第3.1节 机械波的形成和传播（解析版）

第三章·机械波第01节机械波的形成和传播目目标导航学问要点难易度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）是由波源打算，波速是由介质打算★★★★★知知识精讲学问点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，开头振动的点带动后面的点开头振动，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.介质开头振动的点叫波源，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★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四周振动，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，它已引起的振动将连续传播．【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，介质中各质点马上停止振动【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，波还会连续传播，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点从平衡位置刚开头振动时，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”）马上停止振动。【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，同侧法推断向下起振，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不会马上停止振动。巩巩固练习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，并用试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．电磁波的传播不依靠介质，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，赫兹用试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，横波马上消逝B．绳上各质点同时停止振动，纵波马上消逝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，假如波源停止振动，波不会马上消逝，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点从平衡位置开头向下运动，B正确。4．(多选)如图甲所示，波源S从平衡位置开头上、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0.1s后，沿波的传播方向上距S为2m的P点开头振动．若以P点开头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＝0.2s时P点向上振动C．0～0.1s时间内P点运动的路程为2m D．t＝0.6s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，则波源开头振动的方向也向下，选项A正确；依据振动图象可知，t＝0.2s时P点处于平衡位置向上振动，选项B正确；质点上下振动，0～0.1s时间内P点运动的路程为一个振幅，大小未知，选项C错误；依据P点的振动图象可知t＝0.6s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．假如波向右传播，则质点A受到向上的作用力B．假如波向右传播，则质点A受到向下的作用力C．假如波向左传播，则质点A受到向上的作用力D．假如波向左传播，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的作用力供应的，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（已知在地表四周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两处猛烈程度可能不同【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，地震猛烈程度可能不同，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，介质中各质点马上停止振动【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四周振动，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，已形成的波不会马上消逝，仍沿原方向连续传播，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肯定能产生气械波（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）机械波的传播必需依靠介质【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．机械波的传播必需依靠介质，故D正确。9. t=0时，坐标原点O处的质点由平衡位置沿y轴正方向开头做周期为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依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，波同时消逝（B）离波源较近的质点先停止振动，直到全部质点全部停止振动（C）离波源较远的质点先停止振动，直到全部质点全部停止振动（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逝，当没有能量损失时，这种波的形式和能量连续存在并且将连续传递下去。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）在横波中二者方向肯定相同（C）在纵波中二者方向有时相同 （D）在纵波中二者方向肯定不同【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，所以二者方向肯定不同，故AB错误；CD．在纵波中二者方向在同始终线上，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，只是在平衡位置四周往复运动（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，肯定产生气械波（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）