高中物理课时跟踪检测五波的形成和描述鲁科版选修3_4
鲁科版高中物理选修3-4年鲁科选修34第2章第1节波的形成和描述知能优化训练
1．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．振动是波的成因，波是振动的传播，所以有振动必有波动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速度D．波源停止振动时，波立即停止传播解析：选B.机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A错误，选项B正确．波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度大小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，介质仍然传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，选项D错误．2．关于波的周期下列说法错误的是()A．质点的振动周期就是波源的周期B．波的周期是由波源驱动力的频率决定的C．波的周期与形成波的介质的密度有关D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波峰向前移动了一段距离解析：选C.波的周期性是由质点振动的周期性决定的；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故A、B选项的说法正确；C选项说法错误；D选项正是波的周期性的体现，故D的说法正确．3．对于机械波，关于公式v＝λf的说法中，正确的是()A．v＝λf适用于一切波B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有λD．由v＝λf知，波长是4 m的声波为波长是2 m的声波传播速度的2倍解析：选A.公式v＝λf适用于一切波，无论是机械波还是电磁波，A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f、波长λ无关，所以B、D错误；对同一列波，其频率由振源决定，与介质无关，故C错误．4．(2010年高考浙江卷改编)在O点有一波源，t＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t1＝4 s时，距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点为4 m 的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是()A．该横波的波长为2 mB．该横波的周期为4 sC．该横波的波速为4 m/sD．距离O点为5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析：选B.设波速为v，周期为T，由题意得：t1＝3v＋T4＝4 st2＝4v＋34T＝7 s由以上两式得：v＝1 m/s，T＝4 s，B项正确，C项错误，该波波长为λ＝v T＝4 m，A项错误；波传播5 m所用时间为t＝sv＝5 s，所以t＝5 s时，距离O点为5 m的质点开始振动且振动方向向上，D项错误．5．(2011年武昌区高二期末)如图2－1－19甲所示是t＝0时刻的波动图象，波动图上P 质点的振动图象如图乙所示，下述说法中正确的是()图2－1－19A．波的振幅是5 cm，周期是4 s，波长是2 mB．波沿x轴负方向传播C．这列波的速度是2 m/sD．P质点在t＝0时刻的速度方向为负解析：选C.由图甲可知，波的振幅是5 cm，波长是4 m．由图乙可知波的周期是2 s，P质点在t＝0时刻的速度方向为正，波沿x轴正方向传播，所以波速v＝λT＝2 m/s.故选项C正确．一、单项选择题1．关于机械波的形成，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．参与振动的质点都有不相同的频率D．机械波是媒质随波迁移，也是振动能量的传递解析：选B.机械波的形成必须具备两个条件：振源和介质．只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项错误．任何一个振动的质点都是一个波源带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B选项正确，C选项错误．形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远处的质点振动的能量，是通过各质点的传递从振源获得的，故D选项错误．2．区分横波和纵波的依据是()A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播C．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直的，还是在一条直线上D．波传播距离的远近解析：选C.本题考查的是横波与纵波的分类标准，初学者受教材中事例的影响，容易认为横波中质点振动方向只在竖直方向上，纵波中质点振动方向只在水平方向上．如果取一根弹簧竖直放置，下端固定，手持上端上下振动，就可以形成一列纵波向下传播，此时介质点在竖直方向上振动．横波与纵波在教材中唯一分类的标准是看质点的振动方向和波传播方向的关系，若互相垂直，为横波；若在一条直线上，为纵波．3．关于波长的下列说法中正确的是()A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B．在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C．在波形图上速度最大且相同的两质点间的距离等于一个波长D．在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长解析：选A.机械振动在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A选项正确；由波形图可见，在一个完整波形上，位移相同的相邻质点之间的距离不一定等于一个波长，故B选项错误；速度最大且相同的质点，在波形图上是在平衡位置上，如果相邻，那么正好是一个完整波形的两个端点，所以C选项错误；振动情况总是相同的两点间的距离是波长λ的整数倍，故D选项错误．4．如图2－1－20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上．一列横波以1 m/s的速度水平向右传播，t＝0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动，当t＝1 s时，质点a第一次到达最高点，关于在4 s<t<5 s这段时间内各质点运动情况下列说法错误的是()图2－1－20A．质点c的加速度逐渐增大B．质点a的速度逐渐增大C．质点c向下运动D．质点f保持静止解析：选B.由t＝1 s时，质点a第一次到达最高点知周期T＝4 s，再由波速v＝1 m/s知波长λ＝v t＝4 m，又知各质点相距1 m，故a与e相距一个波长，是振动步调完全相同的两个质点．在4 s<t<5 s这段时间内，a又离开平衡位置向最高点运动，受到的回复力越来越大，因而加速度逐渐增大，但速度越来越小，c质点与a质点振动步调相反，正从平衡位置向最低点运动，因而加速度逐渐增大，但速度越来越小．在4 s<t<5 s这段时间内，波传播的距离是4 m<x<5 m，波还没有传到质点f，f仍静止不动，所以选项A、C、D都正确，故选B项．5．(2011年南京高二期末)一列沿x轴正方向传播的横波，其振幅为A，波长为λ，某一时刻的波的图象如图2－1－21所示．在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为()图2－1－21A．1.25λ，0B．λ，AC．λ，－A D．1.25λ，A解析：选C.横波沿x轴正方向传播，前面的质点带动后面的质点，依次振动，所以该时刻坐标为(λ，0)的质点正沿y 轴方向运动，经过四分之一周期后该质点的坐标为(λ，－A )，选项C 正确．6．(2011年高考北京卷)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )A ．它的振动速度等于波的传播速度B ．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C ．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D ．它的振动频率等于波源的振动频率解析：选D.简谐机械波传播时，质点做简谐运动，振动速度时刻发生变化，波的传播速度v ＝λT，这两个速度是不一样的，A 项错误．横波质点振动的方向与波传播的方向垂直，纵波质点振动的方向和波传播的方向在同一条直线上，B 项错误．质点振动时，一个周期内走过的路程等于振幅的四倍，C 项错误．波在传播的过程中，所有质点振动的频率都等于波源的频率，D 项正确．7．(2010年高考上海卷)如图2－1－22，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线和虚线分别表示t 1＝0和t 2＝0.5 s(T >0.5 s)时的波形．能正确反映t 3＝7.5 s 时波形的是( )图2－1－22图2－1－23 解析：选D.由题可知T 4＝0.5 s ，T ＝2 s ．t 3＝7.5 s ＝334T ，再由特殊振动法可以确定D 选项正确．8．(2011年银川一中高二期中)图2－1－24甲所示为一列简谐横波在t＝20 s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是()图2－1－24A．v＝25 cm/s，向左传播B．v＝50 cm/s，向左传播C．v＝25 cm/s，向右传播D．v＝50 cm/s，向右传播解析：选B.由图可知λ＝100 cm，T＝2 s，所以v＝λT＝50 cm/s；t＝20 s时P点振动方向与t＝0时的相同，则在t＝20 s时P点向y正方向运动，波向左传播，故选B项．9．(2011年衡水中学高二期末)一列简谐机械横波在x轴上传播，在距离小于一个波长的x＝0与x＝2 m处的两质点的振动图线分别如图2－1－25中实线与虚线所示．由此可以得出()图2－1－25A．该波的波长一定是4 mB．该波的周期一定是4 sC．该波的传播速度可能是0.4 m/sD ．该波的传播速度可能是83m/s 解析：选B.由图可知两质点振动周期为4 s ，则波的周期是4 s ；两质点间距离可能是λ4或34λ，则波长可能是8 m 或83 m ；波速v ＝λT ，则波速可能是2 m/s 或23m/s.故B 项正确． 10．(2011年课标全国卷)振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正方向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( )A ．振幅一定为AB ．周期一定为TC ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同D ．以上说法都正确解析：选D.简谐运动的能量取决于其振动的振幅，由于波传播过程中无能量损失，故其振幅A 不变；械机波的周期等于各质点振动的周期；若P 点与波源距离s ＝v T ，则P 点与波源正好相距一个波长，故质点P 的位移与波源的相同，故选D.二、非选择题11．一列沿x 轴正方向传播的简谐波，在t ＝0时刻的波形图如图2－1－26所示，已知这列波的波速为10 m/s ，求：图2－1－26(1)再经过多少时间质点R 才能开始振动？(2)当R 开始振动时Q 点的位移为多少？解析：(1)因为波匀速传播，所以传到R 点所用时间为t ＝Δx v ＝9 m －5 m 10 m/s ＝0.4 s. (2)由图知波长为λ＝4 m ，又因为波速v ＝10 m/s ，所以T ＝λv ＝0.4 s ，Q 点应从图示时刻又经过了一个全振动，故Q 点应回到原位置(平衡位置)，即波传到R 时Q 点的位移为0.答案：(1)0.4 s (2)012. 图2－1－27中实线是一简谐波在t ＝0时的波形图象，虚线是该波在t ＝0.5 s 时的波形图象．试求：图2－1－27(1)该波的传播速度；(2)若波沿x 轴负方向传播，它的最小频率；(3)如果波速是26 m/s ，波传播的方向． 解析：(1)由图可知，波长λ＝4 m ，若波向右传播，两波形相距(n ＋14)个波长，即它们相差的时间Δt ＝0.5 s ＝(n ＋14)T (n ＝0,1,2…)， 其周期为T ＝ 2.04n ＋1s(n ＝0,1,2…)， 波速为v ＝λT＝2(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2…)， 若波向左传播，两波形相距(n ＋34)个波长， 则Δt ＝0.5 s ＝(n ＋34)T (n ＝0,1,2…)， 所以T ＝ 2.04n ＋3s(n ＝0,1,2，…)， v ＝λT＝2(4n ＋3) m/s(n ＝0,1,2，…)' (2)由(1)问知，波向左传播时，T ＝ 2.04n ＋3s(n ＝0,1,2，…)， 频率f ＝1T ＝4n ＋32.0Hz 当n ＝0时，频率最小，其值f min ＝1.5 Hz ；(3)Δx ＝v Δt ＝26×0.5 m ＝13 m ＝(3λ＋1) m ，故波沿x 轴正方向传播．答案：(1)向右传播波速v ＝2(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2，…)，向左传播波速v ＝2(4n ＋3) m/s(n ＝0,1,2…)(2)1.5 Hz (3)沿x 轴正方向传播。
