第3.1節(jié) 機(jī)械波的形成和傳播（解析版）

第三章·機(jī)械波第01節(jié)機(jī)械波的形成和傳播目目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問要點(diǎn)難易度1．機(jī)械波的形成條件：波源和介質(zhì)2．重要特征：各個(gè)質(zhì)點(diǎn)起振方向相同（同波源）3．周期（頻率）是由波源打算，波速是由介質(zhì)打算★★★★★知知識(shí)精講學(xué)問點(diǎn)01機(jī)械波基本概念1．機(jī)械波：由于介質(zhì)（固體或液體）之間力的相互作用，開頭振動(dòng)的點(diǎn)帶動(dòng)后面的點(diǎn)開頭振動(dòng)，由此振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。2．產(chǎn)生條件：a.波源；b.介質(zhì)開頭振動(dòng)的點(diǎn)叫波源，傳播振動(dòng)的媒介叫介質(zhì)。對(duì)比：電磁波傳播不需要介質(zhì)3．機(jī)械波形成示意圖★一個(gè)周期，波傳播一個(gè)波長★起振方向和振動(dòng)方向★一個(gè)周期，波傳播一個(gè)波長★起振方向和振動(dòng)方向①起振方向：各個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次振動(dòng)的方向②質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向隨時(shí)間而變化，有時(shí)向上，有時(shí)向下③起振方向都是向上，同波源的起振方向4．機(jī)械波傳遞：(1)振動(dòng)形式；(2)傳遞能量；(3)信息5．波的分類：橫波和縱波(1)橫波特征：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直。其中，最高點(diǎn)叫波峰，最低點(diǎn)叫波谷。(2)縱波特征：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線上。較密的部分叫密部，較疏的部分叫疏部。6．機(jī)械波的特征(1)質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置四周振動(dòng)，傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，并不隨波遷移．(2)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期均與波源的振動(dòng)周期相同．(3)各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均與波源的起振方向相同．(4)若波源停止振動(dòng)，它已引起的振動(dòng)將連續(xù)傳播．【例1】關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是（）（A）機(jī)械波在真空中也能傳播（B）在波的傳播過程中，介質(zhì)和運(yùn)動(dòng)形式一起傳播（C）波的傳播過程也是能量的傳播過程（D）波源停止振動(dòng)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)馬上停止振動(dòng)【答案】C【解析】機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，A錯(cuò)誤；波的傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置振動(dòng)，不隨波而傳播，B錯(cuò)誤；波的傳播是信息和能量的傳播，C正確；波源停止振動(dòng)，波還會(huì)連續(xù)傳播，D錯(cuò)誤。【例2】如圖是以質(zhì)點(diǎn)P為波源的機(jī)械波在繩上傳到質(zhì)點(diǎn)Q時(shí)的波形。P點(diǎn)從平衡位置剛開頭振動(dòng)時(shí)，是向___________（填寫“上”或者“下”）運(yùn)動(dòng)的。若質(zhì)點(diǎn)P停止振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)Q___________（填寫“會(huì)”或者“不會(huì)”）馬上停止振動(dòng)?！敬鸢浮?/p>

下

不會(huì)【詳解】[1]波傳播方向上質(zhì)點(diǎn)起振方向和波源起振方向相同，同側(cè)法推斷向下起振，則P點(diǎn)也是向下起振。[2]若P停止振動(dòng)，不再產(chǎn)生新的波，而P、Q之間已經(jīng)產(chǎn)生的波會(huì)向左傳播，所以Q不會(huì)馬上停止振動(dòng)。鞏鞏固練習(xí)1.下列關(guān)于電磁波和聲波的說法正確的是（）（A）電磁波是橫波，聲波是縱波（B）電磁波跟聲波一樣，只能在介質(zhì)中傳播（C）麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并用試驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在（D）航天員講話時(shí)畫面能與聲音同步，說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度【答案】A【詳解】A．電磁波的傳播和振動(dòng)垂直是橫波，聲波的振動(dòng)和傳播平行則是縱波，故A正確；B．電磁波的傳播不依靠介質(zhì)，聲波是機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播，故B錯(cuò)誤；C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用試驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤；D．航天員講話時(shí)畫面能與聲音同步，但電磁波的速度為光速，聲波的傳播速度為340m/s，兩者差距很大，故D錯(cuò)誤；2.