第三章·机械波 第01节 机械波的形成和传播
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目
标
导
航
)
知识要点 难易度
1．机械波的形成条件：波源和介质 2．重要特征：各个质点起振方向相同（同波源） 3．周期（频率）是由波源决定，波速是由介质决定 ★ ★★ ★★
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知
识
精
讲
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知识点01 机械波基本概念
1．机械波：由于介质（固体或液体）之间力的相互作用，开始振动的点带动后面的点开始振动，
由此振动在介质中传播，机械振动在介质中的传播形成机械波。
2．产生条件： a.波源； b.介质
开始振动的点叫波源，传播振动的媒介叫介质。 对比：电磁波传播不需要介质
3．机械波形成示意图
(
★一个周期，波传播一个波长
★起振方向和振动方向
①
起振方向：
各个质点第一次振动的方向
②
质点振动方向随时间而变化，有时向上，有时向下
③
起振方向都是向上，同波源的起振方向
)
4．机械波传递： (1)振动形式；(2)传递能量；(3)信息
5．波的分类：横波和纵波
(1)横波特征：质点的振动方向和波的传播方向垂直。其中，最高点叫波峰，最低点叫波谷。
(2)纵波特征：质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上。较密的部分叫密部，较疏的部分叫疏部。
6．机械波的特征
(1)质点都在各自的平衡位置附近振动，传播的只是振动这种运动形式，并不随波迁移．
(2)各质点的振动周期均与波源的振动周期相同．
(3)各质点的起振方向均与波源的起振方向相同．
(4)若波源停止振动，它已引起的振动将继续传播．
【例1】关于机械波，下列说法正确的是（ ）
（A）机械波在真空中也能传播
（B）在波的传播过程中，介质和运动形式一起传播
（C）波的传播过程也是能量的传播过程
（D）波源停止振动，介质中各质点立即停止振动
【例2】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。P点从平衡位置刚开始振动时，是向___________（填写“上”或者“下”）运动的。若质点P停止振动，则质点Q___________（填写“会”或者“不会”）立即停止振动。
(
巩
固
练
习
)
1.下列关于电磁波和声波的说法正确的是（ ）
（A）电磁波是横波，声波是纵波
（B）电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
（C）麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
（D）航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
2. 沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时( )
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．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动
D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动
3．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是( )
4．(多选)如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动．若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．波源S最初是向下振动的 B．t＝0.2 s时P点向上振动
C．0～0.1 s时间内P点运动的路程为2 m D．t＝0.6 s时P点处于波峰
5．(多选)一列简谐横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，下列说法正确的是( )
A．如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力
B．如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力
C．如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力
D．如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力
6. 地震以波的形式传播，地震波有纵波和横波之分，若a、b两处与c处分别相距300km和200km，c处地下15km处发生地震，则（已知在地表附近纵波的传播速度大于横波的传播速度）（ ）
（A）c处居民会感到先水平摇动，后上下颠簸
（B）地震波是横波
（C）地震波传到a处时，振动方向垂直于地面
（D）a、b两处剧烈程度可能不同
7. 关于机械波，下列说法正确的是（ ）
（A）机械波在真空中也能传播
（B）在波的传播过程中，介质和运动形式一起传播
（C）波的传播过程也是能量的传播过程
（D）波源停止振动，介质中各质点立即停止振动
8. 下列关于机械波的说法正确的是（ ）
（A）只要有质点的振动就一定能产生机械波
（B）纵波有波峰和波谷，横波有疏部和密部
（C）波不仅可以传递信息和能量，质点还可以随波迁移
（D）机械波的传播必须依赖介质
9. t=0时，坐标原点O处的质点由平衡位置沿y轴正方向开始做周期为0.4s的振动，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6s时的波形图是（ ）
（A） （B）
（C） （D）
10. 沿绳传播的一列横波，当波源突然停止振动时（设绳无限长，且波传播过程无能量损失）（ ）
