3.1 波的形成 -2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）（含答案）

3.1波的形成-2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）（含答案）第1课波的形成学习目标学习目标课程标准学习目标通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。1．通过观察水波槽中浮子的运动或绳波的运动，认识波是振动和能量的传播形式，在传播过程中，介质粒子只是围绕平衡位置振动，并不随波发生移动。2．通过观察和比较绳波和弹簧上的波，或者横波、纵波发生演示器演示的波的传播过程，区分横波和纵波。3．学生站成一行，依次起立和下蹲来模拟横波。002预习导学（一）课前阅读：B型超声检查，其原理是运用高频率声波(超声波)对人体内部组织、器官反射成像，可以观察被检组织的形态。如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。（二）基础梳理一、波的形成（一）波源：介质中最部分。（二）波的产生原因1、离波源近的质点离波源远的质点2、离波源远的质点离波源近的质点的质点形式3、各质点的起振方式均与波源的起振方式（三）波的传播特点①机械波传播的只是振动的和，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波.②波传到任意一点，该点的起振方向都和的起振方向相同.③介质中每个质点都做振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和的振动频率和周期相同.（四）质点振动方向与波的传播方向的关系：带动法、微平移法、同侧法【概念衔接】机械振动、简谐运动、固有振动、阻尼振动、受迫振动、波源、介质、机械波【拓展补充】波源可阻尼振动，也可以受迫振动【即学即练】1、判断题：（1）在机械波中各质点不随波的传播而迁移。()（2）机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。()2．一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()A．树叶慢慢向湖心运动B．树叶慢慢向湖岸漂去C．在原处上下振动D．沿着波纹做圆周运动【微点拨】同学们可以下去动手试一下二、横波和纵波1、横波中，质点的振动方向与波的传播方向。2、纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在。3、上下抖动绳子出现的机械波为________波；左右抖动弹簧出现的机械为________波．(填“纵”或“横”)【概念衔接】机械波、横波、纵波【拓展补充】纯粹的横波，只能在固体中形成。【即学即练】1、判断正误：在水平方向传播的波为横波。()2.关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.对于纵波,质点的运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.波源上下振动形成的波是横波3、（多选）把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来,手有规律地上下振动,则()A.在弹簧上形成一列机械波B.在弹簧上形成波峰和波谷C.弹簧上的质点自上而下振动D.弹簧上的机械波自上而下传播【微点拨】形成横波靠的是介质间的拉力作用。三、机械波机械波的形成条件①有发生机械振动的.②有传播，如空气、水等.【概念衔接】波源、介质、横波、纵波【拓展补充】机械波是传递能量的一种方式【即学即练】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传播过程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（三）预习作业1．在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟撞击后,大钟仍“余音未绝”,其原因是()A.大钟的回声B.大钟在继续振动C.人的听觉发生了“暂留”D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动2．（多选）下列关于横波、纵波的说法正确的是()A.横波中凸起的最高处叫波峰,凹下的最低处叫波谷B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C.横波和纵波传播的都只是振动这种运动形式D.沿横向传播的波叫横波,沿纵向传播的波叫纵波003探究提升环节一波的形成思考：1．（多选）关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（）．A．振动是波形成的原因，波是振动的传播形式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．如图甲为波源1的振动图像，图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t=1s时的振动状态．请在图丙中画出t=5s时质点的振动状态．环节二横波和纵波问题探究1：（多选）下列关于横波与纵波的说法中,正确的是()A.声波一定是纵波B.水波一定是横波C.地震波既有横波,也有纵波D.纵波既可以在固体中传播,也可以在液体、气体中传播环节三机械波问题探究2：（多选）一列横波沿绳子向右传播,传播过程无能量损失,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是()A.它们的振幅相同B.质点D和F的速度方向相同C.质点A和C的速度方向相同D.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置问题探究3：（多选）如图所示为一列横波在某时刻的波形图,a、b、c、d为介质中的四个质点,a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半。四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad,速度大小分别为va、vb、vc、vd,则()A.ac<ab<aa=ad B.ac>ab>aa=ad=0C.va=vd>vb>vc D.va=vd<vb<vc004体系构建波源、介质---机械波---横波、纵波005记忆清单一、波的形成★学习聚焦：波的形成：带动波的传播：波形整体平移二、横波和纵波★学习聚焦：形成横波靠拉力，形成纵波靠挤压作用。三、机械波★学习聚焦：波是传递能量的一种方式。00601强化训练1．下列关于纵波的说法中,正确的是()A.在纵波中,波的传播方向就是波中质点的移动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷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.某地区地震波中的横波和纵波的传播速率分别约为4km/s和9km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)。在一次地震中,震源在地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则()A.P先开始振动,震源距地震仪约36kmB.P先开始振动,震源距地震仪约25kmC.H先开始振动,震源距地震仪约36kmD.H先开始振动,震源距地震仪约25km4.下列关于波的现象的说法中正确的是()A.只要有机械波产生,一定可以找到产生机械波的波源B.把小石头扔到平静的湖水里,水面上便会激起水波,水波将促使水面上的漂浮物向远方运动C.某空间找不到机械波,则在这一空间一定没有波源D.横波与纵波,其质点的振动方向不同,因此,横波和纵波不可能沿同一方向传播5.下面关于横波、纵波的说法中正确的是()A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波B.由于横波、纵波中质点的振动方向与波的传播方向的关系不同,因此横波、纵波不可能沿同一方向传播C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等D.在固体中传播的波一定是横波6.（多选）关于机械波的以下说法中,正确的是()A.波动发生需要两个条件:波源和介质B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程C.波动过程是能量由近及远传递的过程D.