沿繩傳播的一列機(jī)械波，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)()A．繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，橫波馬上消逝B．繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，縱波馬上消逝C．離波源較近的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng)D．離波源較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，較近的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng)【答案】C振動(dòng)產(chǎn)生波動(dòng)【解析】波形成后，假如波源停止振動(dòng)，波不會(huì)馬上消逝，繩子是橫波，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；波源的能量不斷向遠(yuǎn)處傳播，故離波源較近的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3．振源A帶動(dòng)細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡諧運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻繩上形成的波形如圖所示。規(guī)定繩上質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閤軸的正方向，則P點(diǎn)的振動(dòng)圖象是()【答案】B起振方向【解析】由“帶動(dòng)法”可知此時(shí)P點(diǎn)從平衡位置開頭向下運(yùn)動(dòng)，B正確。4．(多選)如圖甲所示，波源S從平衡位置開頭上、下振動(dòng)，沿y軸方向，向上為y軸正方向，產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播，經(jīng)過0.1s后，沿波的傳播方向上距S為2m的P點(diǎn)開頭振動(dòng)．若以P點(diǎn)開頭振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)，P點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是()A．波源S最初是向下振動(dòng)的 B．t＝0.2s時(shí)P點(diǎn)向上振動(dòng)C．0～0.1s時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為2m D．t＝0.6s時(shí)P點(diǎn)處于波峰【答案】AB起振方向【解析】P點(diǎn)的起振方向向下，則波源開頭振動(dòng)的方向也向下，選項(xiàng)A正確；依據(jù)振動(dòng)圖象可知，t＝0.2s時(shí)P點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，選項(xiàng)B正確；質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，0～0.1s時(shí)間內(nèi)P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為一個(gè)振幅，大小未知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依據(jù)P點(diǎn)的振動(dòng)圖象可知t＝0.6s時(shí)P點(diǎn)處于平衡位置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．(多選)一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)A的受力，下列說法正確的是()A．假如波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向上的作用力B．假如波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向下的作用力C．假如波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向上的作用力D．假如波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)A受到向下的作用力【答案】BD回復(fù)力指向平衡點(diǎn)【解析】無論波向右或向左傳播，回復(fù)力始終指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)A的回復(fù)力是由相鄰質(zhì)點(diǎn)對(duì)A的作用力供應(yīng)的，故B、D項(xiàng)正確．波向右傳播，則A速度減小，F(xiàn)指向平衡點(diǎn)；向左反之。6.地震以波的形式傳播，地震波有縱波和橫波之分，若a、b兩處與c處分別相距300km和200km，c處地下15km處發(fā)生地震，則（已知在地表四周縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度）（）（A）c處居民會(huì)感到先水平搖動(dòng)，后上下顛簸（B）地震波是橫波（C）地震波傳到a處時(shí)，振動(dòng)方向垂直于地面（D）a、b兩處猛烈程度可能不同【答案】D【詳解】A．c處地下15km處發(fā)生地震，由于縱波速度大于橫波速度，因此縱波比橫波先到達(dá)c處，且縱波與傳播方向平行，而橫波與傳播方向垂直，所以c處居民會(huì)感到先上下顛簸，后水平搖動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．由于地震波有橫波、縱波之分，二者同時(shí)發(fā)生，故B錯(cuò)誤；C．由于地震波是一種彈性波，它可以從不同方向向四周傳播，故當(dāng)?shù)卣鸩▊鞯絘處時(shí)，橫波振動(dòng)沿水平方向，縱波振動(dòng)方向與地面斜交，故C錯(cuò)誤；D．