3.1 波的形成 -2023-2024學年高二物理同步學與練（人教版2019）（含答案）

3.1波的形成-2023-2024學年高二物理同步學與練（人教版2019）（含答案）第1課波的形成學習目標學習目標課程標準學習目標通過觀察，認識波的特征。能區(qū)別橫波和縱波。1．通過觀察水波槽中浮子的運動或繩波的運動，認識波是振動和能量的傳播形式，在傳播過程中，介質粒子只是圍繞平衡位置振動，并不隨波發(fā)生移動。2．通過觀察和比較繩波和彈簧上的波，或者橫波、縱波發(fā)生演示器演示的波的傳播過程，區(qū)分橫波和縱波。3．學生站成一行，依次起立和下蹲來模擬橫波。002預習導學（一）課前閱讀：B型超聲檢查，其原理是運用高頻率聲波(超聲波)對人體內部組織、器官反射成像，可以觀察被檢組織的形態(tài)。如圖所示為海洋生態(tài)自動監(jiān)測浮標，可用于監(jiān)測水質和氣象等參數(shù)。一列水波沿海面?zhèn)鞑?，在波的傳播方向上相?.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標，兩浮標隨波上下運動。（二）基礎梳理一、波的形成（一）波源：介質中最部分。（二）波的產(chǎn)生原因1、離波源近的質點離波源遠的質點2、離波源遠的質點離波源近的質點的質點形式3、各質點的起振方式均與波源的起振方式（三）波的傳播特點①機械波傳播的只是振動的和，參與簡諧波的質點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波.②波傳到任意一點，該點的起振方向都和的起振方向相同.③介質中每個質點都做振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和的振動頻率和周期相同.（四）質點振動方向與波的傳播方向的關系：帶動法、微平移法、同側法【概念銜接】機械振動、簡諧運動、固有振動、阻尼振動、受迫振動、波源、介質、機械波【拓展補充】波源可阻尼振動，也可以受迫振動【即學即練】1、判斷題：（1）在機械波中各質點不隨波的傳播而遷移。()（2）機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。()2．一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是()A．樹葉慢慢向湖心運動B．樹葉慢慢向湖岸漂去C．在原處上下振動D．沿著波紋做圓周運動【微點撥】同學們可以下去動手試一下二、橫波和縱波1、橫波中，質點的振動方向與波的傳播方向。2、縱波中，質點的振動方向與波的傳播方向在。3、上下抖動繩子出現(xiàn)的機械波為________波；左右抖動彈簧出現(xiàn)的機械為________波．(填“縱”或“橫”)【概念銜接】機械波、橫波、縱波【拓展補充】純粹的橫波，只能在固體中形成?！炯磳W即練】1、判斷正誤：在水平方向傳播的波為橫波。()2.關于橫波和縱波,下列說法正確的是()A.對于縱波,質點的運動方向和波的傳播方向有時相同,有時相反B.對于縱波,質點的振動方向與波的傳播方向一定相同C.形成縱波的質點隨波一起遷移D.波源上下振動形成的波是橫波3、（多選）把一根長而軟的螺旋彈簧豎直提起來,手有規(guī)律地上下振動,則()A.在彈簧上形成一列機械波B.在彈簧上形成波峰和波谷C.彈簧上的質點自上而下振動D.彈簧上的機械波自上而下傳播【微點撥】形成橫波靠的是介質間的拉力作用。三、機械波機械波的形成條件①有發(fā)生機械振動的.②有傳播，如空氣、水等.【概念銜接】波源、介質、橫波、縱波【拓展補充】機械波是傳遞能量的一種方式【即學即練】關于振動和波的關系,下列說法正確的是()A.如果波源停止振動,在介質中傳播的波也立即停止B.發(fā)聲體在振動時,一定會產(chǎn)生聲波C.波動的過程是介質質點由近及遠的傳播過程D.波動的過程是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程（三）預習作業(yè)1．在敲響古剎里的大鐘時,有的同學發(fā)現(xiàn),停止對大鐘撞擊后,大鐘仍“余音未絕”,其原因是()A.大鐘的回聲B.大鐘在繼續(xù)振動C.人的聽覺發(fā)生了“暫留”D.大鐘雖停止振動,但空氣仍在振動2．（多選）下列關于橫波、縱波的說法正確的是()A.橫波中凸起的最高處叫波峰,凹下的最低處叫波谷B.質點振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波C.橫波和縱波傳播的都只是振動這種運動形式D.沿橫向傳播的波叫橫波,沿縱向傳播的波叫縱波003探究提升環(huán)節(jié)一波的形成思考：1．（多選）關于振動和波的關系，下列說法中正確的是（）．A．振動是波形成的原因，波是振動的傳播形式B．