波源与介质质点的振动都是自由振动7．（多选）如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点，的运动方向向下，则（）．A．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8.（多选）如图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间的距离相等,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开始计时,经过T/4,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是()A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点9起振最晚B.图中所画出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起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后D.只要图中所有的质点都已振动了,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发生的是第98次振动9．如图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。

第1课波的形成学习目标学习目标课程标准学习目标通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。1．通过观察水波槽中浮子的运动或绳波的运动，认识波是振动和能量的传播形式，在传播过程中，介质粒子只是围绕平衡位置振动，并不随波发生移动。2．通过观察和比较绳波和弹簧上的波，或者横波、纵波发生演示器演示的波的传播过程，区分横波和纵波。3．学生站成一行，依次起立和下蹲来模拟横波。002预习导学（一）课前阅读：B型超声检查，其原理是运用高频率声波(超声波)对人体内部组织、器官反射成像，可以观察被检组织的形态。如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。（二）基础梳理一、波的形成（一）波源：介质中最部分。（二）波的产生原因1、离波源近的质点离波源远的质点2、离波源远的质点离波源近的质点的质点形式3、各质点的起振方式均与波源的起振方式（三）波的传播特点①机械波传播的只是振动的和，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波.②波传到任意一点，该点的起振方向都和的起振方向相同.③介质中每个质点都做振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和的振动频率和周期相同.（四）质点振动方向与波的传播方向的关系：带动法、微平移法、同侧法答案：（一）波源：介质中最先振动起来的部分。（二）波的产生原因1、离波源近的质点带动离波源远的质点2、离波源远的质点模仿离波源近的质点的质点形式3、各质点的起振方式均与波源的起振方式相同（三）波的传播特点①机械波传播的只是振动的形式和能量，参与简谐波的质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移.②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同.③介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同.【概念衔接】机械振动、简谐运动、固有振动、阻尼振动、受迫振动、波源、介质、机械波【拓展补充】波源可阻尼振动，也可以受迫振动【即学即练】1、判断题：（1）在机械波中各质点不随波的传播而迁移。()（2）机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。()答案：(1)在机械波中各质点不随波的传播而迁移。(√)(2)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。(√)2．一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()A．树叶慢慢向湖心运动B．树叶慢慢向湖岸漂去C．在原处上下振动D．沿着波纹做圆周运动答案：C解析：由于波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的位置附近做振动，故选C.【微点拨】同学们可以下去动手试一下二、横波和纵波1、横波中，质点的振动方向与波的传播方向。2、纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在。3、上下抖动绳子出现的机械波为________波；左右抖动弹簧出现的机械为________波．(填“纵”或“横”)答案：1、相互垂直2、同一条直线上3、横纵【概念衔接】机械波、横波、纵波【拓展补充】纯粹的横波，只能在固体中形成。【即学即练】1、判断正误：在水平方向传播的波为横波。()答案：在水平方向传播的波为横波。(×)2.关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.对于纵波,质点的运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.波源上下振动形成的波是横波答案：A解析：横波中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,纵波中质点的运动方向与波的传播方向在同一条直线上,有时相同,有时相反,故选项A正确,B、D错误;无论是横波还是纵波,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C错误。3、（多选）把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来,手有规律地上下振动,则()A.在弹簧上形成一列机械波B.在弹簧上形成波峰和波谷C.弹簧上的质点自上而下振动D.弹簧上的机械波自上而下传播答案：AD解析：手有规律地上下振动时弹簧上各质点也上下振动,形成纵波,向下传播,故A、D均正确,B、C错误。【微点拨】形成横波靠的是介质间的拉力作用。三、机械波机械波的形成条件①有发生机械振动的.②有传播，如空气、水等.答案：机械波的形成条件①有发生机械振动的波源.②有传播介质，如空气、水等.【概念衔接】波源、介质、横波、纵波【拓展补充】机械波是传递能量的一种方式【即学即练】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传播过程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答案：D解析：波源停止振动,介质中的质点仍然在振动,所以波仍继续传播,不会立即停止,选项A错误;产生机械波的条件之一是必须有介质,选项B错误;在振动过程中质点不随波的传播而迁移,只是向外传递信息和能量,选项C错误,选项D正确。（三）预习作业1．在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟撞击后,大钟仍“余音未绝”,其原因是()A.大钟的回声B.大钟在继续振动C.人的听觉发生了“暂留”D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动答案：B解析：停止对大钟撞击后,大钟的振动不会立即消失,因为振动能量不会凭空消失,由于阻尼作用,一段时间后,振动才逐渐消失。故B正确。2．（多选）下列关于横波、纵波的说法正确的是()A.横波中凸起的最高处叫波峰,凹下的最低处叫波谷B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C.横波和纵波传播的都只是振动这种运动形式D.沿横向传播的波叫横波,沿纵向传播的波叫纵波答案：ABC解析：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波;横波具有波峰和波谷,两种波传播的都是运动形式,A、B、C正确。003探究提升环节一波的形成思考：1．（多选）关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（）．A．振动是波形成的原因，波是振动的传播形式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【答案】A、B2．