，则(　　)
A.a向上振动
B.c向下振动
C.a速率最大
D.b速率最大
解析　由于波向右传播，根据“带动法”可知质点a、b向下振动，质点c向上振动，并且质点a恰好通过平衡位置，速率最大，故C正确。
知识点三　横波与纵波
　　　(1)图甲是绳波，其中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，其中质点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：介质质点的振动方向与波的传播方向______的机械波。
2.纵波：传播方向和质点的振动方向在____________的机械波。
垂直
同一直线上
3.横波与纵波的比较
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
实例 抖动绳子产生的横波
挤压弹簧产生的纵波
介质 不能在气体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播
【思考】
1.横波中只是振动形式在传播，质点并没有随波迁移。纵波中质点有没有随波一起迁移？
提示　没有，纵波中也只是振动形式在传播。
2.地震波中既有纵波又有横波，且在地壳中传播时，纵波速度大于横波。在地震时，当地居民感受到的振动应该是怎样的？
提示　先上下颠簸，后左右摇动。
C
例4 (2024·四川成都高二期中)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.波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波是横波
D.形成纵波的质点，随波一起迁移
解析　横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，故选项A、B错误，C正确；介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故选项D错误。
训练3 如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。
(1)请判断此机械波的类型；
(2)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？
答案　(1)横波　(2)向上
解析　(1)因为质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，所以该机械波是横波。
(2)质点Q的起振方向与波源的起振方向相同。由“带动法”知，质点Q的起振方向是向上的，所以P点从平衡位置刚开始振动时，是朝上运动的。
随堂对点自测
2
AB
1.(振动与波的关系)(多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　　)
A.振动是波的成因，波是振动的传播
B.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
C.波的传播速度就是质点振动的速度
D.波源停止振动时，波立即停止传播
解析　机械波的产生条件是有波源和介质。由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误。
D
2.(质点的振动方向和起振方向的判定)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，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　)
A.质点B向右运动
B.质点D和质点F的速度方向相同
C.质点A和质点C的速度方向相同
D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置
解析　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，并跟随着离波源近的质点振动，由此可知，A向下运动，B、C、D向上运动，E、F向下运动，故质点A和质点C的速度方向相反，质点D和质点F的速度方向相反，选项A、B、C错误；此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项D正确。
C
3.(横波与纵波)区分横波和纵波是根据(　　)
A.是否沿水平方向传播
B.质点振动的方向和波传播的远近
C.质点振动的方向和波传播方向的关系
D.质点振动的快慢
解析　横波与纵波是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系区分的。如果两者的方向在同一条直线上，则该波就是纵波；如果两者的方向相互垂直，则该波就是横波，故C正确，A、B、D错误。
课后巩固训练
3
BC
基础对点练
题组一　机械波的产生与传播
1.(多选)关于机械波的形成，下列说法正确的是(　　)
A.物体做机械振动，一定产生机械波
B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步
C.参与振动的质点的振动频率都相同
D.机械波是介质随波迁移
解析　若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，故A错误；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，故B、C正确；机械波中介质各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误。
AC
2.(多选)关于波的形成和特点，下列说法正确的是(　　)
A.随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
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
