教科版高中物理选修3-4第二章 机械波

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第二章机械波第1节机械波的形成和传播1．引起________________的装置(或质点)叫做振源，振源振动带动与它相邻的质点发生振动，离振源较远、后一时刻起振的质点依次________振源的振动(这样就形成了波)．机械波中传播的是________________这种运动形式，介质本身并不________________．2．波是传递________的一种方式，波可以用来传递________，如果传播的振动是________________，这种波叫做简谐波．3．质点的振动方向与波的传播方向________________的波，叫做横波．在横波中，______________________叫做波峰，________________________叫做波谷，质点的振动方向与波的传播方向________的波，叫做纵波，在纵波中，_______________________________叫做密部，________________________________________叫做疏部．4．波的传播需要有()A．振源B．介质C．空气D．弹簧5．关于机械波，下列说法正确的是()A．机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向B．机械波的传播伴随着振动能量的传递C．机械波传播的是振动这种运动形式，质点并不随波迁移D．波不但能传递能量，也能传递信息概念规律练知识点一波形成的原因及传播特点1．以下对机械波的认识正确的是()A．形成机械波一定要有振源和介质B．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动2．关于机械波，下列说法正确的是()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C．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，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知识点二机械波的分类3．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是()A．振源上下振动形成的波是横波B．振源左右振动形成的波是纵波C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波D．在固体中传播的波一定是横波4．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相互垂直的波叫横波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，声波是纵波知识点三机械波的特点5．在平静湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形的波纹一圈圈的向外传播，当波传到小木条处时，小木条将()A．随波纹漂向湖岸B．不动C．向波源处漂动D．在原来位置上下振动6．波在传播过程中，正确的说法是()A．介质中的质点随波的传播而迁移B．波源的振动能量随波传递C．振动质点的频率随着波的传播而减小D．波源的能量靠振动质点的迁移来传播方法技巧练由波的形成判断质点的振动方向7．如图1所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、…、h等质点这一时刻的速度方向．图18．图2是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为()图2A．向上B．向下C．向左D．向右1．一列波由波源向周围扩展开去，由此可知()A．介质中的各个质点由近及远地传播开去B．介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不迁移C．介质将振动的能量由近及远地传播开去D．介质将振动的形式由近及远地传播开去2．下列有关横波与纵波的说法中正确的是()A．沿水平方向传播的波为横波B．纵波可以在固态、液态、气态介质中传播C．纵波与横波不可以同时在同一介质中传播D．凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波3．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还是在一条直线上D．波传播距离的远近4．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，声音太轻D ．月球上太嘈杂，声音听不清楚5．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是( )A ．大钟的回声B ．大钟在继续振动C ．人的听觉发生“暂留”的缘故D ．大钟虽停止振动，但空气仍在振动6．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较慢D ．波源停止振动时，介质中的波立即停止传播7．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8. 如图3所示为波源开始振动后经过一个周期的情景图，设介质中质点的振动周期为T ，下列说法中正确的是( )图3A ．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34T C ．若N 点为波源，则P 点已经振动了34T D ．若N 点为波源，则该时刻P 质点动能最大9．如图4所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A 正向上运动，如图中箭头所示，由此可判定此横波( )图4A．向右传播，且此时质点B正向上运动B．向右传播，且此时质点C正向下运动C．向左传播，且此时质点D正向上运动D．向左传播，且此时质点E正向下运动10．如图5所示是沿绳向右传播的一列横波，图5(1)在图上标出B、D两质点的速度方向．(2)______点正处于波峰，它此时具有最____(填“大”或“小”)的位移，最____(填“大”或“小”)的加速度，最____(填“大”或“小”)的速度．(3)再经________，A第一次回到平衡位置．11．一同学不小心把一只排球打入湖中，为使排球能漂回岸边，这位同学不断将石头抛向湖中，圆形波纹一圈圈地向外传播．能否借助石块激起的水波把排球冲到岸边？12．如图6所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，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 ＝T 4时，1到达最上方，5开始向上运动，问：图6 (1)t ＝T 2时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)t ＝3T 4时，质点8、12、16的运动状态如何？ (3)t ＝T 时，质量8、12、16的运动状态如何？第二章 机械波第1节机械波的形成和传播答案课前预习练1．初始振动重复机械振动随波迁移2．能量信息简谐运动3．相互垂直凸起的最高处凹下的最低处平行质点分布最密集的部分质点分布最稀疏的部分4．B 5.BCD课堂探究练1．A[振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确．简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D均错．]2．ABC[振源的振动使其周围质点依次振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移．]点评(1)波的形成条件要形成一列波，必须要有引起其他质点振动的那个质点，即波源；要把波源的振动形式传播出去，必须有介质，故波的形成条件为：①波源；②介质．(2)波的传播特点①波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，每个质点的振动频率和周期都与波源相同；各质点的起振方向与波源的起振方向相同，离波源越远的质点，起振越滞后．②波在传递运动形式的同时也传递能量．由于质点间相互作用力的作用，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，因而离波源近的质点把机械能传递给离波源远的质点．如果把信息加载到波上，波还可以传递信息，如声音就是靠声波的传递使人与人之间通过语言相互交流和沟通．3．C[区分横波和纵波的依据是波的传播方向和质点振动方向的关系．]4．ABC[根据横波和纵波的定义知，A、B、C正确；声波是一种纵波，但地震波中既有横波又有纵波，D错误．]点评质点的振动方向和波的传播方向相互垂直的波叫横波，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波，质点分布最密的地方叫做密部，质点分布最疏的地方叫做疏部．5．D[介质中有机械波传播时，介质质点本身并不随波一起传播，介质质点只在自己的平衡位置附近振动，只是振动形式和能量向外传播．]6．B[各振动质点的频率都与波源的振动频率相同．]点评波传递的是振动形式和能量，也可以传递信息，但质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移．7．波中各质点的速度方向如图所示．解析由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复．比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点．此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言．若以此时最大位移处的c点为参照点，由波的形成特点可知d点的振动．d点的振动滞后于c点，要追随移动到最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度都向下；b 的振动超前，已从负的最大位移回振，所以速度向上；a超前于b，已回到平衡位置，速度最大也向上，同理以g为参照点，可知h点速度向上．8．A[由于是波源带动了后面的质点依次振动，且后面的质点总是重复前面质点的振动状态，所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同．此时波刚传播至Q点，Q点此时的振动状态即与波源P开始振动时的状态相同．由波的传播特点可知Q点此时是向上运动的，所以波源P点刚开始振动时的方向也为向上．]方法总结要正确解决这类问题，关键是要清楚波的形成原因，即在波源带动下后面的质点开始振动起来，所以各质点开始振动时的起振方向与波源的起振方向相同．课后巩固练1．BCD2．BD[纵波与横波可以在同一介质中传播，如地震波中既有横波又有纵波．]3．C[横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准是看质点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，因此只有选项C正确．]4．B [月球表面无大气层，没有传播声音的介质，所以讲话无法听到．]5．B6．A [机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动．但如果只有振动，没有介质的传播就不会有机械波的产生．因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会停止．]7．AB [机械波的产生条件是要有波源和介质．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 和B 正确；波的传播速度是波形由波源向外延伸的速度，在均匀介质中其速度大小不变，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，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项D 错误．故本题应选A 、B 项．]8．C [若M 点为波源，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波传到了N 点时N 点的振动方向，即波源开始振动时方向向上；波传到P 点要经过34T ，故P 点已振动了14T.若N 点为波源，N 开始振动时方向向下，波传到P 点要经过T 4，故P 点已振动了34T ；而此时P 点在最大位移处，速度为零，动能最小．故正确选项为C.]9．C [一个质点的振动，带动相邻质点的振动，A 点向上，说明被右边的质点带动，波源在右侧，所以选项C 正确．]10．(1)B 、D 两质点的速度方向如图所示(2)C 大 大 小 (3)T 411．不能解析 根据波的传播特点，各质点只能在各自的平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移，所以石头激起的水波虽向四周传播，水本身并未向四周运动，因此浮在水面上的排球也只能随水波上下起伏，不能到达河岸．12．见解析解析 各质点的振动方向与波的传播方向关系，如图所示(1)由乙图可知，t ＝T 2时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动． (2)由丙图可知，t ＝3T 4时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动． (3)由丁图可知，t ＝T 时，质点8、12正在向下振动，质点16向上振动．由于质点间的相互作用，前面的质点带动后面的质点振动，所以后面的质点总是滞后于前面的质点．。