如图甲为波源1的振动图像，图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t=1s时的振动状态．请在图丙中画出t=5s时质点的振动状态．【答案】见解析【解析】质点的振动状态如图所示．环节二横波和纵波问题探究1：（多选）下列关于横波与纵波的说法中,正确的是()A.声波一定是纵波B.水波一定是横波C.地震波既有横波,也有纵波D.纵波既可以在固体中传播,也可以在液体、气体中传播答案：CD解析：空气中的声波是纵波,而固体中的声波可能既有纵波,也有横波,故A错;水波既不是横波,也不是纵波,它的运动形式比较复杂,故B错;地震波既有横波,也有纵波,故发生地震时,地面既有上下振动,也有左右运动,C正确;纵波可以在固体、液体、气体中传播,D正确。环节三机械波问题探究2：（多选）一列横波沿绳子向右传播,传播过程无能量损失,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是()A.它们的振幅相同B.质点D和F的速度方向相同C.质点A和C的速度方向相同D.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置答案：AD解析：波源振动时,绳上各质点通过相互间的作用力跟着做受迫振动,不考虑传播中的能量损耗时,各质点的振幅均相同,选项A正确;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,由题图可知,波源在左端,因此,质点D跟随离波源近的质点C正向上运动,质点F跟随离波源近的质点E正向下运动,D、F两点速度方向相反,选项B错误;同理,此时质点A正向下运动,质点C正向上运动,两者速度方向也相反,选项C错误;由于此时B、C两质点都向上运动,B比C先到最大位移处,故B比C先回到平衡位置,选项D正确。问题探究3：（多选）如图所示为一列横波在某时刻的波形图,a、b、c、d为介质中的四个质点,a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半。四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad,速度大小分别为va、vb、vc、vd,则()A.ac<ab<aa=ad B.ac>ab>aa=ad=0C.va=vd>vb>vc D.va=vd<vb<vc答案：AD解析：质点所受回复力的大小与位移的大小成正比,因而加速度的大小与位移的大小成正比,所以这四个质点的加速度大小关系为aa=ad>ab>ac,A正确,B错误;质点越靠近平衡位置速度越大,位移越大则速度越小,四个质点的速度大小关系为va=vd<vb<vc,C错误,D正确。004体系构建波源、介质---机械波---横波、纵波005记忆清单一、波的形成★学习聚焦：波的形成：带动波的传播：波形整体平移二、横波和纵波★学习聚焦：形成横波靠拉力，形成纵波靠挤压作用。三、机械波★学习聚焦：波是传递能量的一种方式。00601强化训练1．下列关于纵波的说法中,正确的是()A.在纵波中,波的传播方向就是波中质点的移动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷答案：B解析：纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,纵波有疏部和密部,故选项B正确。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【解析】波的形成需要波源和介质，当波源突然停止振动时，先是离波源较近的质点停止振动，较远的质点仍在振动，但一会儿也会停止振动．C项正确．3.某地区地震波中的横波和纵波的传播速率分别约为4km/s和9km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)。在一次地震中,震源在地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则()A.P先开始振动,震源距地震仪约36kmB.P先开始振动,震源距地震仪约25kmC.H先开始振动,震源距地震仪约36kmD.H先开始振动,震源距地震仪约25km答案：A解析：横波速度小于纵波速度,所以P先开始振动。可得x=36km,则A正确,B、C、D错误。4.下列关于波的现象的说法中正确的是()A.只要有机械波产生,一定可以找到产生机械波的波源B.把小石头扔到平静的湖水里,水面上便会激起水波,水波将促使水面上的漂浮物向远方运动C.某空间找不到机械波,则在这一空间一定没有波源D.横波与纵波,其质点的振动方向不同,因此,横波和纵波不可能沿同一方向传播答案：A解析：有机械波存在就一定有波源和介质,所以A项正确;若只有波源而无介质,也不能产生机械波,所以C项错误;丢石块可以使漂浮物远去,但这不是激起的水波所产生的效果,如果仅靠水波,漂浮物只可能在原位置附近上下振动,所以B项错误;横波和纵波可沿同一方向传播,所以D项错误。5.下面关于横波、纵波的说法中正确的是()A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波B.由于横波、纵波中质点的振动方向与波的传播方向的关系不同,因此横波、纵波不可能沿同一方向传播C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等D.在固体中传播的波一定是横波答案：A解析：同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波,如地震波。虽然这两种波中质点的振动方向与波传播方向的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播。在同一介质中,横波和纵波传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波传播得快。在固体中传播的波可能是横波,也可能是纵波,故选A。6.（多选）关于机械波的以下说法中,正确的是()A.波动发生需要两个条件:波源和介质B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程C.波动过程是能量由近及远传递的过程D.波源与介质质点的振动都是自由振动答案：AC解析：波源(即振源)振动时,依靠介质中质点间的相互作用力带动周围各质点振动起来,形成机械波。组成介质的各质点只在平衡位置附近振动,并不随波迁移,仅把振源的振动形式和能量传播开来。介质质点之间的相互作用力带动相邻的质点振动,是受迫振动,故介质质点的振动不是自由振动。故选A、C。7．（多选）如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点，的运动方向向下，则（）．A．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【答案】A、C、D【解析】由“带动”法可知，已知F向下振动，其相邻的前边的质点一定在下边，即可知波的传播方向向左．因此质点D、E的运动方向也向下，而质点A、B、H的运动方向向上．故A选项正确．B选项错误．质点F、H相对各自平衡位置的位移相同，由机械振动的运动学特征a=－kx／m，可知两质点的加速度相同．D选项正确．质点C直接从最大位移处回到平衡位置，即tC=T／4；而质点B要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故tB＞T／4=tC．C选项正确．8.（多选）如图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间的距离相等,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开始计时,经过T/4,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是()A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点9起振最晚B.图中所画出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起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后D.只要图中所有的质点都已振动了,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发生的是第98次振动答案：ACD解析：从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,起振方向向下,但起振时刻最晚,故选项A正确,选项B错误;质点7与质点8相比较,质点7靠近波源,质点7先振动,质点8后振动,故选项C正确;质点9比质点1晚2T开始振动,一旦质点9起振后,1、9振动步调就完全一致,故选项D正确。9．如图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。答案a、b、h向上,c、g无速度,d、e、f向下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。题图中质点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点为参考点,由波的传播方向和传播的特点可知d点相对于c点为后一质点,d点的振动滞后于c,要追随移动到负的最大位移处,所以速度方向向下,e、f依次跟上,速度方向都向下;b的振动超前,已从负的最大位移回振,所以速度方向向上;a超前b,已回到平衡位置,速度最大,方向也向上;同理以g为参考点,可知h点速度方向向上。