振動是單個質點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象C．波的傳播速度就是質點振動的速度D．波源停止振動時，波立即停止傳播2．如圖甲為波源1的振動圖像，圖乙為均勻介質中一些均勻分布等間距的質點在t=1s時的振動狀態(tài)．請在圖丙中畫出t=5s時質點的振動狀態(tài)．環(huán)節(jié)二橫波和縱波問題探究1：（多選）下列關于橫波與縱波的說法中,正確的是()A.聲波一定是縱波B.水波一定是橫波C.地震波既有橫波,也有縱波D.縱波既可以在固體中傳播,也可以在液體、氣體中傳播環(huán)節(jié)三機械波問題探究2：（多選）一列橫波沿繩子向右傳播,傳播過程無能量損失,某時刻繩子形成如圖所示的凹凸形狀。對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質點,下列說法正確的是()A.它們的振幅相同B.質點D和F的速度方向相同C.質點A和C的速度方向相同D.從此時算起,質點B比C先回到平衡位置問題探究3：（多選）如圖所示為一列橫波在某時刻的波形圖,a、b、c、d為介質中的四個質點,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。四個質點的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad,速度大小分別為va、vb、vc、vd,則()A.ac<ab<aa=ad B.ac>ab>aa=ad=0C.va=vd>vb>vc D.va=vd<vb<vc004體系構建波源、介質---機械波---橫波、縱波005記憶清單一、波的形成★學習聚焦：波的形成：帶動波的傳播：波形整體平移二、橫波和縱波★學習聚焦：形成橫波靠拉力，形成縱波靠擠壓作用。三、機械波★學習聚焦：波是傳遞能量的一種方式。00601強化訓練1．下列關于縱波的說法中,正確的是()A.在縱波中,波的傳播方向就是波中質點的移動方向B.縱波中質點的振動方向一定與波的傳播方向在同一條直線上C.縱波中質點的振動方向一定與波的傳播方向垂直D.縱波也有波峰和波谷2．沿繩傳播的一列機械波，當波源突然停止振動時（）．A．繩上各質點同時停止振動，橫波立即消失B．繩上各質點同時停止振動，縱波立即消失C．離波源較近的各質點先停止振動，較遠的各質點稍后停止振動D．離波源較遠的各質點先停止振動，較近的各質點稍后停止振動3.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波的傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖所示)。在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動,則()A.P先開始振動,震源距地震儀約36kmB.P先開始振動,震源距地震儀約25kmC.H先開始振動,震源距地震儀約36kmD.H先開始振動,震源距地震儀約25km4.下列關于波的現(xiàn)象的說法中正確的是()A.只要有機械波產(chǎn)生,一定可以找到產(chǎn)生機械波的波源B.把小石頭扔到平靜的湖水里,水面上便會激起水波,水波將促使水面上的漂浮物向遠方運動C.某空間找不到機械波,則在這一空間一定沒有波源D.橫波與縱波,其質點的振動方向不同,因此,橫波和縱波不可能沿同一方向傳播5.下面關于橫波、縱波的說法中正確的是()A.同一波源在同一介質中形成的機械波中可同時具有橫波和縱波B.由于橫波、縱波中質點的振動方向與波的傳播方向的關系不同,因此橫波、縱波不可能沿同一方向傳播C.橫波、縱波在同一介質中的傳播速度一定相等D.在固體中傳播的波一定是橫波6.（多選）關于機械波的以下說法中,正確的是()A.波動發(fā)生需要兩個條件:波源和介質B.波動過程是介質質點由近及遠移動的過程C.波動過程是能量由近及遠傳遞的過程D.波源與介質質點的振動都是自由振動7．（多選）如圖所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，此時刻質點，的運動方向向下，則（）．A．該波向左傳播B．質點B和D的運動方向相同C．質點C比質點B先回到平衡位置D．此時質點F和H的加速度相同8.（多選）如圖是沿水平方向的介質中的部分質點,每相鄰兩質點間的距離相等,其中O為波源,設波源的振動周期為T,自波源通過平衡位置豎直向下振動開始計時,經(jīng)過T/4,質點1開始振動,則下列關于各質點的振動和介質中的波的說法正確的是()A.介質中所有的質點的起振方向都豎直向下,且圖中質點9起振最晚B.圖中所畫出的質點起振時間都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的C.圖中質點8的振動完全重復質點7的振動,只是質點8起振、通過平衡位置或最大位移處的時間總是比質點7落后D.只要圖中所有的質點都已振動了,質點1與質點9的振動步調就完全一致,但如果質點1發(fā)生的是第100次振動,則質點9發(fā)生的是第98次振動9．如圖所示是一列向右傳播的橫波,請標出這列波中a、b、c、d…h(huán)等質點這一時刻的速度方向。