（A）绳上各质点同时停止振动，波同时消失
（B）离波源较近的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动
（C）离波源较远的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动
（D）以上说法都不对
11. 关于介质中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相同
（C）在纵波中二者方向有时相同 （D）在纵波中二者方向一定不同
12. 在机械波形成的过程中，以下说法正确的是（ ）
（A）媒质中的质点也沿波的方向传播
（B）媒质中的质点并没有传播，只是在平衡位置附近往复运动
（C）机械波是传播能量的一种方式
（D）机械波传播的是机械振动的形式
13. 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）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）参与振动的各质点振动频率与波源频率相同
（D）机械波传播过程中，质点会随波迁移第三章·机械波 第01节 机械波的形成和传播
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目
标
导
航
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知识要点 难易度
1．机械波的形成条件：波源和介质 2．重要特征：各个质点起振方向相同（同波源） 3．周期（频率）是由波源决定，波速是由介质决定 ★ ★★ ★★
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知
识
精
讲
)
知识点01 机械波基本概念
1．机械波：由于介质（固体或液体）之间力的相互作用，开始振动的点带动后面的点开始振动，
由此振动在介质中传播，机械振动在介质中的传播形成机械波。
2．产生条件： a.波源； b.介质
开始振动的点叫波源，传播振动的媒介叫介质。 对比：电磁波传播不需要介质
3．机械波形成示意图
(
★一个周期，波传播一个波长
★起振方向和振动方向
①
起振方向：
各个质点第一次振动的方向
②
质点振动方向随时间而变化，有时向上，有时向下
③
起振方向都是向上，同波源的起振方向
)
4．机械波传递： (1)振动形式；(2)传递能量；(3)信息
5．波的分类：横波和纵波
(1)横波特征：质点的振动方向和波的传播方向垂直。其中，最高点叫波峰，最低点叫波谷。
(2)纵波特征：质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上。较密的部分叫密部，较疏的部分叫疏部。
6．机械波的特征
(1)质点都在各自的平衡位置附近振动，传播的只是振动这种运动形式，并不随波迁移．
(2)各质点的振动周期均与波源的振动周期相同．
(3)各质点的起振方向均与波源的起振方向相同．
(4)若波源停止振动，它已引起的振动将继续传播．
【例1】关于机械波，下列说法正确的是（ ）
（A）机械波在真空中也能传播
（B）在波的传播过程中，介质和运动形式一起传播
（C）波的传播过程也是能量的传播过程
（D）波源停止振动，介质中各质点立即停止振动
【答案】 C
【解析】 机械波传播需要介质，A错误；
波的传播过程中，质点在平衡位置振动，不随波而传播，B错误；
波的传播是信息和能量的传播，C正确；
波源停止振动，波还会继续传播，D错误。
【例2】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。P点从平衡位置刚开始振动时，是向___________（填写“上”或者“下”）运动的。若质点P停止振动，则质点Q___________（填写“会”或者“不会”）立即停止振动。
【答案】 下 不会
【详解】[1]波传播方向上质点起振方向和波源起振方向相同，同侧法判断向下起振，则P点也是向下起振。
[2]若P停止振动，不再产生新的波，而P、Q之间已经产生的波会向左传播，所以Q不会立即停止振动。
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巩
固
练
习
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1.下列关于电磁波和声波的说法正确的是（ ）
（A）电磁波是横波，声波是纵波
（B）电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
（C）麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
（D）航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
【答案】 A
【详解】A．电磁波的传播和振动垂直是横波，声波的振动和传播平行则是纵波，故A正确；
B．电磁波的传播不依赖介质，声波是机械波只能在介质中传播，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；
D．航天员讲话时画面能与声音同步，但电磁波的速度为光速，声波的传播速度为340m/s，两者差距很大，故D错误；
2. 沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时( )
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．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动
D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动
【答案】 C 振动产生波动
【解析】 波形成后，如果波源停止振动，波不会立即消失，绳子是横波，选项A、B错误；
波源的能量不断向远处传播，故离波源较近的质点先停止振动，选项C正确，选项D错误.