第2课波的描述学习目标学习目标课程标准学习目标能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。1．能区分波动图像与振动图像，会在横波的图像上找出波长、振幅，不要求用图像描述纵波。2．知道波长、波速的含义。3．知道波的周期和频率由波源决定，而波速与介质的性质有关。4．能在具体情境中应用波速、频率（周期）、波长三者的关系分析解决问题。002预习导学（一）课前阅读：波源、介质、横波、纵波（二）基础梳理一、波的图像1、坐标轴：横轴表示各质点的，纵轴表示该时刻各质点的.2、物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开的位移.3、简谐波特点：【概念衔接】简谐运动的图像、波源、介质、横波、纵波【拓展补充】简谐波【即学即练】1.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是()A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．此时K质点沿y轴正方向运动C．此时K质点的速度比L质点的小D．此时K质点的加速度比L质点的小2.如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1s时的波形图.已知平衡位置在x＝6m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变.传播方向沿x轴________(填“正方向”或“负方向”).【微点拨】可以从两个角度进行分析：质点振动角度、波形整体平移角度二、波长、频率和波速1．机械波的传播特点①介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和的振动频率和周期相同.②波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个的距离，v＝.2.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是的两个质点间的距离.①在横波中，两个波峰(或波谷)间的距离等于。②在纵波中，两个密部(或疏部)中央间的距离等于。(2)波速v：波在介质中的传播速度，由本身的性质决定.(3)频率f：由波源决定，等于波源的.(4)波长、波速和频率的关系：.【概念衔接】周期、同相质点、反相质点、全振动【拓展补充】振动步调【即学即练】1．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x＝eq\f(5,4)λ处质点的振动方程为y＝Acos(eq\f(2π,T)t)，则t＝eq\f(3,4)T时刻的波形图正确的是()2、（多选）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s.下列说法正确的是()A.该水面波的频率为6HzB.该水面波的波长为3mC.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【微点拨】质点并不随波迁移三、多解问题1.波的周期性(1)质点振动nT(n＝0,1,2,3，…)时，波形.(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总.2.波的传播方向与质点振动方向的互判波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线。【拓展补充】1.波动问题多解的主要因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。②空间周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确。(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定。②振动方向双向性：质点振动方向不确定。2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件关系的Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。【即学即练】1、在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图象.已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速.2、在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿x轴正方向传播，t1秒时刻的波形用实线表示，t2秒(t2>t1)时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于x＝18m处，则下列说法正确的是()A．该简谐横波的波长可能为6mB．该波的波速大小一定为eq\f(4,t2－t1)m/sC．在t1秒时刻至t2秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成D．根据图像无法判断质点Q的起振方向（三）预习作业1．判断正误：(1)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。()(2)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。()(3)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。()(4)波速表示介质中质点振动的快慢。()2．（多选）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图象，已知波的传播速度v＝2.0m/s，关于图象中a、b两处的质点，下列说法中正确的是()A.a处的质点此时具有沿y轴正方向的最大速度B.a处的质点再经0.15s具有沿y轴正方向的最大加速度C.a处的质点再经1.55s具有最大动能D.在波的形成过程中，a处的质点振动0.15s，b处的质点开始振动003探究提升环节一波的图像思考：1．可以获取哪些信息？2．简谐波的特点？问题探究1：（多选）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，下列说法正确的是()A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置环节二两种图像综合问题探究2：如图所示，图甲是t＝5s时刻一简谐横波沿x轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图象，则()A.该列波的波速为4m/sB.图乙可能是质点b的振动图象C.质点c的振动方程为y＝6sin(eq\f(πt,2)＋π)cmD.t＝10s时，a点的振动方向向上环节三空间周期性导致多解问题探究3：（多选）一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T。已知为t＝0时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是()A．该列简谐横波波长可能为150cmB．该列简谐横波波长可能为12cmC．当质点b的位移为＋2cm时，质点a的位移为负D．在t＝eq\f(5T,12)时刻质点b速度最大E．质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反环节四时间周期性导致多解问题探究4：如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形.