高中物理 第2章 机械波 第1节 波的形成和描述自我小测 鲁科版选修3-4(2021年最新整理)
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波的形成和描述1．下列关于波长的说法中正确的是( ）A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B．在波形曲线上，位移相同的、相邻两质点之间的距离等于一个波长C．在波形曲线上，速度最大且相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长D．在波形曲线上，振动情况总是相同的两质点之间的距离等于一个波长2．关于横波和纵波,下列说法正确的是（)A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B．质点的振动方向跟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3．如图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率应分别为（)A．5 m，1 Hz B．10 m，2 HzC．5 m，2 Hz D．10 m，1 Hz4．一列波在介质中向某一方向传播，如图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质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是（)A．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB．波源是N,由波源起振开始计时，P点已经振动时间错误!C．波源是N，由波源起振开始计时,P点已经振动时间错误!D．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间错误!5．如图是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是（)A ．质点A 、C 、E 、G 、I 在振动过程中位移总是相同B ．质点B 、F 在振动过程中位移总是相同C ．质点D 、H 的平衡位置间的距离是一个波长D ．质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长6．一列简谐横波沿x 轴传播，周期为T ，t ＝0时刻的波形如图所示。
2012高二物理课件 2.1 波的形成和描述 (鲁科版选修3-4)
5.如图所示，甲乙两图中一个为波动图象，一个为该列 波中某质点的振动图象，则下列判断正确的是（ ）
A.甲是波动图象，乙是振动图象 B.该列波的周期为10 s C.该列波的波长为4 m D.该列波的波速大小为0.5 m/s
不会随波定向移动，故C错误.因为空气介质只能通过压
缩而产生相互作用力，故空气中的机械波只能是纵波， 选项D正确.
3.对公式v=λ f的理解，以下说法中正确的是（
）
A.由v=λ f可知，波速与频率成正比
B.波速v由介质决定，频率f由波源决定 C.当波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速、 波长改变 D.v=λ f适用于横波，不适用于纵波
1 4
方向运动，又因Δt＜T，即x=0的质点经过 T的时间
1 运动到负向最大位移，即Δt= T 4
t 0.1 s 1 = =4 , （3）波的周期 T= = 8 s= 4 s, 所以 4 T 4 s v 340 170 170 T 经过4个周期，波形恢复原形，即虚线波形 t=4T+ 4 可看做由原波形经 T 后得到，故下列说法中正确的是 A.振动是形成波的原因，波动是振动的传播 B.振动是单个质点呈现的运动现象，波动是许多质点联 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.对于同一均匀介质中的机械波，各质点在做变速运动， 而波的传播速度是不变的
【思路点拨】求解此题应明确振动和波动的以下三个关 系：
【例1】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，也是振动能量的传递
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》教案及教学反思
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》教案及教学反思一、教学目标1.理解波的基本概念和波的分类。
2.掌握波的特性和传播规律。
3.掌握波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能。
4.了解波的应用和物理学领域中的一些前沿研究。
二、教学重难点1.波的产生和传播规律。
2.波的特性、测量和分析。
3.波的应用和前沿研究。
三、教学过程3.1 导入（5分钟）教师可以请一名学生拍手，然后询问：你们觉得这是什么声音？这是哪种声音？为什么？3.2 讲解（40分钟）1.波的基本概念和波的分类（10分钟）•介绍波的基本概念，例如波动的物理量、波的分类、波长、频率等。
•解释波的分类，例如机械波、电磁波、横波、纵波等。
•通过实例让学生理解波的概念和分类。
2.波的特性和传播规律（15分钟）•介绍波的特性，例如波的反射、折射、干涉、衍射等特性。
•解释波的传播规律，例如弦上波的拉力、密度、波速和波长之间的关系等。
•列举一些实例来帮助学生理解波的特性和传播规律。
3.波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能（15分钟）•介绍波的产生方法，例如弹簧振子、光源震动等方法。
•解释波的传播方法和传递能量，例如机械波的纵波和横波、波速和质点振动等。
•介绍波的测量方法，例如利用光电传感器和示波器实现波的测量。
•通过实验让学生体验波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能。
4.波的应用和物理学领域中的一些前沿研究（10分钟）•介绍波的应用，例如声波的传播、地震波的探测等。
•解释物理学领域中的一些前沿研究，例如引力波的探测、激发等。
•带学生了解波的应用和物理学领域中的一些前沿研究。
3.3 练习（30分钟）1.在黑板上出示一幅图，让学生根据图画出波的变化过程。
2.分组进行实验，了解波的产生、传播和测量方法。
3.课堂小测验，了解学生掌握情况。
3.4 总结（5分钟）1.对课程内容进行总结。
2.与学生进行互动交流，提高学生的参与度和思考能力。
四、教学反思本节课是在鲁科版高三物理选修3中的《波的形成和描述》单元进行的教学，主要目的是让学生能够理解波的基本概念、掌握波的特性和传播规律、了解波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技能，并能够了解波在物理学领域中的一些前沿研究和应用。
2018-2019学年度鲁科版选修3-4-2.1波的形成和描述作业(1)
2017-2018学年度鲁科版选修3-4� 2.1波的形成和描述作业（1）1．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A。
M、N 是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示。
在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处。
已知该波的周期大于1 s。
则( )A. 该波的周期为sB. 在t＝s时，N的速度一定为2 m/sC. 从t＝0到t＝1 s，M向右移动了2 mD. 从t＝s到t＝s，M的动能逐渐增大2．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距6m的a、b两质点的振动图象如图所示．由图可知（）A. 该波的振幅为8mB. 该波一定由a传至bC. 该波的传播速度可能为2m/sD. 该波的波长为8m3．图所示为一列沿着x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。
已知这列波的波速v=5.0m/s。
下列说法正确的是（）A. 这列波的频率f=1.0HzB. 经过一个周期，x=0.5m处的质点沿着x轴正向运动的距离为1.0mC. 在t=0到t1=0.4s时间内，x=0.5m处的质点通过的路程是20cmD. 在t=0时刻，x=0.5m处的质点正在沿着y轴负方向运动4．如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2 m和x=1.2 m处,两列波的速度均为v=0.2 m/s,两波源的振幅均为A=2 cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此时平衡位置处于x=0.2 m和x=0.8 m的P,Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置处于x=0.5 m处,关于各质点运动情况下列判断不正确的是( )A. 质点P的起振方向沿y轴负方向B. t=1.5 s时刻,质点P运动到M点C. t=1.5 s时刻,质点M开始振动D. t=3 s时刻,质点M的位移为4 cm5．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。
若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为d，a、b之间只存在一个波谷。
18学年高中物理课时跟踪检测(六)波的反射和折射鲁科版选修3_4
课时跟踪检测(六) 波的反射和折射(时间：30分钟满分：50分)一、选择题(共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确。
)1．下列说法正确的是( )A．声波的反射遵从与光波反射类似的反射定律B．声波发生折射时，频率、波长、波速均要改变C．声波是横波D．一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长2．在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为( )A．室内空气不流动B．室内声音多次反射C．室内声音发生折射 D．室内物体会吸收声音3．图1中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )图1A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等4．图2是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象。