第1課波的形成學習目標學習目標課程標準學習目標通過觀察，認識波的特征。能區(qū)別橫波和縱波。1．通過觀察水波槽中浮子的運動或繩波的運動，認識波是振動和能量的傳播形式，在傳播過程中，介質粒子只是圍繞平衡位置振動，并不隨波發(fā)生移動。2．通過觀察和比較繩波和彈簧上的波，或者橫波、縱波發(fā)生演示器演示的波的傳播過程，區(qū)分橫波和縱波。3．學生站成一行，依次起立和下蹲來模擬橫波。002預習導學（一）課前閱讀：B型超聲檢查，其原理是運用高頻率聲波(超聲波)對人體內部組織、器官反射成像，可以觀察被檢組織的形態(tài)。如圖所示為海洋生態(tài)自動監(jiān)測浮標，可用于監(jiān)測水質和氣象等參數(shù)。一列水波沿海面?zhèn)鞑?，在波的傳播方向上相?.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標，兩浮標隨波上下運動。（二）基礎梳理一、波的形成（一）波源：介質中最部分。（二）波的產(chǎn)生原因1、離波源近的質點離波源遠的質點2、離波源遠的質點離波源近的質點的質點形式3、各質點的起振方式均與波源的起振方式（三）波的傳播特點①機械波傳播的只是振動的和，參與簡諧波的質點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波.②波傳到任意一點，該點的起振方向都和的起振方向相同.③介質中每個質點都做振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和的振動頻率和周期相同.（四）質點振動方向與波的傳播方向的關系：帶動法、微平移法、同側法答案：（一）波源：介質中最先振動起來的部分。（二）波的產(chǎn)生原因1、離波源近的質點帶動離波源遠的質點2、離波源遠的質點模仿離波源近的質點的質點形式3、各質點的起振方式均與波源的起振方式相同（三）波的傳播特點①機械波傳播的只是振動的形式和能量，參與簡諧波的質點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移.②波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同.③介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同.【概念銜接】機械振動、簡諧運動、固有振動、阻尼振動、受迫振動、波源、介質、機械波【拓展補充】波源可阻尼振動，也可以受迫振動【即學即練】1、判斷題：（1）在機械波中各質點不隨波的傳播而遷移。()（2）機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。()答案：(1)在機械波中各質點不隨波的傳播而遷移。(√)(2)機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。(√)2．一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是()A．樹葉慢慢向湖心運動B．樹葉慢慢向湖岸漂去C．在原處上下振動D．沿著波紋做圓周運動答案：C解析：由于波在傳播過程中，只傳遞振動能量和波源所發(fā)出的信息，而各質點不隨波遷移，只在各自的位置附近做振動，故選C.【微點撥】同學們可以下去動手試一下二、橫波和縱波1、橫波中，質點的振動方向與波的傳播方向。2、縱波中，質點的振動方向與波的傳播方向在。3、上下抖動繩子出現(xiàn)的機械波為________波；左右抖動彈簧出現(xiàn)的機械為________波．(填“縱”或“橫”)答案：1、相互垂直2、同一條直線上3、橫縱【概念銜接】機械波、橫波、縱波【拓展補充】純粹的橫波，只能在固體中形成。【即學即練】1、判斷正誤：在水平方向傳播的波為橫波。()答案：在水平方向傳播的波為橫波。(×)2.關于橫波和縱波,下列說法正確的是()A.對于縱波,質點的運動方向和波的傳播方向有時相同,有時相反B.對于縱波,質點的振動方向與波的傳播方向一定相同C.形成縱波的質點隨波一起遷移D.波源上下振動形成的波是橫波答案：A解析：橫波中質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直,縱波中質點的運動方向與波的傳播方向在同一條直線上,有時相同,有時相反,故選項A正確,B、D錯誤;無論是橫波還是縱波,質點都是在平衡位置附近做往復運動,不會隨波遷移,故選項C錯誤。