(1)写出这列波的波速表达式；(2)若波速大小为74m/s，波速方向如何？环节五波传播的双向性导致多解问题探究5：一列简谐横波在x轴上传播，如图所示，实线是这列波在t1＝0.1s时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.2s时刻的波形，求：(1)如果此波沿x轴正方向传播，波速的最小值；(2)如果此波沿x轴负方向传播，波速的可能值．004体系构建1．振动图像与波的图像的比较振动图像波的图像图像物理意义表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各质点的位移图像信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图像变化随时间推移，图像延续，但已有形状不变随时间推移，图像沿传播方向平移形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作、表情的集体照片2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向005记忆清单一、机械波传播特点★学习聚焦：(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。(4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离。二、简谐波的描述★学习聚焦：波速公式v＝eq\f(λ,T)＝λf的理解(1)波速v：机械波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定，与波源的周期T无关。(2)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。各个质点振动的频率等于波源的振动频率。三、两种图像★学习聚焦：求解波的图像与振动图像综合问题三关键(1)分清振动图像与波的图像。此步骤最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图像，横坐标为t则为振动图像。(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。(3)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。四、多解问题★学习聚焦：1．传播方向双向性：波的传播方向不确定。2．振动方向双向性：质点振动方向不确定。3．时间、空间周期性。4．在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点的振动情况，而其余信息均处于隐含状态。这样，波形就有多种可能情况，形成波动问题的多解。00601强化训练1．如图，两种不同材料的弹性细绳在O处连接，t＝0时刻开始从平衡位置向上抖动O点，形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波①和②，5s时O点第二次到达波峰，此时绳上距离O点5m处的质点A第一次到达波峰，已知波②的传播速度为1.5m/s，OB间距离为9m，下列说法正确的是()A.B点的振动周期为5sB.波①的传播速度为1m/sC.波②的波长为9mD.B点起振时，A点处于平衡位置2．在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x＝12m处，波形图像如图所示，则()A．此后再经6s该波传播到x＝24m处B．M点在此后第3s末的振动方向沿y轴负方向C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D．此后M点第一次到达y＝－3m处所需时间是2s3.（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于x＝0位置，t＝0时刻波源开始沿y轴振动，经过0.15s时波形如图所示.下列说法正确的是()A.该波的波长为50cmB.该波的传播速度为eq\f(8,3)m/sC.此时图中x＝40cm处的质点开始沿y轴正方向运动D.此后1s内，x＝20cm处的质点通过的路程为1.2mE.此后再经过0.125s，x＝60cm处的质点第一次出现在波谷位置4.（多选）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝0.2s时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，图乙是P质点的振动图象，下列说法正确的是()A.这列波的传播方向沿x轴正方向B.这列波的传播速度为15m/sC.t＝0.1s时质点Q处于平衡位置正在向上振动D.P、Q两质点在任意时刻加速度都不可能相同E.P、Q两质点在某些时刻速度可能相同5.如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。当甲运动到波峰时，乙恰好运动到波谷，此时甲、乙之间只有一个波峰。观察到甲从第1次到达波峰与第11次到达波峰的时间间隔为20s，则该水波()A．振幅为4.5m B．波长为3mC．频率为2Hz D．波速为2.25m/s6.(多选)一列简谐横波沿x轴传播，在t＝0时刻和t＝1s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x＝0处的质点在0～1s内运动的路程为4.5cm。下列说法正确的是()A．波沿x轴正方向传播B．波源振动周期为1.1sC．波的传播速度大小为13m/sD．t＝1s时，x＝6m处的质点沿y轴负方向运动7.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～4s内的振动图像如图(a)所示，已知波的传播速度为0.5m/s。(1)求这列横波的波长；(2)求波源在4s内通过的路程；(3)在图(b)中画出t＝4s时刻的波形图。8.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，图(a)是t＝0时刻的波形图，图(b)和图(c)分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是()A.eq\f(1,3)mB．eq\f(2,3)mC．1m D．eq\f(4,3)m9．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是()A．这列波的波速可能为50m/sB．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cmC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cmD．若周期T＝0.8s，则在t＋0.5s时刻，质点b、P的位移相同10.(多选)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1＝1m和x2＝7m处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是()A．7m/sB．2m/sC．1.2m/s D．1m/s11.水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”的美感，这一过程其实就是机械波的传播.现有一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示.经过0.5s后的波形如图中的虚线所示.已知波的周期为T，且0.25s<T<0.5s，则()A.当波向－x方向传播时，波速等于10m/sB.不论波向x轴哪一方向传播，在这0.5s内x＝1m处的质点M通过的路程都相等C.当波沿＋x方向传播时，x＝1m处的质点M和x＝2.5m处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等D.当波沿－x方向传播，经过0.1s时，质点M离开平衡位置的位移一定为零