已知波在介质Ⅰ中的波速为v1，波在介质Ⅱ中的波速为v2，则v1∶v2为( )图2A．1∶ 2 B.2∶1C.3∶ 2D.2∶ 35．一个圆弧形的海湾，人不论站在海湾的哪个方位，都会看到海浪向岸边传来(所谓“惊涛拍岸”)，下面的解释中正确的是( )A．这说明海边的风都是海湾中心向岸边吹来的B．这说明海浪是从海湾中心发出而向四周传播的C ．这是由于靠近海边处海水逐渐变浅，海浪向岸边传播过程中，不断发生折射而造成的D ．这是由于海浪从岸边反射回来的波与原来的波叠加而形成的6. “B 超”可用于探测人体内脏的病变状况。
图3是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。
超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为sin θ1sin θ2＝v 1v 2(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v 1、v 2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。
已知v 2＝0.9v 1，入射点与出射点之间的距离是d ，入射角为i ，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h 为( )图3A.9d sin i2100－81 sin 2i B.d 81－100 sin 2i 10 sin iC.d 81－100 sin 2i 20 sin iD.d 100－81 sin 2i 18 sin i 二、非选择题(共2小题，共20分)7．(10分)一声波在空气中的波长为25 cm ，速度为340 m/s ，当折射入另一种介质时，波长变为80 cm ，求：(1)声波在这种介质中的频率；(2)声波在这种介质中的传播速度。
鲁科版高中物理选修(3-4)-2.1《波的形成和描述》导学案
第二章第1节波的形成和描述【目标导学】：学习目标：1. 知道直线上机械波的形成过程；2．知道什么是横波的波峰和波谷；什么是纵波的密部和疏部；3. 知道波在传播运动形式的同时也传递了能量。
学习重点：机械波的形成过程及传播规律。
学习难点：机械波的形成过程及传播规律。
【课前预习】1．观察水波是怎样形成的？波传播时水面上漂浮物是否随波传播？2．举出几个有关波的例子？3．看书完成下列问题（1）叫波，形成波的条件是、。
（2）叫横波，叫波峰，叫波谷叫纵波，叫蔬部，叫密部；横波和纵波的区别是（你能理解“振动方向”和“波的传播方向”吗？）4．你能看出波传播中质点作什么运动？相邻质点运动有什么区别？【新课教学】一、波的形成和传播演示：将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。
拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。
请用手敲击桌面，听到声音，这是声波在空气中传播（虽然看不到波形，但它客观存在）。
思考波产生的条件：①、②。
波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？二、演示实验：观察波动演示器上凹凸相间的波演示屏上的质点排成一条水平线（表示各质点都处在平衡位置）观察思考以下问题：1、各个质点振动的先后顺序后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______。
2、各质点的振动沿________ 方向，波的传播沿_______ 方向，质点振动方向与波的传播方向_______ 。
3、质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 。
4、波是形成的。
5、这种波振动方向与波的传播方向叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。
观察弹簧上产生的疏密相间的波。
拨动水平悬挂的柔软长弹簧（在某一位置系一根红布条一端），产生一列波沿弹簧传播。
观察思考以下问题1、红布条是否随波迁移？________说明了什么？_____________ 。
最新鲁科版选修(3-4)第1节《波的形成和描述》教案
最新鲁科版选修(3-4)第1节《波的形成和描述》教案形成和传播教学目标（一）知识目标1、知道直线上机械波的形成过程．2、知道什么是横波,知道波峰和波谷；知道什么是纵波,知道疏部和密部．3、知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波"．知道波在传播运动形成的同时也传递了能量．4、通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波．（二）能力目标培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神．教学重点机械波的形成过程及描述教学难点机械波的形成过程及描述教学用具1、演示绳波的形成的长绳；2、横波、纵波演示仪；教学步骤引入新课我们已学习过机械振动,它是描述单个质点的运动形式,这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式——机械波。
1、机械波的产生条件是什么？演示——水波：教师用幻灯机做实验：使平静的水面振动,会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去,形成水波。
演示——绳波：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。
以上两种波都可以叫做机械波。
教师提问：水波离开水能看到上面的现象吗？绳波离开绳行吗？学生回答：不行。
教师提问：当振动停止后我们又看到了什么现象？学生回答：传出去的仍然在传播,以后水（绳）都静止不动了。
请学生总结：（教师可引导）(1)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波(2)机械波的产生条件：振源和介质。
振源——产生机械振动的物质,如在绳波中的手的不停抖动就是振源。
介质——传播振动的媒质,如绳子、水。
2、机械波的形成过程（用课件把绳波的运动展示）(1)介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成,可以想象为(图1所示)(2)机械波的形成过程：由于相邻质点间力的作用,当介质中某一质点发生振动时,就会带动周围的质点振动起来,从而使振动向远处传播。
例如：图2表示绳上一列波的形成过程。
图中1到18各小点代表绳上的一排质点,质点间有弹力联系着。
物理：鲁科版 选修3-4 2.1 波的形成和描述 (同步练习)
波的形成和描述同步测试
．下列关于机械波的说法正确的是（）
（）有机械振动就有机械波
（）有机械波就一定有机械振动
（）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
（）没有机械波就没有机械振动
．一列波由波源向周围扩展开去，由此可知（）
（）介质中各质点由近及远地传播开去
（）介质质点的振动形式由近及远传播开去
（）介质质点振动的能量由近及远传播开去
（）介质质点只是振动而没有迁移
．关于横波与纵波，下列说法中不正确的是（）
（）机械波可分为横波和纵波
（）横波与纵波在固体、液体、气体中都能传播
（）在纵波中，质点在疏部中心位移为零
（）在横波中，质点在波谷时动能最小
．下列说法正确的是（）
（）质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
（）波动过程是质点由近及远的传播过程
（）如果振源停止振动，在介质中传播的波动也就立即停止
（）波不但能够传递能量，而且可以传递信息
．如图所示是沿绳向右传出的一列横波。
在图上画出各质点的振动速度方向，并回答下列问题：
（）速度最大的点是、；
（）第点所在的位置是波的。
．为一弹性绳，设法在绳上传播一个脉冲的波，如图所示，当波从向传播时，绳上质点开始起振时，质点振动的速度方向是向；当波从向传播时，绳上质点开始起振时，质点振动的速度方向是向（填“上”或“下”）
参考答案
．、．、、．．
．（），（）波峰
．下，上。
物理：鲁科版 选修3-4 2..1 波的形成和描述 (教案)
第一节波的形成和描述三维教学目标1、知识与技能<1）知道直线上机械波的形成过程；<2）知道什么是横波，波峰和波谷；<3）知道什么是纵波，密部和疏部；<4）知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量。
<5）知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波；<6）知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅；<7）根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向；O4xrVTwH36<8）了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。
2、过程与方法：通过实验演示、观察、分析，培养学生进行科学探索的能力。
从而，培养学生的空间想象能力和思维能力。
O4xrVTwH363、情感他、态度与价值观：教学重点：机械波的形成过程及传播规律及波的图象认识及画波形图。
教学难点：机械波的形成过程及传播规律及波的图象的物理意义教学方法：实验探索和计算机辅助教学。
教学教具：丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、波动演示仪<－）引入新课演示：抖动丝带的一端，产生一列凹凸相间的波在丝带上传播，在这个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。
<水波、声波、无线电波、光波。
） O4xrVTwH36水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。
这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。
O4xrVTwH36<二）进行新课现在学习第一节，波的形成和传播。
1、波的形成和传播演示：拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播；演示：敲击音叉，听到声音，这是声波在空气中传播<指明，虽然眼睛看不到波形，但它客观存在，也是疏密相间的波形）O4xrVTwH36<1）波产生的条件：波源；介质。
物理鲁科选修34课后集训：第2章第1节波的形成和描述 含解析