3．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是( )
【答案】 B 起振方向
【解析】由“带动法”可知此时P点从平衡位置开始向下运动，B正确。
4．(多选)如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动．若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．波源S最初是向下振动的 B．t＝0.2 s时P点向上振动
C．0～0.1 s时间内P点运动的路程为2 m D．t＝0.6 s时P点处于波峰
【答案】 AB 起振方向
【解析】P点的起振方向向下，则波源开始振动的方向也向下，选项A正确；
根据振动图象可知，t＝0.2 s时P点处于平衡位置向上振动，选项B正确；
质点上下振动，0～0.1 s时间内P点运动的路程为一个振幅，大小未知，选项C错误；
根据P点的振动图象可知t＝0.6 s时P点处于平衡位置，选项D错误．
5．(多选)一列简谐横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，下列说法正确的是( )
A．如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力
B．如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力
C．如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力
D．如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力
【答案】 BD 回复力指向平衡点
【解析】无论波向右或向左传播，回复力始终指向平衡位置，质点A的回复力是由相邻质点对A的作用力提供的，故B、D项正确．波向右传播，则A速度减小，F指向平衡点；向左反之。
6. 地震以波的形式传播，地震波有纵波和横波之分，若a、b两处与c处分别相距300km和200km，c处地下15km处发生地震，则（已知在地表附近纵波的传播速度大于横波的传播速度）（ ）
（A）c处居民会感到先水平摇动，后上下颠簸
（B）地震波是横波
（C）地震波传到a处时，振动方向垂直于地面
（D）a、b两处剧烈程度可能不同
【答案】 D
【详解】A．c处地下15km处发生地震，由于纵波速度大于横波速度，因此纵波比横波先到达c处，且纵波与传播方向平行，而横波与传播方向垂直，所以c处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动，故A错误；
B．由于地震波有横波、纵波之分，二者同时发生，故B错误；
C．由于地震波是一种弹性波，它可以从不同方向向四周传播，故当地震波传到a处时，横波振动沿水平方向，纵波振动方向与地面斜交，故C错误；
D．一次地震只有一个震级，a,b距离不同，地震剧烈程度可能不同，故D正确。
7. 关于机械波，下列说法正确的是（ ）
（A）机械波在真空中也能传播
（B）在波的传播过程中，介质和运动形式一起传播
（C）波的传播过程也是能量的传播过程
（D）波源停止振动，介质中各质点立即停止振动
【答案】C
【详解】A．真空中没介质，故机械波在在真空中不能传播，故A错误；
B．机械波传播的是运动形式，介质质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，故B错误；
C．机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，故C正确；
D．若波源停止振动，已形成的波不会立即消失，仍沿原方向继续传播，故D错误。
8. 下列关于机械波的说法正确的是（ ）
（A）只要有质点的振动就一定能产生机械波
（B）纵波有波峰和波谷，横波有疏部和密部
（C）波不仅可以传递信息和能量，质点还可以随波迁移
（D）机械波的传播必须依赖介质
【答案】 D
【详解】A．有振源和介质才能形成机械波，故A错误；
B．纵波有疏部和密部，横波有波峰和波谷，故B错误；
C．波可以传递信息和能量，但质点不能随波迁移，故C错误；
D．机械波的传播必须依赖介质，故D正确。
9. t=0时，坐标原点O处的质点由平衡位置沿y轴正方向开始做周期为0.4s的振动，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。t=0.6s时的波形图是（ ）
（A） （B）
（C） （D）
【答案】 C
【详解】波源在坐标原点，所以向左传播的波和向右传播的波关于y轴对称: t=0.6s=1.5T
根据机械波的周期性可知，在t=0.6s时，波源正处在平衡位置向下振动，而后一质点重复前一质点的运动，顺着波的传播方向上坡下振。故选C。
10. 沿绳传播的一列横波，当波源突然停止振动时（设绳无限长，且波传播过程无能量损失）（ ）
（A）绳上各质点同时停止振动，波同时消失
（B）离波源较近的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动
（C）离波源较远的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动
（D）以上说法都不对
【答案】D
【详解】当波源振动后，通过介质将波源的振动形式传递出去的同时，将能量也传递出去了．当波源停止振动后，传出去的能量不会消失，当没有能量损失时，这种波的形式和能量继续存在并且将继续传递下去。
故选D。
11. 关于介质中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相同
（C）在纵波中二者方向有时相同 （D）在纵波中二者方向一定不同
【答案】C
【详解】AB．在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故AB错误；
CD．在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C正确，D错误。
12. 在机械波形成的过程中，以下说法正确的是（ ）
（A）媒质中的质点也沿波的方向传播
（B）媒质中的质点并没有传播，只是在平衡位置附近往复运动
（C）机械波是传播能量的一种方式
（D）机械波传播的是机械振动的形式
【答案】 BCD
【详解】AB．在机械波的传播过程中，媒质中的质点只在平衡位置来回振动，不随着波迁移，故A错误，B正确；
CD．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式，同时波动过程也是传播的振动这种形式，故CD正确。
13. 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）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）参与振动的各质点振动频率与波源频率相同
（D）机械波传播过程中，质点会随波迁移
【答案】 BC
【详解】A．机械波形成必须具备两个条件：一是机械振动，二是传播振动的介质，有机械振动不一定有机械波，还需要传播振动的介质，故A错误；
B．后面的质点重复前面质点的运动，总是滞后前面的质点，故B正确；
C．机械波传播过程中，质点的振动频率与波的传播速率相同，都与波源的振动频率相同，并不发生变化，故C正确；
D．机械波传播过程中，质点并不随波迁移，只在各自的平衡位置附近做振动，故D错误。