第2课波的描述学习目标学习目标课程标准学习目标能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。1．能区分波动图像与振动图像，会在横波的图像上找出波长、振幅，不要求用图像描述纵波。2．知道波长、波速的含义。3．知道波的周期和频率由波源决定，而波速与介质的性质有关。4．能在具体情境中应用波速、频率（周期）、波长三者的关系分析解决问题。002预习导学（一）课前阅读：波源、介质、横波、纵波（二）基础梳理一、波的图像1、坐标轴：横轴表示各质点的，纵轴表示该时刻各质点的.2、物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开的位移.3、简谐波特点：答案：1、坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移.2、物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移.3、简谐波特点：波的图像是正弦曲线，质点做简谐运动。【概念衔接】简谐运动的图像、波源、介质、横波、纵波【拓展补充】简谐波【即学即练】1.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是()A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．此时K质点沿y轴正方向运动C．此时K质点的速度比L质点的小D．此时K质点的加速度比L质点的小解析：选D由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则此时K质点应沿y轴负方向运动，再根据“上、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；由于质点在竖直方向做机械振动，根据F＝－ky＝ma，结合波动图像可看出yL＞yK，则此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。2.如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1s时的波形图.已知平衡位置在x＝6m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变.传播方向沿x轴________(填“正方向”或“负方向”).答案负方向解析根据x＝6m处的质点在0到0.1s时间内运动方向不变，可知波沿x轴负方向传播【微点拨】可以从两个角度进行分析：质点振动角度、波形整体平移角度二、波长、频率和波速1．机械波的传播特点①介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和的振动频率和周期相同.②波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个的距离，v＝.2.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是的两个质点间的距离.①在横波中，两个波峰(或波谷)间的距离等于。②在纵波中，两个密部(或疏部)中央间的距离等于。(2)波速v：波在介质中的传播速度，由本身的性质决定.(3)频率f：由波源决定，等于波源的.(4)波长、波速和频率的关系：.答案：1、机械波的传播特点①介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同.②波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，v＝eq\f(λ,T)＝λf.2.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离.①在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长。②在纵波中，两个相邻密部(或疏部)中央间的距离等于波长。(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定.(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率.(4)波长、波速和频率的关系：v＝eq\f(λ,T)＝λf.【概念衔接】周期、同相质点、反相质点、全振动【拓展补充】振动步调【即学即练】1．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x＝eq\f(5,4)λ处质点的振动方程为y＝Acos(eq\f(2π,T)t)，则t＝eq\f(3,4)T时刻的波形图正确的是()答案D解析t＝0时，代入振动方程可得x＝eq\f(5,4)λ处的质点位于波峰(y＝A)，则x＝0处质点恰好位于y＝0的平衡位置，其波形如图中实线所示.经t＝eq\f(3,4)T时，x＝0处质点恰振动到最低点，t＝eq\f(3,4)T时的波形如图中虚线所示，选项D正确.2、（多选）某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s.下列说法正确的是()A.该水面波的频率为6HzB.该水面波的波长为3mC.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移答案BD解析从第1个波峰到第10个波峰经历了9个波形，时间间隔为15s，所以其振动周期为T＝eq\f(15,9)s＝eq\f(5,3)s，频率为f＝eq\f(1,T)＝0.6Hz，A错误；波长λ＝vT＝1.8×eq\f(5,3)m＝3m，B正确；波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，C错误，D正确.【微点拨】质点并不随波迁移三、多解问题1.波的周期性(1)质点振动nT(n＝0,1,2,3，…)时，波形.(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总.2.波的传播方向与质点振动方向的互判波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线。答案：1.波的周期性(1)质点振动nT(n＝0,1,2,3，…)时，波形不变.(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反.2.波的传播方向与质点振动方向的互判波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。【拓展补充】1.波动问题多解的主要因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。②空间周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确。(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定。②振动方向双向性：质点振动方向不确定。2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件关系的Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。【即学即练】1、在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图象.已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速.答案见解析解析由振动图象得质点振动周期T＝0.4s，若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间Δt＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0,1,2,3，…)，所以A、B间的距离为Δs＝vΔt＝eq\f(λ,T)Δt＝nλ＋eq\f(3,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝eq\f(4Δs,4n＋3)＝eq\f(16,4n＋3)m，因为λ>2m，所以n＝0,1当n＝0时，λ1＝eq\f(16,3)m，v1＝eq\f(λ1,T)＝eq\f(40,3)m/s，当n＝1时，λ2＝eq\f(16,7)m，v2＝eq\f(λ2,T)＝eq\f(40,7)m/s.若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间Δt＝nT＋eq\f(1,4)T(n＝0,1,2,3，…)，所以A、B间的距离为Δs＝nλ＋eq\f(1,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，则波长为λ＝eq\f(4Δs,4n＋1)＝eq\f(16,4n＋1)m因为λ>2m，所以n＝0,1当n＝0时，λ1＝16m，v1＝40m/s，当n＝1时，λ2＝eq\f(16,5)m，v2＝8m/s.2、在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿x轴正方向传播，t1秒时刻的波形用实线表示，t2秒(t2>t1)时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于x＝18m处，则下列说法正确的是()A．