解析　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A正确，B错误；波源的振动使质点由近及远依次被带动，且与波源振动相同，同时总滞后前一个质点，故C正确；某一水平方向的横波在介质中传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，不一定沿竖直方向上下振动，故D错误。
D
题组二　质点的振动方向和起振方向的判定
3.一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置。则下列说法正确的是(　　)
A.该时刻质点a正向下运动
B.该时刻质点b正向上运动
C.该时刻质点a、b的速度相同
D.质点a、b的振动周期相同
解析　由“带动法”知该时刻质点a正向上运动，质点b正向下运动，A、B错误；该时刻质点a、b速度大小相等，但方向相反，C错误；质点a、b的振动周期都等于波源的振动周期，D正确。
B
4.振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四幅x－t图像中能表示P点振动图像的是(　　)
解析　由波形图结合题意可知，波向右传播，开始计时时P点在平衡位置且将向下振动，故B正确。
A
5.一张骨牌倒下时引起了相邻骨牌依次倒下的现象，一阵风吹过麦地形成了麦浪滚滚的景象。关于骨牌和麦浪的运动，下列说法正确的是(　　)
A.骨牌的运动形成了波，麦子的运动形成的不是波
B.麦子的运动形成了波，骨牌的运动形成的不是波
C.麦浪和骨牌的运动都形成了波
D.麦浪和骨牌的运动都没有形成波
解析　当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物体本身没有相应的移动，所以骨牌的运动形成了波，麦浪是在持续的风力作用下形成的，风力停止，麦浪也会停止，而不是继续传播，所以麦子的运动形成的不是波，所以A正确，B、C、D错误。
D
题组三　横波与纵波
6.下列说法正确的是(　　)
A.质点在竖直方向振动的波为横波
B.在水平方向传播的波为横波
C.只有质点振动方向为竖直的，波的传播方向为水平的波为横波
D.只要质点振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波
解析　判定一列波是否是横波的依据是质点的振动方向和波的传播方向是否垂直，选项D正确。
C
7.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时，有(　　)
A.绳上各质点同时停止振动，横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失
C.离波源较近的质点先停止振动，较远的质点稍后停止振动
D.离波源较远的质点先停止振动，较近的质点稍后停止振动
解析　机械波向前传播时，各个质点都在振动，一旦波源停止振动，离波源较近的质点先停止振动，离波源较远的质点后停止振动，故C正确。
A
综合提升练
8.如图所示，1、2、3、4…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点，开始时绳处于水平方向，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。已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期时，质点9开始运动，则在二分之一周期时刻，下列说法正确的是(　　)
A.质点3向上运动
B.质点5所受回复力为零
C.质点6的加速度向下
D.质点9的振幅为零
解析　经过二分之一周期时质点9开始向下运动，其位移为零，但振幅不为零，选项D错误；质点5到达最低点，质点3向上运动，选项A正确；质点5离平衡位置最远，此时的回复力最大，选项B错误；质点6位于平衡位置下方向下运动，加速度向上，选项C错误。
ABC
9.(多选)如图所示为一列机械波在某一时刻的形状，此时刻质点F的振动方向如图所示。则(　　　)
A.该波的波源在F点右侧
B.质点C比质点B先回到平衡位置
C.质点E此时刻向下振动
D.质点C此时刻的加速度为零
解析　由波形图和质点F的振动方向，根据“带动法”可知波源在右侧，故该波向左传播，A正确；由于该波向左传播，根据“带动法”可知质点E此刻向下振动，质点B向上振动，此时质点C在最大位移处也将向下运动，故质点C比质点B先回到平衡位置，B、C正确；因质点C在最大位移处，故其加速度最大，D错误。
C
10.一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点的速度方向在波形图中是向下的，下列说法正确的是(　　)
11.如图甲所示为波源的振动图像，图乙为均匀介质中同一条直线上等间距的质点在t＝1 s时的振动状态，其中质点4刚开始振动。请在图丙中画出t＝5 s时质点的振动状态。
甲 乙
丙
答案　见解析图
解析　根据波传播的规律知t＝5 s时，波源出现在正的最大位移处，质点16起振。如图所示。
B
培优加强练
12.(2024·广东佛山高二期中)某同学设计了如图甲所示的地震测量装置，水平方向X和竖直方向Y的构造相同。在某次测量中发现Y方向上位移传感器先出现图像，经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像，其振动图像如图乙所示，已知当地P波的传播速度是6 km/s，S波的传播速度是4 km/s，则(　　)
A.X方向传感器接收到的是P波振动
B.该地震波的振动周期是0.1 s
C.该次地震中心与测试点距离10 km
D.两重球处于平衡位置时弹簧弹力均为0
解析　P波的传播速度较快，根据题意经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像，所以X方向传感器接收到的是Q波振动，故A错误；根据Y方向的振动图像可知5T＝0.5 s，解得T＝0.1 s，故B正确；根据题意可知6t＝4(t＋0.5)，该次地震中心与测试点距离为s＝6t＝6 km，故C错误；Y方向的重球处于平衡位置时弹簧弹力等于重球的重力，故D错误。

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