一次地震只有一個(gè)震級(jí)，a,b距離不同，地震猛烈程度可能不同，故D正確。7.關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是（）（A）機(jī)械波在真空中也能傳播（B）在波的傳播過程中，介質(zhì)和運(yùn)動(dòng)形式一起傳播（C）波的傳播過程也是能量的傳播過程（D）波源停止振動(dòng)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)馬上停止振動(dòng)【答案】C【詳解】A．真空中沒介質(zhì)，故機(jī)械波在在真空中不能傳播，故A錯(cuò)誤；B．機(jī)械波傳播的是運(yùn)動(dòng)形式，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置四周振動(dòng)，不隨波遷移，故B錯(cuò)誤；C．機(jī)械波在傳播振動(dòng)形式的過程中，同時(shí)將能量由近及遠(yuǎn)傳遞，故C正確；D．若波源停止振動(dòng)，已形成的波不會(huì)馬上消逝，仍沿原方向連續(xù)傳播，故D錯(cuò)誤。8.下列關(guān)于機(jī)械波的說法正確的是（）（A）只要有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)就肯定能產(chǎn)生氣械波（B）縱波有波峰和波谷，橫波有疏部和密部（C）波不僅可以傳遞信息和能量，質(zhì)點(diǎn)還可以隨波遷移（D）機(jī)械波的傳播必需依靠介質(zhì)【答案】D【詳解】A．有振源和介質(zhì)才能形成機(jī)械波，故A錯(cuò)誤；B．縱波有疏部和密部，橫波有波峰和波谷，故B錯(cuò)誤；C．波可以傳遞信息和能量，但質(zhì)點(diǎn)不能隨波遷移，故C錯(cuò)誤；D．機(jī)械波的傳播必需依靠介質(zhì)，故D正確。9. t=0時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)O處的質(zhì)點(diǎn)由平衡位置沿y軸正方向開頭做周期為0.4s的振動(dòng)，在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負(fù)兩方向傳播的簡諧橫波。t=0.6s時(shí)的波形圖是（）（A） （B）（C） （D）【答案】C【詳解】波源在坐標(biāo)原點(diǎn)，所以向左傳播的波和向右傳播的波關(guān)于y軸對(duì)稱:t=0.6s=1.5T依據(jù)機(jī)械波的周期性可知，在t=0.6s時(shí)，波源正處在平衡位置向下振動(dòng)，而后一質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，順著波的傳播方向上坡下振。故選C。10.沿繩傳播的一列橫波，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)（設(shè)繩無限長，且波傳播過程無能量損失）（）（A）繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，波同時(shí)消逝（B）離波源較近的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，直到全部質(zhì)點(diǎn)全部停止振動(dòng)（C）離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，直到全部質(zhì)點(diǎn)全部停止振動(dòng)（D）以上說法都不對(duì)【答案】D【詳解】當(dāng)波源振動(dòng)后，通過介質(zhì)將波源的振動(dòng)形式傳遞出去的同時(shí)，將能量也傳遞出去了．當(dāng)波源停止振動(dòng)后，傳出去的能量不會(huì)消逝，當(dāng)沒有能量損失時(shí)，這種波的形式和能量連續(xù)存在并且將連續(xù)傳遞下去。故選D。11.關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向，下列說法中正確的是（）（A）在橫波中二者方向有時(shí)相同 （B）在橫波中二者方向肯定相同（C）在縱波中二者方向有時(shí)相同 （D）在縱波中二者方向肯定不同【答案】C【詳解】AB．在橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向肯定不同，故AB錯(cuò)誤；CD．在縱波中二者方向在同始終線上，既可以相同，也可以相反，故C正確，D錯(cuò)誤。12. 在機(jī)械波形成的過程中，以下說法正確的是（??）（A）媒質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)也沿波的方向傳播（B）媒質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并沒有傳播，只是在平衡位置四周往復(fù)運(yùn)動(dòng)（C）機(jī)械波是傳播能量的一種方式（D）機(jī)械波傳播的是機(jī)械振動(dòng)的形式【答案】BCD【詳解】AB．在機(jī)械波的傳播過程中，媒質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置來回振動(dòng)，不隨著波遷移，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程，它是傳遞能量的一種方式，同時(shí)波動(dòng)過程也是傳播的振動(dòng)這種形式，故CD正確。13. 關(guān)于機(jī)械波的形成和傳播，下列說法中正確的是（

）（A）物體做機(jī)械振動(dòng)，肯定產(chǎn)生氣械波（B）后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng)，只是時(shí)間落后一步（C）參與振動(dòng)的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率與波源頻率相同（D）