课后集训基础过关1.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A.有机械波必有振动B.有机械振动必有波C.离波源远的质点振动周期长D.波源停振时，介质中的波动立即停止解析：要分清振动与波动的关系，必须明确其产生机理及产生条件.一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A对B错.波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，C错. 大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停振而消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D错.答案：A2.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（）A.质点上下振动形成的波是横波B.质点水平振动形成的波是纵波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.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波解析：本题主要考查横波、纵波的概念及其区别.根据横波与纵波的概念，质点振动方向与波传播方向垂直者是横波，同一直线者是纵波，并不是上下振动与水平振动的问题，故A、B错.水平传播、上下振动属于相互垂直关系，故C 正确.水平传播、水平振动不能说明两者的关系一定是同一直线上的，故D错.答案：C3.关于机械波的说法正确的是（）A.相邻的质点要相互做功B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C.振源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D.波中各质点振动频率是相同的解析：机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的.前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确.波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，因此B错.每个质点都是由振源依次带动下面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都“仿照”振源振动，故C、D正确.答案：ACD4.如图2-1-7所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示.则（）图2-1-7A.该波向左传播B.质点B和D的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置D.此时质点F和H的加速度相同E.此时刻E点的位移为零解析：由平移法可知，波只有向左传播才会有此时刻质点F 的运动方向向下.同理，质点D 、E 的运动方向也向下，而质点A 、B 、H 的运动方向向上.质点F 、H 相对各自平衡位置的位移相同，由简谐运动的运动学特征a=m kx 可知，两质点的加速度相同. 因质点C 直接从最大位移处回到平衡位置，即t C =4T ；而质点B 要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故t B ＞4T =t C . 答案：ACDE5.声波在钢中的波速比空气中的大，当声波从空气传到钢中时（ ）A.频率变小，波长变小B.频率变大，波长不变C.频率不变，波长变大D.频率不变，波长变小解析：机械波的频率由波源决定，与介质无关，声波在钢中波速大，则波长长.答案：C6.如图2-1-8所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T ，下列说法中正确的是（ ）图2-1-8A.若M 点为波源，则M 点开始振动时方向向下B.若M 点为波源，则P 点已经振动了43T C.若N 点为波源，则P 点已经振动了43T D.若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大解析：若M 点为波源，相当于M 点追随它左边的点，又因为是经过一个周期的波形，此时M 点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N 点，此时N 点振动方向向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P 点要经过43T ，因而P 点已振动41T.若N 点为波源，N 开始振动方向向下，传到P 点经4T ，故P 点已振动了43T ，而此时P 点在最大位移处，速度为零，动能最小.答案：C7.图2-1-9所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图象.下列说法中正确的是（ ）图2-1-9A.质点A 、C 、E 、G 、I 在振动过程中位移总是相同B.质点B 、F 在振动过程中位移总是相等的C.质点D 、H 的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长解析：从图象中可以看出质点A 、C 、E 、G 、I 在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点A 、E 、I 的速度方向是向下的，而质点C 、G 的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同，A 错误.质点B 、F 是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相等，B 正确.质点D 、H 是处在相邻的两个波谷的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C 正确.虽然质点A 、I 在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，D 错误.答案：BC8.一列简谐波在t 时刻的波形如图2-1-10所示，此时刻介质质点M 的运动方向向上，经过时间Δt 后的波形如图中虚线所示.若振源周期为T ，则（ ）图2-1-10A.Δt 一定为41TB.Δt 可能为41TC.Δt 一定为43TD.Δt 可能为43T 解析：由M 点的运动方向向上可判定波沿x 轴负向传播，可认为图中的虚线是由实线向左平移43个波形得到的，故Δt 可能是43T ，当然，也可能是nT+43T,故D 对. 答案：D9.一列简谐波在t=0时刻的波形图如图2-1-11（a ）所示，图（b ）表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则（ ）图2-1-11A.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为a 点的振动图象B.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为b 点的振动图象C.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为c 点的振动图象D.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为d 点的振动图象解析：在图(b)的振动图象中，t=0时刻质点在平衡位置并向y 轴的正方向运动，而图(a)的波形图却表明在t=0时刻，质点b 、d 在平衡位置，而a 、c 不在平衡位置，故A 、C 选项不可能正确.若波沿x 轴正方向传播，质点b 应向上运动(逆着波的传播方向在它附近找一相邻点，此点正好在它的上方，质点b 就应跟随它向上运动)，B 选项正确.若波沿x 轴正方向传播，同理可以确定质点d 应向下，D 项错误.答案：B综合应用10.如图2-1-12所示为一列简谐横波某一时刻的图象，若已知P 点的振动方向向上，则这列波正在向_____________传播.图2-1-12解析：(1)特殊点法：由于P 点振动方向向上，说明它比它相邻的波峰振动得晚，由图知该波在向右传播.(2)上、下“坡”法：由于P 点振动方向向上，故其所在坡路为下坡，由图可以看出该波正向右传播.答案：右11.在如图2-1-13所示的两个图象中，图甲是一列简谐波在t=0.05 s 时刻的波形曲线，图乙是该波所在介质中平衡位置为x=1 m 的质点的振动图象.由这两个图象可知，波速的大小为_____________；波的传播方向是_____________.图2-1-13解析：根据振动图象可知周期T=0.20 s ，在t=0.05 s 时，x=1 m 质点正通过平衡位置向下运动，由波的图象可知，波沿x 轴负方向传播.从波的图象中还可知波长为4 m ，由公式v=Tλ即可求得波速大小为20 m/s.答案：20 m/s 沿x 轴向负方向传播12.在图2-1-14所示的图象中，实线是一列简谐横波在某一时刻的图象，经过t=0.2 s 后这列波的图象如图中虚线所示.求这列波的波速.图2-1-14解析：从波的图象可读出波长λ=4 m ，振幅A=2 cm.此题引起多种可能的原因有两个，一个是传播方向的不确定，一个是时间t 和周期T 的大小关系不确定.设波沿x 轴正方向传播，t=0.2 s 可能是(n+41)个周期（n=0，1，2，…），即t=(n+41)T 1， 周期T 1=144)41(+=+n t n t波速v 1=tn T 4)14(41+⨯=λ=5（4n+1 ） m/s （n=0，1，2，3，…）设波沿x 轴负方向传播，t=0.2 s 可能是(n+43)个周期（n=0，1，2，3，…），即t=(n+43)T 2， 周期T 2=3444/3+=+n t n t 波速v 2=tn T 4)34(42+⨯=λ=5（4n+3） m/s （n=0，1，2，3，…）. 答案：5（4n+1） m/s （n=0，1，2，3，…）5（4n+3） m/s （n=0，1，2，3，…）13.从甲地向乙地发出频率为50 Hz 的声波，若当波速为330 m/s 时，在甲、乙两地间有若干个完整波形的波，当波速为340 m/s 时，甲、乙两地间完整波形的波数减少了一个，则甲、乙两地相距多少米？解析：本题主要考查了波长、频率、波速三者之间的关系及学生的空间想象能力，此题创新之处在于虽在同一介质中波速却发生了变化，有人认为这题有问题，其实不然，虽是同一介质，当温度发生变化时，波速也随之变化，由题意得两次波长分别为：λ1=503401=f v m λ2=503302=f v m 设波速为330 m/s 时，甲、乙两地间有n 个完整波形.据题意有：(n-1)λ1=nλ2所以n=330340340211-=-λλλ=34 所以甲、乙两地间距离为s=nλ2=34×50330m=224.4 m. 答案：224.4 m。
鲁科版高中物理选修3-42.1波的形成和描述每课一练1
2.1《波的形成和描述》每课一练11.关于振动与波的关系,下列说法正确的是（）A.如果没有机械振动,一定没有机械波B.只要物体做机械振动,一定有机械波产生C.机械波的频率与振源的频率一样D.机械波的传播速度与振源振动速度一样解析:振动是波产生的原因,同时波的传播还需要介质,故A对,B错.机械波是波源振动形式的传播,所以二者频率一样,故C对.机械波的传播速度取决于介质,与振源振动的速度无关,故D错.答案:AC2.一列波由波源向周围扩展开,由此可知（）A.介质中各质点由近及远地传播开B.介质中的振动形式由近及远地传播开C.介质中振动的能量由近及远传播开D.介质中质点只是振动而没有迁移解析:机械波传播的只是振源的振动形式和能量,介质中的质点只在平衡位置附近振动,不会迁移,故B、C、D对.答案:BCD3.如图2-1-15是一列简谐波在某一时刻的波的图象,下列说法正确的是（）图2-1-15A.波一定沿x轴正方向传播B.a、b两个质点的振动速度方向相反C.若a点此时的速度方向沿y轴正向,那么波的传播方向是沿x轴的正方向D.若波沿x轴的负向传播,则b质点的振动速度方向沿y轴的负方向解析:x轴是表示在波传播方向上的一系列质点的平衡位置,但x轴指向不表示波的传播方向,故A错.根据“坡形”法：无论波向左还是向右传播，a、b都处于不同“坡区”，即当a处于下坡路时，b为上坡路，所以两者振动速度方向相反，故B 正确.同理可判断C正确,D错误.答案:BC4.关于振动图象和波的图象,下列说法中正确的是（）A.振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化,而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布情况B.振动图象的形状不随时间变化,而波的图象的形状随时间而变化C.简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D.振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状解析:本题的关键是理解振动图象和波的图象的意义和区别.振动图象和波的图象都是用数学方法来描述物理现象,简谐运动图象和简谐波的图象都是正弦(或余弦)曲线,故C 项正确,D 项错误.但它们各自表达的物理意义又不同,振动图象表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时间的函数关系,而从波的图象(不论横波还是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置,即在空间的分布情况,故A 项正确.因振动图象表示一个质点在各个时刻的位移情况,故不随时间变化,而波的图象表示的是某一时刻各质点在空间的分布情况,不同时刻,这些质点因振动而所处的位置会有所不同,故波动图象的形状会随时间而变化,B 项正确.答案:ABC5.如图2-1-16所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正向传播.