该简谐横波的波长可能为6mB．该波的波速大小一定为eq\f(4,t2－t1)m/sC．在t1秒时刻至t2秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成D．根据图像无法判断质点Q的起振方向[解析]由波形图可知，波长λ＝8m，故A错误；波沿x轴正方向传播，位移为x＝nλ＋eq\f(λ,2)＝(8n＋4)m(n＝0,1,2,3，…)，则波速为v＝eq\f(x,Δt)＝eq\f(8n＋4,t2－t1)m/s(n＝0,1,2，3，…)，则当n＝0时，波速为eq\f(4,t2－t1)m/s，不是一定为eq\f(4,t2－t1)m/s，故B错误；在t1～t2时间内，若是在一个周期内，则质点M是先加速、后减速，若是包含多个周期则由多个运动阶段组成，不仅是两段过程组成，故C错误；t1、t2时刻不是0时刻的图像，故无法判断O点的起振方向，也就无法判断质点Q的起振方向，故D正确。[答案]D（三）预习作业1．判断正误：(1)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。()(2)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。()(3)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。()(4)波速表示介质中质点振动的快慢。()答案：(1)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。(×)(2)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。(√)(3)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。(×)(4)波速表示介质中质点振动的快慢。(×)2．（多选）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图象，已知波的传播速度v＝2.0m/s，关于图象中a、b两处的质点，下列说法中正确的是()A.a处的质点此时具有沿y轴正方向的最大速度B.a处的质点再经0.15s具有沿y轴正方向的最大加速度C.a处的质点再经1.55s具有最大动能D.在波的形成过程中，a处的质点振动0.15s，b处的质点开始振动答案ABD解析因波沿x轴正方向传播，根据“平移法”可知，a处的质点此时具有沿y轴正方向的最大速度，选项A正确；因周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.4,2.0)s＝0.2s，可知a处的质点再经0.15s＝eq\f(3,4)T时到达最低点，此时具有沿y轴正方向的最大加速度，选项B正确；a处的质点再经1.55s在最低点，此时动能为0，选项C错误；因a、b两质点的平衡位置相差eq\f(3,4)λ，则在波的形成过程中，两质点开始起振的时间相差eq\f(3,4)T＝0.15s，即a处的质点振动0.15s，b处的质点开始振动，选项D正确.003探究提升环节一波的图像思考：1．可以获取哪些信息？答案：振幅、波长、某个质点的位移、方向互判2．简谐波的特点？答案：波的图像是正弦曲线，质点做简谐运动。问题探究1：（多选）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，下列说法正确的是()A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置解析：选BCE由图像可知简谐横波的波长为λ＝4m，A项错误；波沿x轴正向传播，t＝0.5s＝eq\f(3,4)T，可得周期T＝eq\f(2,3)s、频率f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz，波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s，B、C项正确；t＝0时刻，x＝1m处的质点在波峰，经过1s＝eq\f(3,2)T，一定在波谷，D项错误；t＝0时刻，x＝2m处的质点在平衡位置，经过2s＝3T，质点一定经过平衡位置，E项正确。环节二两种图像综合问题探究2：如图所示，图甲是t＝5s时刻一简谐横波沿x轴正方向传播的波形图，图乙为这列波上某质点的振动图象，则()A.该列波的波速为4m/sB.图乙可能是质点b的振动图象C.质点c的振动方程为y＝6sin(eq\f(πt,2)＋π)cmD.t＝10s时，a点的振动方向向上答案C解析由题图甲可得λ＝8m，由题图乙可得T＝4s，所以横波的波速为v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，故A错误；由题图甲可知t＝5s时，质点b位于平衡位置且向上振动，由题图乙可知，5s时质点处于波峰位置，故B错误；由题图甲可知，质点c的振动方程y＝6sin(eq\f(π,2)t＋π)cm，故C正确；t＝5s时质点a处于波峰，经过5s＝(1＋eq\f(1,4))T，质点a运动到平衡位置且向下振动，故D错误.环节三空间周期性导致多解问题探究3：（多选）一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T。已知为t＝0时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是()A．该列简谐横波波长可能为150cmB．该列简谐横波波长可能为12cmC．当质点b的位移为＋2cm时，质点a的位移为负D．在t＝eq\f(5T,12)时刻质点b速度最大E．质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反[答案]ACD[解析]根据质点的振动方程：x＝Asinωt，设质点的起振方向向上，且a、b中间的距离小于1个波长，则b点：1＝2sinωt1，所以ωt1＝eq\f(π,6)，a点振动的时间比b点长，所以由1＝2sinωt2，得ωt2＝eq\f(5π,6)，a、b两个质点振动的时间差：Δt＝t2－t1＝eq\f(5π,6ω)－eq\f(π,6ω)＝eq\f(2π,3ω)＝eq\f(T,3)，所以a、b之间的距离：Δx＝vΔt＝v·eq\f(T,3)＝eq\f(λ,3)。则通式为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,3)))λ＝50cm，n＝0,1,2,3，…；则波长可以为λ＝eq\f(150,3n＋1)cm(n＝0,1,2,3，…)；当n＝0时，λ＝150cm，由于n是整数，所以λ不可能为12cm，故A正确，B错误。当质点b的位移为＋2cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点a在平衡位置下方，位移为负，故C正确。由ωt1＝eq\f(π,6)，得t1＝eq\f(π,6ω)＝eq\f(T,12)，当t＝eq\f(T,2)－t1＝eq\f(5T,12)时质点b到达平衡位置处，速度最大，故D正确。由题意及以上分析可知，a、b两质点间的距离不可能是半波长的整数倍，则两质点的速度不可能始终大小相等、方向相反，故E错误。环节四时间周期性导致多解问题探究4：如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形.(1)写出这列波的波速表达式；(2)若波速大小为74m/s，波速方向如何？答案见解析解析(1)由题图可知λ＝8m当波向右传播时，在Δt＝t2－t1时间内波传播的距离为s＝nλ＋eq\f(3,8)λ＝(8n＋3)m(n＝0,1,2…)波速为v＝eq\f(s,Δt)＝eq\f(8n＋3,0.5)m/s＝(16n＋6)m/s(n＝0,1,2…).当波向左传播时，在Δt＝t2－t1时间内波传播的距离为s＝nλ＋eq\f(5,8)λ＝(8n＋5)m(n＝0,1,2…)波速为v＝eq\f(s,Δt)＝eq\f(8n＋5,0.5)m/s＝(16n＋10)m/s(n＝0,1，2…).(2)若波速大小为74m/s，在Δt＝t2－t1时间内波传播的距离为s＝v·Δt＝74×0.5m＝37m.因为37m＝4λ＋eq\f(5,8)λ，所以波向左传播.环节五波传播的双向性导致多解问题探究5：一列简谐横波在x轴上传播，如图所示，实线是这列波在t1＝0.1s时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.2s时刻的波形，求：(1)如果此波沿x轴正方向传播，波速的最小值；(2)如果此波沿x轴负方向传播，波速的可能值．