2025年高二物理同步培优讲练（人教版选择性必修第一册）3.1 波的形成（原卷版）

3.1波的形成

01学习目标

物理素养学习目标

1.物理观念：知道机械波、横波和纵波的概念，明确波峰、波谷、1.能用描点法作出横波的图像，理解

疏部和密部。波的图像的物理意义。

2.科学思维：通过实例观察知道机械波产生的条件及传播过程。2.理解波长、频率和波速的意义及其

3.科学探究：借助对波的传播过程的探究，区分横波和纵波。关系。

4.科学态度与责任：通过生活中的波动现象培养学生观察、分析、3.能判断波的传播方向和质点的振动

归纳的能力。方向。

重点关注：①机械振动与机械波②横波和纵波③振动形式、能量

02思维导图

03知识梳理

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、波的形成及特点

1．波：振动的__________称为波动，简称波。

2．波的形成(以绳波为例)

(1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着

__________的作用。

(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动。这个质点又__________更远一些

的质点…绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点__________一些开始振动，绳端

这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，整体上形成了凹凸相同的波形。

二、横波和纵波

1.横波：质点的振动方向与波的传播方向相互__________的波，如图甲。

2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在____________________的波，如图乙。

三、机械波

1．介质

(1)定义：波借以传播的物质。

(2)特点：组成介质的质点之间有__________，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。

2．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。

3．机械波的特点

(1)介质中有机械波传播时，介质本身并__________波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式。

(2)波是传递__________的一种方式。

(3)波可以传递__________。

（二）辨析

1.取一条较长的软绳,连续向上、向下抖动长绳,可以看到一列波产生和传播的情形,你能不能描述一下波的

形成过程?(注意体会“带动”“迟”的含义)

2.在水面上投一石块形成水波,则水面上的树叶能否随水波漂浮到远处?

3.振动和波的关系是什么?有振动是否一定有机械波?

4.机械波形成后,若波源停止振动,机械波会立即消失吗?

5.当地震发生时,地震波在地球内部和地表传播,有时使人感到左右摇晃,有时感到上下颠簸,由此可见地震波

是什么波?

6.声波是横波还是纵波?

04题型精讲

【题型一】波的形成及特点

【点拨】波动过程中各质点的运动特点

波动过程中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，机械波向前传播的是振动这种形式，同时也

可以传递能量和信息，其运动特点为：

(1)先振动的质点带动后振动的质点——“带动”

(2)后振动的质点重复前面质点的振动——“重复”

(3)后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态—“滞后”

【典型例题1】（23-24高二下·河南平顶山·阶段练习）如图所示是舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演．演

员手挽手排成一行，从右侧第一位演员开始，周期性地举起或放下手中的扇子，呈现出类似“波浪”的效

果，则下列说法正确的是（）

A．“波浪”是纵波

B．当演员举起或放下扇子的动作越频繁，“波浪”传播的速度一定越快

C．右侧第一位演员正在举起扇子

D．“波浪”向左传播，演员也随“波浪”向左移动

【对点训练1】（23-24高二下·山西太原·期末）体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上

下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是

（）

A．图中彩带上的质点a正在向下运动B．彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a

C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动D．由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波

【题型二】横波和纵波

【点拨】

名称

横波纵波

项目

在波动中，质点的振动方向和波的传播在波动中，质点的振动方向和波的传播

概念

方向相互垂直方向在同一条直线上

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)横波中,质点的振动方向在与波的传播方向垂直的平面内。

(2)纵波中,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,有时同向,有时反向。

(3)机械波中的横波只能在固体介质中传播,机械波中的纵波在固体、液体、气体介质中均能传播。

【典型例题1】（2024高三·全国·专题练习）一列波向右传播，经过某个有一串粒子的介质。如图所示为某

一时刻各粒子的位置，虚线为对应各粒子的平衡位置。以下关于该波在图示时刻说法正确的是（）

A．此波为纵波，波长为8cm

B．粒子8和10正朝同一方向运动

C．粒子3此时速度为零

D．粒子7和11的位移大小始终相同

【对点训练1】（20-21高二下·江西宜春·期中）如图所示为某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4.…为绳上

的一系列等间距的质点，绳处于水平方向，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，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，t=0时，质点1开始竖直向上运动，经过四分之

一周期，质点5开始运动，下列判断正确的是（）

TT

A．t时质点5的运动方向向下B．t时质点8的速度方向向上

42

3T

C．t时质点12的运动方向向下D．t=T时质点17开始向下运动

4

【题型三】机械波

【点拨】

1．机械波的特点

(1)机械波的传播离不开介质，没有介质就无法形成机械波。

(2)介质中各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。

(3)离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同。

(4)机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。

2．几种常见的波

(1)绳波是横波；

(2)空气中产生的声波是纵波；

(3)地震波中既有横波，又有纵波；

(4)水波既不是横波，也不是纵波，是一种比较复杂的机械波。

3．振动和波动的联系

名称振动波动

运动现象振动是单个物体所表现出的周波动是介质中大量的质点受到

而复始的运动现象扰动时,从扰动中心传播开来的

周而复始的运动现象

联系(1)振动是波的起因,波是振动的传播

(2)有波动一定有振动,有振动不一定有波动

4.“带动法”判断质点的振动方向

(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。

(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，

则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。

【典型例题1】（22-23高一下·上海黄浦·期末）关于振动和波的关系，正确说法是（）

A．物体做机械振动，一定产生机械波

B．某波的频率与传播该波的介质有关

C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止

D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同

【对点训练1】（23-24高二下·四川成都·期末）下列有关机械振动和机械波的说法正确的是（）

A．在频率相同的两列波的叠加区域中，某位置到两波源的距离相等，则该位置一定是振动加强点

B．简谐运动的平衡位置就是合外力为零的位置

C．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同

D．机械波中除振源外的各个质点通过受迫振动的形式传递能量和信息

05强化训练

【基础强化】

1．（23-24高二上·湖北·阶段练习）如图所示，一组学生在玩“人浪”游戏。学生手挽手排成一行，从左边第

一位同学开始，周期性地“下蹲、起立”，呈现类似波浪的效果。则（）

A．“人浪”是纵波

B．学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快

C．当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动

D．“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式

2．（23-24高二下·内蒙古·期末）关于机械波。下列说法正确的是（）

A．质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作纵波

B．机械振动在介质中传播，形成了机械波

C．在横波中，凸起的最高处叫作波谷

D．波可以传递能量，但不可以传递信息

3．（2024·北京朝阳·二模）关于机械振动和机械波，下列说法错误的是（）

A．机械波的传播一定需要介质

B．有机械波一定有机械振动

C．有机械振动一定有机械波

D．在波的传播过程中介质中的质点不随波迁移

4．（23-24高三下·河南·阶段练习改编）如图所示，上下抖动细绳一端，形成一列简谐横波，A、B为绳上

的两个质点，下列说法正确的是（）

A．图示时刻，质点A向下振动

B．图示时刻，质点A、B速度相同

C．经过一段时间，质点A会移动到质点B的位置

D．此形成的机械波为横波

【素养提升】

5．（21-22高二·全国·课时练习）如下图所示是振源O振动形成的机械波沿水平绳传播到质点P时，在绳

上形成的波形图。试问：

（1）振源O刚开始向什么方向振动？你是如何判断的？

（2）在绳上传播的波