图2-1-16(1)该时刻A 质点运动的方向是向___________,C 点的运动方向是向___________,D 点的运动方向是向___________.(2)再经过2T ,质点A 通过的路程是___________cm,质点C 的位移是___________cm.解析:(1)由于波沿x 轴正方向传播,所以A 点在“上坡区”，向上运动;C 点、D 点均在“下坡区”，C 、D 两点都向下运动.（2）再经过2T ，A 又回到平衡位置，所以A 通过的路程为4 cm ；C 点也回到平衡位置，其位移为0.答案:(1)上 下 下 (2)4 06.停在湖中的两条船,相距2 m,一列水波在湖面上传播开来,使这两条船每2 s 摇晃一次,当一条船在波峰时,另一条船在波谷,中间还隔着两个波峰,则这列水波的波长为___________m,频率为___________Hz,波速为___________m/s.解析:两条船每2 s 摇晃一次,则T=2 s,f=0.5 Hz.根据波形,如图所示.则两船距离与波长的关系为:x=2λ+21λ 则λ=52x=0.8 m 由v=T,得: v=28.0m/s=0.4 m/s. 答案:0.8 0.5 0.47.图2-1-18(a)所示为一列简谐波在某时刻的波形图.图(b)表示传播该波的介质中某一质点在此后的一段时间内的振动图象,则（ ）图2-1-18A.若波沿x 轴正方向传播,则图(b)为质点a 的振动图象B.若波沿x 轴正方向传播,则图(b)为质点b 的振动图象C.若波沿x 轴负方向传播,则图(b)为质点c 的振动图象D.若波沿x 轴负方向传播,则图(b)为质点d 的振动图象解析:由题图(a)知,此时刻质点a 、c 处在最大位移处,因此从此时刻起质点a 、c 的振动图象应是余弦图线,由此排除了选项A 、C 的合理性.若波向x 轴正方向传播,由波的“坡形”法可知质点b 此时刻上振动.同理,若波向x 轴负方向传播,则质点d 此时刻也应向上振动.即从此时刻起的以后一段时间里质点的振动图象都与题图(b)吻合.正确选项为B 、D.答案:BD8.沿绳子传播的横波,在绳子上相距2 m 的P 、Q 两点的振动图象分别如图2-1-19实、虚线所示,已知波长大于2 m,则该波的频率、波长、波速和传播方向分别是（ ）图2-1-19A.f=2 HzB.λ=4 mC.v=8 m/sD.一定由P→Q解析:由图中看出质点振动的周期T=0.5 s,故波的频率f=T1=2 Hz,故A 对.由于P 、Q 两质点振动反向,故它们之间的距离为(n+21)λ,由于波长大于它们之间的距离,即n 只能取0,即21λ=2 m,故λ=4 m,故B 正确.由v=λf 知v=4×2 m/s=8 m/s,故C 对.无法确定波的传播方向,故D 错.答案:ABC9.如图2-1-20是一列简谐波的图象,由此可知各质点振动的振幅为___________,x=1.0 m 处的质点此时刻的位移是___________.图2-1-20解析:根据波的图象的物理意义及正弦曲线的数学特征,认真分析图象,可以求解. 由图象可以直接读出其波长为λ=6.0 m,各质点的振幅都一样,均为10.0 cm.至于x=1.0 m 上的质点此刻的位移,根据图象的几何特征,可以写出它的数学表达式为y=10sin(3πx).当x=1.0 m 时,y=10sin 3π=10×23m/s=53 cm,即此时刻x=1.0 m 处的质点的位移为53 cm.答案:10.0 cm 53cm10.图2-1-21(a)表示一列简谐波在介质中传播时,某一质点a 的振动图象,请你在图(b)中作出这列简谐波在t=0时刻的波形图(质点a 画在坐标原点上).图2-1-21解析:t=0时刻质点a 正处于平衡位置且沿+y 方向运动,经4T 到达正向最大位移处,设x 轴正向为波传播的方向,利用波形与振动方向关系的判断方法,得出t=0时的波形如图.答案:如解析图.。
2019-2020学年鲁科版物理选修3-4同步配套学案：第2章 第1节 波的形成和描述 Word版含答案
第1节波的形成和描述1.理解机械波的产生条件和形成过程．(重点)2.知道什么是横波和纵波．3.理解波的图象的意义和特点，能区分波动图象和振动图象及应用它们解题．(重点＋难点)4.掌握波的特征，理解波长、频率和波速的物理意义及其定量关系．一、波的形成与传播1．形成：机械振动在介质中的传播称为机械波，简称波．2．产生条件(1)要有波源．(2)要有传播振动的介质．3．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，因此说它传播的只是机械振动这种运动形式．(2)介质中本来静止的质点，随波的传播而发生振动，可见波是传递能量的一种方式．(3)介质中质点开始振动的方向均与波源开始振动的方向相同．1．(1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动．()(2)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动．()(3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动．()提示：(1)×(2)×(3)√二、波的分类机械波分为横波和纵波两类定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向垂直的波(1)波峰：凸起的最高处(2)波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部：质点分布最密的地方(2)疏部：质点分布最疏的地方2．(1)纵波指的是质点的振动方向和波的传播方向垂直的波．()(2)横波中分密部和疏部，纵波中分波峰和波谷．()(3)声波是纵波．()提示：(1)×(2)×(3)√三、波的描述1．波的图象描述(1)简谐波定义：如果介质中各个质点做简谐运动，它所形成的波就是一种最基本、最简单的波，叫做简谐波．(2)图象的建立用横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向某一个方向时为正值，位移向相反的方向时为负值．在xOy平面上，画出各个质点平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y组成的各点(x，y)，用光滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图象，也称波形曲线或波形(如图所示)．(3)图象的特点①横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向的最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置．②如果介质中各个质点做简谐运动，它所形成的波就是一种最基本、最简单的波，叫做简谐波．(4)图象的物理意义：波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点离开平衡位置的位移． 2．波的特征 (1)波长(λ)①定义：把沿着波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离，叫做波长，通常用 λ表示．②特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部中央的距离等于波长． (2)周期(T )和频率(f )①定义：质点完成一次全振动经历的时间叫做波的周期，用T 表示．介质中的质点每秒完成全振动的次数叫做波的频率，用f 表示．②规律：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或频率)．③关系：周期T 和频率f 互为倒数，即f ＝1T.④时空关系：在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于波长． (3)波速(v )①定义：机械波在介质中传播的速度．波速等于波长和周期的比值．②定义式：v ＝ΔxΔt ，它又等于波长和频率的乘积，公式为v ＝λf ，这两个公式虽然是从机械波得到的，但也适用于我们以后学到的电磁波．③决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速一般不同，另外，波速还与温度有关．3．(1)波的图象表示质点在各个不同时刻的位移．( ) (2)只有横波才能画出波的图象．( )(3)波的图象表示波中各质点在某一时刻的位移．( ) (4)波一定沿x 轴正向传播．( )提示：(1)×(2)×(3)√(4)×机械波的形成、传播与特点1．波传播的是振动的形式和能量：介质中相邻质点之间有相互作用，当波源质点振动时，紧邻波源的质点在波源的带动下做受迫振动，获得能量后再带动邻近质点振动，这样依次带动下去，于是振动就在介质中由近及远地传播．波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息．由于介质质点间的弹力作用，先振动的质点要对相邻的后振动的质点做正功，后者对前者做负功，因而离波源较近的质点把机械能传递给离波源较远的质点．如果把信息加载到波上，波还可以传递信息，如声音，靠声波传递语言信息，实现人与人之间的相互沟通和交流．2．“波形”的形成：尽管各个质点都做受迫振动，振动的频率(或周期)等于波源的频率(或周期)，但是由于振动的传播需要一定时间，各个质点的起振时刻不一致，沿波的传播方向上离波源较远的质点开始振动的时刻要落后于离波源较近的质点．也就是说，由于振动步调的依次落后，在同一时刻，介质中各个质点离开平衡位置的位移不尽相同，这样在空间上就形成了凹凸相间(或疏密相间)的波形．3．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同．(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同．(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后．(4)立场：各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波迁移．(5)起振方向：介质中各质点的起振方向均与波源开始振动的方向相同．4．简谐振动与简谐波动的比较名称比较项目简谐振动简谐波动区别研究对象不同振动是单个质点以平衡位置为中心所做的往复运动波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的“集体运动”产生原因不同振动是质点所受回复力作用的结果波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的能量变化振动过程中动能和势能不断地振源将机械能传递给它的相邻质点，这个情况不同相互转化，总机械能守恒 质点再将能量传递给下一质点，每个质点在不断地吸收和放出能量，从而把波源的能量传播出去，是一个能量的传递过程联 系(1)振动是波动的成因，波动是振动在介质中的传播 (2)波动的周期等于质点振动的周期．(3)有振动不一定有波动，因为波的形成还需要有传播振动的介质，但有波动一定有振动 (4)波源停振后，介质中的波动并不立即停止，而是继续向远处传播，直到振动能量完全损失(1)同时有波源和介质是形成机械波的必要条件，二者缺一不可．有机械振动不一定有机械波，但有机械波一定有机械振动．(2)不管是横波还是纵波，波在传播的过程中，各质点只能在各自平衡位置附近振动，而自身并不随波向前移动．如图所示，为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O 为波源．设波源的振动周期为T ，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T4，质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和波的说法中错误的是( )A ．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚B ．图中所画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的时间总是比质点7通过相同位置时落后T4D ．