答案(1)30m/s(2)v＝(80k＋50)m/s(k＝0,1,2，3…)解析(1)由波形图知波长λ＝8m波沿x轴正方向传播时，传播距离Δx满足Δx＝kλ＋eq\f(3,8)λ(k＝0,1,2,3…)由v＝eq\f(Δx,Δt)知，当k＝0时波速取最小值．解得最小波速vmin＝30m/s(2)波沿x轴负方向传播时，传播距离Δx＝kλ＋eq\f(5,8)λ(k＝0,1,2,3…)由v＝eq\f(Δx,Δt)得v＝(80k＋50)m/s(k＝0,1,2,3…)004体系构建1．振动图像与波的图像的比较振动图像波的图像图像物理意义表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各质点的位移图像信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图像变化随时间推移，图像延续，但已有形状不变随时间推移，图像沿传播方向平移形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作、表情的集体照片2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向005记忆清单一、机械波传播特点★学习聚焦：(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。(4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离。二、简谐波的描述★学习聚焦：波速公式v＝eq\f(λ,T)＝λf的理解(1)波速v：机械波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定，与波源的周期T无关。(2)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。各个质点振动的频率等于波源的振动频率。三、两种图像★学习聚焦：求解波的图像与振动图像综合问题三关键(1)分清振动图像与波的图像。此步骤最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图像，横坐标为t则为振动图像。(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。(3)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。四、多解问题★学习聚焦：1．传播方向双向性：波的传播方向不确定。2．振动方向双向性：质点振动方向不确定。3．时间、空间周期性。4．在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点的振动情况，而其余信息均处于隐含状态。这样，波形就有多种可能情况，形成波动问题的多解。00601强化训练1．如图，两种不同材料的弹性细绳在O处连接，t＝0时刻开始从平衡位置向上抖动O点，形成以O点为波源向左和向右传播的简谐横波①和②，5s时O点第二次到达波峰，此时绳上距离O点5m处的质点A第一次到达波峰，已知波②的传播速度为1.5m/s，OB间距离为9m，下列说法正确的是()A.B点的振动周期为5sB.波①的传播速度为1m/sC.波②的波长为9mD.B点起振时，A点处于平衡位置答案D解析各质点振动周期和波源振动周期一致，波源的振动周期为T，根据O点t＝0时刻开始从平衡位置上振，5s时O点第二次到达波峰可知，eq\f(5,4)T＝5s，解得：T＝4s，故A错误；5s时距离O点5m处质点A第一次到达波峰，即波①从O传播到A用了4s，即v1＝eq\f(5,4)m/s＝1.25m/s，故B错误；波②的波长为λ2＝v·T＝1.5×4m＝6m，故C错误；传播到B点，需用时t＝eq\f(9,1.5)s＝6s，此时A振动了2s，即半个周期，刚好回到平衡位置，故D正确.2．在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x＝12m处，波形图像如图所示，则()A．此后再经6s该波传播到x＝24m处B．M点在此后第3s末的振动方向沿y轴负方向C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D．此后M点第一次到达y＝－3m处所需时间是2s解析：选A根据表达式y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))，得ω＝eq\f(π,2)，因此波的周期T＝eq\f(2π,ω)＝4s。由波形图像可得波长λ＝8m。从x＝12m的位置到x＝24m的位置传播距离为1.5λ，所用的时间为1.5T＝6s，选项A正确；M点经过eq\f(3,4)T时振动方向沿y轴正方向，选项B错误；波刚好传到12m处时，起振方向沿y轴正方向，则波源开始振动的方向也沿y轴正方向，选项C错误；M点从此位置第一次到达y＝－3m处所需的时间小于eq\f(T,2)＝2s，选项D错误。3.（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于x＝0位置，t＝0时刻波源开始沿y轴振动，经过0.15s时波形如图所示.下列说法正确的是()A.该波的波长为50cmB.该波的传播速度为eq\f(8,3)m/sC.此时图中x＝40cm处的质点开始沿y轴正方向运动D.此后1s内，x＝20cm处的质点通过的路程为1.2mE.此后再经过0.125s，x＝60cm处的质点第一次出现在波谷位置答案BDE解析由题图可知eq\f(3,4)λ＝0.4m，可得λ＝eq\f(1.6,3)m，选项A错误；由题意可知eq\f(3,4)T＝0.15s，可得T＝0.2s，则波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,3)m/s，选项B正确；由波形图，结合“同侧法”可知，此时图中x＝40cm处的质点开始沿y轴负方向运动，选项C错误；此后1s＝5T内，x＝20cm处的质点通过的路程为5×4A＝20×6cm＝1.2m，选项D正确；当此时刻平衡位置在x＝eq\f(80,3)cm处的波谷传到x＝60cm位置时，x＝60cm处的质点第一次出现在波谷位置，所用时间t＝eq\f(x,v)＝eq\f(60－\f(80,3)×10－2,\f(8,3))s＝0.125s，选项E正确.4.（多选）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝0.2s时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，图乙是P质点的振动图象，下列说法正确的是()A.这列波的传播方向沿x轴正方向B.这列波的传播速度为15m/sC.t＝0.1s时质点Q处于平衡位置正在向上振动D.P、Q两质点在任意时刻加速度都不可能相同E.P、Q两质点在某些时刻速度可能相同答案BCE解析题图甲是t＝0.2s时的波形图，题图乙是P质点的振动图象，在t＝0.2s时，质点P沿y轴负方向传播，根据波动规律可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图甲确定波长λ＝6.0m，由题图乙确定周期T＝0.4s，根据波长、波速和周期的关系可知v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(6.0,0.4)m/s＝15m/s，故B正确；t＝0.2s时，质点Q处于波峰，则t＝0.1s＝eq\f(T,4)时，质点Q处于平衡位置向上振动，故C正确；质点P、Q的平衡位置相隔eq\f(3,4)λ，当质点P、Q关于波谷或波峰对称分布时，位置相同，加速度相同，故D错误；t＝0.2s时，质点P向下运动，质点Q也向下运动，在某些时刻速度可能相同，故E正确.5.如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。当甲运动到波峰时，乙恰好运动到波谷，此时甲、乙之间只有一个波峰。观察到甲从第1次到达波峰与第11次到达波峰的时间间隔为20s，则该水波()A．振幅为4.5m B．波长为3mC．频率为2Hz D．波速为2.25m/s解析：选B根据题给条件无法得知浮标离开平衡位置的最大距离，故A错误；设波长为λ，则由题意可知eq\f(3,2)λ＝4.5m，解得λ＝3m，故B正确；设周期为T，则由题意可知10T＝20s，解得T＝2s，所以频率为f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，故C错误；波速为v＝eq