只要图中所示质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动[解析] 据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同，都竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后T4的时间，所以选项A 、C 说法正确，B 说法错误；由题意知，质点9比质点1应晚振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点1与质点9步调完全一致，所以选项D 说法正确． [答案] B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一条直线上介质只能在固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(1)水面波的认识方面：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波．(2)纵波的认识方面：在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同．关于横波与纵波，下列说法中正确的是()A．质点上下振动形成的波是横波B．质点水平振动形成的波是纵波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．质点在水平面内振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波[解析]质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，而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，可知只有C项正确．[答案] C区别横波、纵波只看质点的振动方向与传播方向的关系；对于机械波总是距波源近的质点带动距波源远的质点，起振有先后.1.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．形成纵波的质点，随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波解析：选D.横波质点的振动方向与传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故A 、B 均错误；介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波定向移动，故C 项错误；因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力，故空气介质传播的机械波只能是纵波，故D 项正确．波的图象的理解与应用1．波的图象的特点(1)波的图象并不是波实际运动的波形，但某时刻横波的图象形状与波在该时刻的实际波形很相似，波形中的波峰对应波的图象中的位移正向最大值，波谷对应图象中位移负向最大值，波形中的平衡位置也对应图象中的平衡位置．(2)简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相同． (3)波的周期性：在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，由于不同时刻质点的位移不同，所以不同时刻波的图象不同．质点振动时位移做周期性变化，则波的图象也做周期性变化，经过一个周期，波的图象复原一次．(4)波的传播方向的双向性：如果只知道波沿x 轴传播，则有可能沿x 轴正向，也有可能沿x 轴负向．2．由波的图象能获取的信息 (1)从图象上可直接读出波长和振幅． (2)可确定任一质点在该时刻的位移．(3)因加速度方向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的加速度方向．(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动量、动能的变化．具体方法：①特殊点法：在质点P 靠近波源一方附近⎝⎛⎭⎫不超过λ4曲线上另找一点P ′，若P ′在P 上方，则P 向上运动，若P ′在P 下方，则P 向下运动．②微平移法：作出经微小时间Δt ⎝⎛⎭⎫Δt <T4后的波形，可知道各质点经过Δt 时间到达的位置，运动方向也就知道了．③上、下坡法：“上坡下，下坡上”．即沿波的传播方向看：“上坡”的所有质点均向下振动，“下坡”的所有质点均向上振动，如图所示．同理，若已知某质点的振动方向，可确定波的传播方向．3．简谐波的图象与简谐运动图象的比较名称比较项目简谐运动的图象简谐波动的图象不同点研究的内容一个质点的位移随时间的变化规律某时刻参与波动的所有质点的空间分布规律图象横坐标轴时间各质点平衡位置的坐标纵坐标轴不同时刻某一质点的位移某一时刻各质点相对于平衡位置的位移图象变化图象随时间延伸，原有部分图形不变整个波形沿波的传播方向平移，不同时刻波形可能不同一个完整图象所占横坐标的距离表示一个周期T 表示一个波长λ物理意义一个质点相对于平衡位置的位移x随时间t的变化关系x轴上所有质点在某一时刻相对于平衡位置振动的位移运动情况质点做简谐运动，属非匀变速运动波在同一均匀介质中是匀速传播的，介质的质点做简谐运动比喻单人舞的录像抓拍的集体舞照片相同点图象形状正(余)弦曲线正(余)弦曲线纵坐标最大值振幅振幅一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t＝0时刻的波的图象如图所示．已知这列波在P点出现两次波峰的最短时间是0.4 s，求：(1)这列波的波速是多少？(2)经过多少时间质点R 才能第一次到达波峰？ (3)这段时间里质点R 通过的路程是多少？[思路点拨] 由题图知λ＝4 m ，A ＝2 cm ，此时波刚好向右传到Q 点，P 点两次出现波峰的最短时间应为1个周期． 画图：可画出如下图所示的简图．列式：(1)v ＝λT (2)t ＝x v (3)x 路＝4A tT[解析] P 点出现A 、B 两次波峰最短时间显然是1个周期，即T ＝0.4 s ，R 第1次到波峰即波峰传到R 的时间．(1)由波速公式得v ＝λT ＝40.4 m/s ＝10 m/s.(2)由t ＝0时刻到R 第1次出现波峰， 波传播的距离s ＝(9－2) m ＝7 m ， 则t ＝s v ＝710 s ＝0.7 s.(3)波传到R 点所用时间t ′＝410s ＝0.4 s ，R 实际振动时间t 1＝(0.7－0.4) s ＝0.3 s. 因此R 通过的路程为x 路＝4×2×0.30.4 cm ＝6 cm.[答案] (1)10 m/s (2)0.7 s (3)6 cm本题易出现的错误有两点：(1)不能从图象中提取应有信息如波长、振幅、波的传播方向． (2)对R 点的路程分析易漏掉由Q 点到R 点的时间而乱套公式.2.一列简谐横波沿x 轴负方向传播，如图甲是t ＝1 s 时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点)．图乙可能是图甲中的哪个质点的振动图象( )A ．x ＝0 m 处的质点B ．x ＝1 m 处的质点C ．x ＝2 m 处的质点D ．x ＝3 m 处的质点解析：选A.由y －t 图象知，t ＝1 s 时质点通过平衡位置，且向下运动，因此B 、D 错误．根据y －x 图象和波沿x 轴负方向传播可判定，t ＝1 s 时刻，x ＝0处质点向下运动，x ＝2 m 处质点向上运动，故A 正确，C 错误．由t 时刻的波形画t ＋Δt 时刻的波形1．Δt 后波形图的画法(1)平移法(如画图中①Δt 时间后的波形)①原理：波传播的是运动形式，即波形的传播． ②方法与步骤a ．算出波在Δt 时间内传播的距离：Δx ＝v Δt ＝λT ·Δt .b ．把波形沿波的传播方向平移Δx ，如图所示的②图象．c ．然后将图线向反方向顺沿即可，如图中虚线部分．(2)特殊点法(如画图中①Δt 时间后的波形)①原理：参与波动的介质质点都在各自的平衡位置振动，并不随波迁移． ②方法与步骤a ．取平衡位置相距为λ4的两个特殊点(最大位移处与平衡位置处)为研究对象．b ．根据图示时刻质点的振动方向，判定出Δt (通常要算出ΔtT ＝n 的值)时间后两质点的位置．c ．过这两位置画出正弦图象即可，如图所示，假设Δt ＝34T ，Δt 后波形如图中②所示．2．Δt 前波形图的画法如果运用平移法，只需将波形逆着波的传播方向推进；如果运用特殊点法，只需沿着质点振动的反方向找Δt 后的质点位置，其他做法不变．(1)根据波形呈空间周期性的特点．当波向前推进为波长整数倍时，波形同原来相同，所以实际作图时通常采取去整(波长整数倍部分)留零(不到一个波长的部分)的方法去处理．(2)平移后的波形，图象的前半部分要出现“残缺”，一定要把图象补画完整．如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s ，波沿＋x 方向推进0.8 m ，试画出此后17 s 时的波形图．[思路点拨] 由题干条件可求出波速，由波形图可读出波长，求出17 s 内波传播的距离Δx ，把图示波形沿x 正方向平移Δx 即可．[解析] 法一：平移法这里又有两种方法：(1)通过比较周期与时间画波形图由题知波速v ＝0.80.2 m/s ＝4 m/s ，由题图知波长λ＝8 m.(a)可知周期T ＝λv ＝84 s ＝2 s ，17秒内的周期数n ＝Δt T ＝172＝812，将8舍弃，取12，根据波动的时间与空间的周期性，将波向＋x 方向平移12λ即可，如图(a)中虚线所示； (2)通过比较距离与波长画波形图17 s 内波前进的距离Δx ＝v ·Δt ＝68 m ，由于空间的限制，如果画波传68 m 处的波形在图(a)中很不现实．通常采取的做法是：17 s 内波传播的波长数n ＝Δx λ＝688＝812，根据波呈现的空间周期性，将(a)波形向右移动12λ即可．如图(a)中虚线所示． 法二：特殊质点法如图(b)，在图中原波形上取两特殊质点a 、b ，因Δt ＝812T ，舍弃8，取12T ，找出a 、b 两质点再振动T 2后的位置a ′、b ′，过a ′、b ′画一条正弦曲线即可．(b)[答案]见解析3.一列向左传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示，已知波速为0.5 m/s，画出此时刻7 s后和7 s 前的波形图．解析：由题图得λ＝2 m，T＝λv＝4 s，沿传播方向传播7 s的距离，把该时刻波形图沿波传播的反方向平移(去整存零)，即得7 s前的瞬时波形，如图中①所示，同理，把该时刻波形向左平移，即得7 s后的波形图，如图中②所示．答案：见解析典型问题——波的多解问题1．周期性造成多解(1)时间的周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确．(2)空间的周期性：波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确．2．双向性造成多解(1)波的传播方向不确定．(2)质点振动方向不确定．3．波形的隐含条件形成多解：一般由两质点的位置和波的传播方向或质点的运动情况作出两质点间可能的波形图，但许多波动习题往往只给出波形的一部分或给出几个特殊的点，而其余部分处于隐含状态．这样，就有多个图形与之对应，从而形成多解．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：(1)这列波可能具有的波速；(2)当波速为280 m/s 时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x ＝8 m 处的质点P 从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？[思路点拨] (1)波既可沿x 轴正向传播，也可沿x 轴负向传播，需分情况讨论．(2)若波沿x 轴正向传播，传播距离为nλ＋14λ；若波沿x 轴负向传播，传播距离为nλ＋34λ. [解析] (1)若波沿x 轴正向传播，则传播距离为Δx ＝Δx 1＋nλ＝(2＋8n ) m ，n ＝0，1，2…v ＝Δx Δt ＝2＋8n 0.05m/s ＝(40＋160n ) m/s ，n ＝0，1，2… 若波沿x 轴负向传播，则传播距离为Δx ′＝Δx 2＋nλ＝(6＋8n ) m ，n ＝0，1，2…v ′＝Δx ′Δt ＝6＋8n 0.05m/s ＝(120＋160n ) m/s ，n ＝0，1，2…. (2)当波速为280 m/s 时，有280＝120＋160nn ＝1，所以波沿x 轴负向传播T ＝λv ＝135s 所以P 质点第一次到达波谷所需最短时间为：t ＝3T 4＝3140s≈2.1×10－2 s. [答案] 见解析解决波的多解问题的一般思路(1)首先考虑传播方向的双向性：如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播方向的可能性进行讨论．(2)对设定的传播方向，首先确定Δt 和T (或确定Δx 和λ)的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内(或一个波长内)的情况，然后在此基础上加nT (或nλ)．(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间Δt 大于或小于一个周期等．所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意.一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m ，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )A ．4 m 、6 m 和8 mB ．6 m 、8 m 和12 mC ．4 m 、6 m 和12 mD ．4 m 、8 m 和12 m 解析：选C.根据题意，有以下三种情况符合要求：ab ＝6 m ，即λ12＝6 m ，λ1＝12 m cd ＝6 m ，即λ2＝6 mef ＝6 m ，即32λ3＝6 m ，λ3＝4 m ，故C 正确，A 、B 、D 错误．。
鲁科版高中物理选修3-4课件 波的形成和描述课件3
菜单
LK·物理 选修 3-4
教
(3)机械波
课
学
堂
教 法
①定义：机械振动在介质中传播，形成了机械波．
互 动
分
析
②特点：
探 究
a．介质中有机械波传播时，__质__点___并不随波迁移．
教
b．传播的只是机械振动这种运动形式．同时也传递能____ 当
学
堂
方 案
_量__和信息．
双 基
设
达
计
c．介质中各质点均做受迫振动．各质点振动的周期与 标
计
②图象：在_波__形_上添加一个坐标系，就可以得到该_时__刻__ 标
这个波的图象．用横坐标 x 表示在波的传播方向上各质点的
课
前 自
平__衡__位__置__，纵坐标 y 表示某时刻各质点偏离平衡位置的位__移__．
课 时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-4
教
课
学
堂
教 法
③简谐波：介质中各质点做_简__谐____运动，波形曲线是
学 方 案
传播方向在
波
(2)疏部：质点分布_最__疏___的地方
当 堂 双 基
设 计
_同__一__直__线_上
达 标
的波
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-4
教
课
学
堂
教
法
2.思考判断
互 动
分 析
探
(1)横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直．(√) 究
(2)纵波中有密部、疏部之分．(√)
2019-2020学年度鲁科版高中物理选修3-4第1节 波的形成和描述习题精选九十二
2019-2020学年度鲁科版高中物理选修3-4第1节波的形成和描述习题精选九十二第1题【单选题】一列简谐横波向右传播，波速为v．沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图所示．某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷．则t的可能值．A、1个B、2个C、3个D、4个．【答案】：【解析】：第2题【单选题】在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2 m/s，振幅为A.M、N是平衡位置相距2 m的两个质点，如图所示．在t＝0时，M通过其平衡位置沿y 轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1 s．则( )A、该波的周期为sB、在t＝s时，N的速度一定为2 m/sC、从t＝0到t＝1 s，M向右移动了2 mD、从t＝s到t＝s，M的动能逐渐增大【答案】：【解析】：第3题【单选题】一列横波沿绳子向右传播，某时刻波形如图所示，此时绳上A、B、C三个质点，下列说法正确的是( )A、它们的位移相同B、它们的振幅不相同C、质点A和C的速度方向相同D、从此时刻算起，质点B比质点C先回到平衡位置【答案】：【解析】：第4题【单选题】一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长λ＞3m．已知从t=0时刻开始计时，轴上x1=0处的质点的振动图象如图甲所示，x2=6m处的质点的振动图象如图乙所示．则关于这列波，以下判断正确的是( )A、这列波的频率是2.5 HzB、这列波的波长是4mC、这列波的波速可能为120m/sD、这列波的波速可能为200m/s【答案】：【解析】：第5题【单选题】一列横波以10m/s的波速沿水平方向向右传播，某时刻的波形图如图中的实线所示，经过时间后波形如图中虚线所示，由此可知△t的可能值是( )A、0.3，sB、0.5sC、0.6sD、0.7s【答案】：【解析】：第6题【单选题】振源S在O点做竖直方向的简谐运动，频率为10Hz，t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示（向左传播的简谐横波图中未画出）．则以下说法正确的是( )A、t=0时，x=﹣2m处的质点振动方向向上B、t=0.175s时，x=﹣1m处的质点处在波谷位置C、t=0.175s时，x=1m处的质点处在波峰位置D、波速大小为10m/s【答案】：【解析】：第7题【单选题】已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时( )A、频率变小，波长变长B、频率变大，波长变短C、频率不变，波长变长D、频率不变，波长变短【答案】：【解析】：第8题【多选题】关于机械报动和机械波的叙述正确的是( )A、波源振动的速度与波的传播速度始终相同B、横波的传播方向总是与质点的振动方向垂直C、频率不同的两列机械波也能发生稳定的干涉现象D、物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关E、做简谱运动的质点通过同一位置时，速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】：【解析】：第9题【多选题】图(a)为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，下列说法正确的是( )A、在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B、在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C、从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 mD、从t＝0.10 s到t ＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cmE、质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt(国际单位)【答案】：【解析】：第10题【多选题】在简谐横波的传播直线上有两个介质质点A，B，它们相距60cm，当A质点在平衡位置处向上振动时，B质点处于波谷位置．若波速的大小为24m/s，则波的频率可能是( )A、30HzB、410HzC、400HzD、490Hz【答案】：【解析】：第11题【计算题】有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝340 m/s)【答案】：【解析】：第12题【解答题】一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图所示，其中实线、虚线分别表示他t1=0，t2=0.1s时的波形，求：①这列波的波速．②若波速为80m/s，其传播方向如何？此时质点P从图中位置运动至波谷位置的最短时间是多少？【答案】：【解析】：第13题【综合题】一列横波的波源在图中的坐标原点O处，经过0.4s，振动从O点向右传播20cm，P点离O点的距离是80cm．求：P点起振时的速度方向如何？该波从原点向右传播时开始计时，经多长时间质点P第一次到达波峰？（保留一位小数）【答案】：【解析】：第14题【综合题】[物理——选修3–4]下列说法中正确的是_______。
鲁科版高中物理选修3-42.1波的形成和描述每课一练0
2.1《波的形成和描述》每课一练0一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1、在波的传播中，下列说法正确的是 （ ）A 、相邻质点间必有相互作用力B 、各质点都在各自的平衡位置附近作受迫振动，但振动频率不等于振源频率C 、前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点必定落后于前一质点D 、各质点随波的传播而迁移2、下列关于机械波的概念的说法中，正确的是 （ ）A 、质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B 、横波和纵波可同时存在于介质中C 、机械波能传播能量，传递振动信息D 、横波中质点不随波迁移，纵波中质点随波迁移3、如图1所示为波沿着一条右端固定的绳子传播到B 点的波形示意图，由图可判断出A 开始振动的方向是 （ ）A 、向左B 、向右C 、向上D 、向下4、下列关于机械振动和机械波的关系的说法中，正确的是 （ ）A 、有振动必有波B 、有波必有振动C 、有振动不一定有波D 、有波不一定有振动5、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，下列关于木块的运动情况的说法中，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 、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D 、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6、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 、波不但能传递能量，还能传递信息C 、发生地震时，由振源传出的既有横波，又有纵波D 、物体作机械振动，一定产生机械波A B图17、一列波由波源向周围扩展开去，由此可知（ ）A 、介质中各质点由近及远地传播开去B 、振动形式由近及远传播开去C 、质点振动的能量由近及远传播开去D 、各质点只是振动没有随波迁移8、观察课本中绳波的形成图对绳上各质点的运动，下列说法不正确的是（ ）A 、周期相同B 、振幅相同C 、位移相同D 、速度相同9、关于波的图象的物理意义，下列说法不正确的是（ ）A 、表示某一时刻某一质点的位移B 、表示各个时刻某一质点的位移C 、表示某一时刻各个质点的位移D 、表示各个时刻各个质点的位移10、根据下图1所给的两图象，分别判断它们属于何种图象（ ）A 、甲是振动图象，乙是波动图象B 、甲是波动图象，乙是振动图象C 、都是波动图象D 、都是振动图象 11、根据上题所给图象，确定图中A 、B 两质点的运动方向（ ）A 、A 点向下，B 点向上 B 、A 点向上，B 点向下C 、两质点均向上D 、两质点均向下12、如图2为一列波某时刻的波形图，波的传播方向沿x 轴正方向，下列说法正确的是（ ）A 、质点A 、D 的振幅相等B 、该时刻质点B 、E 的速度相同C 、该时刻质点D 、F 的加速度为零 D 、该时刻质点C 正向上运动图2 图3 图113、图3中画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形图象，由图象可知（）A、质点b此时的位移是零B、质点b此时向－y方向运动C、质点d的振幅是2 cmD、质点d此时的加速度方向为正14、如图4中的y-x图线表示一列简谐波沿x轴传播时的波形图，若以图示的情况为计时起点，那么下面的y-t图线表示的是（）A、当这列波沿x轴的正方向传播时，是表示a质点的振动图象B、当这列波沿x轴的负方向传播时，是表示a质点的振动图象C、当这列波沿x轴的正方向传播时，是表示b质点的振动图象D、当这列波沿x轴的负方向传播时，是表示b质点的振动图象15、如图5所示是一列简谐波在t时刻的图象．已知质点a将比质点b先回到平衡位置，下列说法中正确的是（）A、波沿x轴正向传播B、质点a的速度正在增大C、质点c的加速度正在减小D、质点b与质点c的运动方向相反16、如图6所示是一列简谐波的图象，下列关于该图象的说法中正确的是（）A．这一定是一列横波的图像B．这可能是一列纵波的图像C．波中各个质点都一定在竖直方向振动D．波中各质点可能在水平方向振动17、如图7所示实线为简谐波在t时刻的图像，虚线为简谐波经Δt时间后的图像，则下列说法中正确的是（）A．这列简谐波一定沿x轴正向传播B．这列简谐波一定沿x轴负向传播C．实线上的质点a经∆t时间后位于虚线上1a位置D．实线上的质点a经∆t时间后位于虚线上2a位置图4图5 图6图7图8二、填空题1、在绳上形成波是因为：绳的各部分存在________，在绳的一端发生________时，会引起________部分发生振动．如果设想把绳子分成许多小部分，每一小部分都可以看作质点，质点间有________，前一个质点在外力作用下振动起来后，带动后一个质点________，这样依次带动下去，后一个质点总比前一个质点________开始振动，于是振动逐渐________开去，从整体上看形成凹凸相间的________．2．在静止的大船上观察水面上波的传播，相邻两波峰间的距离为30 m ，两个相邻的波峰通过船的某一点所需的时间为4 s ，则水波传播的速度大小是____m／s ．3．如图10一5所示，是一列简谐波在某一时刻的波动图象，质点A 的振幅是____m ，此时势能最大的质点是____．动能最大的质点是____(在A 、B 、C 、D 四点中)4．一列波沿传播方向上有两质点，它们相继到达最大位移的时间差是1．5 s ，这列波的波长是2 m ．频率是50 Hz, 则这列的传播速度为____m ／s ，这两点间的距离有____个波长．5．如图lO 一6所示，是一列沿x 轴正方向传播的简谐波，试画出经43T 时间的波形图.6．(8分)投石于静水中,圆形波沿水面向外传播,当第一个波峰的半径发展了6m时,第13个波峰恰好在圆心处,且第一个波峰传到5 m 处所需时间为4 s,试求波长、波速、周期和频率．参考答案1、AC2、BC3、C4、BC5、C6、BC7、BCD8、CD9、ABD 10、B 11、B 12、AD 13、ACD 14、AD 15、ABD 16、BD 17、D二1、相互作用振动相邻相互作用力振动迟一些传播波2、7．5 m／s3、O．03；BD；AC4、100；755．略6．O．5 m；1．25 m／s；O．4 s；2．5 Hz。
高中物理选修3-4课时作业5： 12.1 波的形成和传播
1 波的形成和传播当堂检测A 组（反馈练）1．在机械波中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，后一质点的振动必定落后于前一质点D ．各质点也随波的传播而迁移2．质点的振动方向与波的传播方向_______的波叫横波，质点的振动方向与波的传播方向在一直线上的波叫_______，机械波中的横波、纵波传播时均需要有_______．3．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B 组（拓展练）1．日常生活中，若发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边呢？说明理由．2．如图所示是沿绳向右传出的一列横波．在图上画出各个质点的振动速度方向，并回答下列几个问题：(1)速度最大的点是第_______点、第_______点；(2)第_______点所在的位置是波的波峰，此时该质点振动的速度为_______．3．AB 为一弹性绳，设法在绳上传播一个脉冲的波，如图所示，当波从A 向B传播时，绳上质点开始振动时，质点振动的速度方向是_______，若当波从B向A传播时，绳上质点开始振动时，质点振动的速度方向是____________．4．如图所示为一列横波在某时刻的波形，已知f质点在此时的运动方向向下，那么下列说法中正确的是A．波向左传播B．质点c比b先回到平衡位置C．质点c和f的振幅相同D．质点c在此时刻的加速度为零——★参考答案★——A组（反馈练）1．A、B、C 2．垂直；纵波；介质3．CB组（拓展练）1．不能[解析]向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去．这是表面现象，实际上水波向四周传播时水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。
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课时跟踪检测(五) 波的形成和描述
(时间：30分钟满分：50分)
一、选择题(共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确。
)
1．关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A．有机械波必有振动
B．有机械振动必有波
C．离波源远的质点振动周期长
D．波源停止振动时，介质中的波动立即停止
2. 介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )
A．它的振动速度等于波的传播速度
B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D．它的振动频率等于波源的振动频率
3．(北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。
t＝0时刻的波形如图1甲所示，a、b是波上的两个质点。
图乙是波上某一质点的振动图像。
下列说法中正确的是( )
图1
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
4．(上海高考)一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t＝0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t(3T/4＜t＜T)，绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。
则在2t时，该点位于平衡位置的( )
A．上方，且向上运动B．上方，且向下运动
C．下方，且向上运动 D．下方，且向下运动
5．(浙江高考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。
某一时刻的波形如图2所示。
绳上a、b两质点均处于波峰位置。
下列说法正确的是( )
A．a、b两点之间的距离为半个波长
B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C．b点完成全振动次数比a点多一次
D．b点完成全振动次数比a点少一次
6．(福建高考)如图3，t＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4 s，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。
下图中能够正确表示t＝0.6 s时波形的图是( )
图3
二、非选择题(共2小题，共20分)
7．(8分)(重庆高考)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸。
当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图4所示的图像。
y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。
由此图求振动的周期和振幅。
图4
8．(12分)如图5所示，甲为某一波在t＝1.0 s时的图像，乙为参与该波动的P质点的振动图像，波速为4 m/s，求：
(1)说出两图中AA ′的意义。
(2)说出甲图中OA ′B 图线的意义。
(3)在甲图中画出再经3.5 s 时的波形图。
(4)求再经过3.5 s 时P 质点的路程s 和位移。
答 案
1．解析：选A 一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A 对，B 错；波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，C 错；大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停上振动而立即消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D 错。
2．解析：选D 波在同一种介质中传播时速度恒定，而质点的振动是变速运动，A 项错误；纵波的传播方向与质点的振动方向平行，B 项错误；质点在一个周期内走过的路程为振幅的4倍，与波长无关，C 项错误；由于质点做的是受迫振动，因此它的振动频率与波源的振动频率相同，D 项正确。
3．解析：选D 根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻a 点速度为零，b 点速度最大，即t ＝0时刻质点a 的速度比质点b 的速度小，选项A 错误。
由于t ＝0时刻质点a 位移最大，所受回复力最大，加速度最大，质点b 处于平衡位置，位移为零，回复力为零，加速度为零，所以t ＝0时刻质点a 的加速度比质点b 的大，选项B 错误。
根据题图甲所示的波动图像，由于波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻，质点a 从正的最大位移处向下运动，质点b 从平衡位置向下运动，所以题图乙可以表示质点b 的振动，选项C 错误，D 正确。
4．解析：选A 由题可知，34
T ＜t ＜T ，所以平衡位置上方的最大位移处质点再运动t 时间到2t 时刻。
该质点应在平衡位置上方，且向上运动，故只有A 项正确。
5．解析：选D 由题图知a 、b 两点之间的距离为一个波长，a 、b 两点振动开始时刻相差一个周期，知选项A 、B 错误；由波是向右传播的，知选项C 错误，D 正确。
6．解析：选C 介质中各质点开始振动的方向与振源起振的方向相同，C 正确，A 、B 、D 错误。
7．解析：由图像可知，振子在一个周期内沿x 方向的位移为2x 0，水平速度为v ，故周期T ＝2x 0v ；又由图像知2A ＝y 1－y 2，故振幅A ＝y 1－y 22。
答案：周期为2x 0v 振幅为y 1－y 22
8．解析：(1)甲图中AA ′表示A 质点的振幅或1.0 s 时x ＝1.0 m 的质点的位移大小为0.2 m ，方向为负；乙图中AA ′表示P 质点的振幅，也代表P 质点在0.25 s 内的位移大小为0.2 m ，方向为负。
(2)甲图中OA ′B 段图线表示O 到B 之间所有质点在1.0 s 时的位移，方向均为负。
由乙图看出P 质点在1.0 s 时向－y 方向振动，所以甲图中波向左传播，则OA ′间各质点正向远离平衡位置方向振动，A ′B 间各质点正向靠近平衡位置方向振动。
(3)传播距离：Δx ＝v ·Δt ＝4×3.5 m＝14 m ＝(3＋12
)×4 m，所以只需将波形向x 轴负向平移2 m 即可，如图所示。
(4)求路程：因为n ＝Δt T /2＝3.51/2
＝7 所以路程s ＝2An ＝2×0.2×7 m＝2.8 m
求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考查从图示时刻P 质点经T /2时的位移即可，所以经3.5 s 质点P 的位移仍为0。
答案：(1)甲图中的AA ′表示A 质点的振幅，乙图中的AA ′表示质点P 的振幅。
(2)甲图中OA ′B 图线表示O 到B 之间所有质点在1.0 s 时的位移情况。
(3)如解析图所示
(4)2.8 m 0。