3、（多選）把一根長而軟的螺旋彈簧豎直提起來,手有規(guī)律地上下振動,則()A.在彈簧上形成一列機械波B.在彈簧上形成波峰和波谷C.彈簧上的質點自上而下振動D.彈簧上的機械波自上而下傳播答案：AD解析：手有規(guī)律地上下振動時彈簧上各質點也上下振動,形成縱波,向下傳播,故A、D均正確,B、C錯誤?！疚Ⅻc撥】形成橫波靠的是介質間的拉力作用。三、機械波機械波的形成條件①有發(fā)生機械振動的.②有傳播，如空氣、水等.答案：機械波的形成條件①有發(fā)生機械振動的波源.②有傳播介質，如空氣、水等.【概念銜接】波源、介質、橫波、縱波【拓展補充】機械波是傳遞能量的一種方式【即學即練】關于振動和波的關系,下列說法正確的是()A.如果波源停止振動,在介質中傳播的波也立即停止B.發(fā)聲體在振動時,一定會產(chǎn)生聲波C.波動的過程是介質質點由近及遠的傳播過程D.波動的過程是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程答案：D解析：波源停止振動,介質中的質點仍然在振動,所以波仍繼續(xù)傳播,不會立即停止,選項A錯誤;產(chǎn)生機械波的條件之一是必須有介質,選項B錯誤;在振動過程中質點不隨波的傳播而遷移,只是向外傳遞信息和能量,選項C錯誤,選項D正確。（三）預習作業(yè)1．在敲響古剎里的大鐘時,有的同學發(fā)現(xiàn),停止對大鐘撞擊后,大鐘仍“余音未絕”,其原因是()A.大鐘的回聲B.大鐘在繼續(xù)振動C.人的聽覺發(fā)生了“暫留”D.大鐘雖停止振動,但空氣仍在振動答案：B解析：停止對大鐘撞擊后,大鐘的振動不會立即消失,因為振動能量不會憑空消失,由于阻尼作用,一段時間后,振動才逐漸消失。故B正確。2．（多選）下列關于橫波、縱波的說法正確的是()A.橫波中凸起的最高處叫波峰,凹下的最低處叫波谷B.質點振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波C.橫波和縱波傳播的都只是振動這種運動形式D.沿橫向傳播的波叫橫波,沿縱向傳播的波叫縱波答案：ABC解析：質點的振動方向與波的傳播方向垂直的波為橫波,質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波;橫波具有波峰和波谷,兩種波傳播的都是運動形式,A、B、C正確。003探究提升環(huán)節(jié)一波的形成思考：1．（多選）關于振動和波的關系，下列說法中正確的是（）．A．振動是波形成的原因，波是振動的傳播形式B．振動是單個質點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象C．波的傳播速度就是質點振動的速度D．波源停止振動時，波立即停止傳播【答案】A、B2．如圖甲為波源1的振動圖像，圖乙為均勻介質中一些均勻分布等間距的質點在t=1s時的振動狀態(tài)．請在圖丙中畫出t=5s時質點的振動狀態(tài)．【答案】見解析【解析】質點的振動狀態(tài)如圖所示．環(huán)節(jié)二橫波和縱波問題探究1：（多選）下列關于橫波與縱波的說法中,正確的是()A.聲波一定是縱波B.水波一定是橫波C.地震波既有橫波,也有縱波D.縱波既可以在固體中傳播,也可以在液體、氣體中傳播答案：CD解析：空氣中的聲波是縱波,而固體中的聲波可能既有縱波,也有橫波,故A錯;水波既不是橫波,也不是縱波,它的運動形式比較復雜,故B錯;地震波既有橫波,也有縱波,故發(fā)生地震時,地面既有上下振動,也有左右運動,C正確;縱波可以在固體、液體、氣體中傳播,D正確。環(huán)節(jié)三機械波問題探究2：（多選）一列橫波沿繩子向右傳播,傳播過程無能量損失,某時刻繩子形成如圖所示的凹凸形狀。對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質點,下列說法正確的是()A.它們的振幅相同B.質點D和F的速度方向相同C.質點A和C的速度方向相同D.從此時算起,質點B比C先回到平衡位置答案：AD解析：波源振動時,繩上各質點通過相互間的作用力跟著做受迫振動,不考慮傳播中的能量損耗時,各質點的振幅均相同,選項A正確;波傳播時,離波源遠的質點的振動落后于離波源近的質點的振動,并跟隨著離波源近的質點振動,由題圖可知,波源在左端,因此,質點D跟隨離波源近的質點C正向上運動,質點F跟隨離波源近的質點E正向下運動,D、F兩點速度方向相反,選項B錯誤;同理,此時質點A正向下運動,質點C正向上運動,兩者速度方向也相反,選項C錯誤;由于此時B、C兩質點都向上運動,B比C先到最大位移處,故B比C先回到平衡位置,選項D正確。問題探究3：（多選）如圖所示為一列橫波在某時刻的波形圖,a、b、c、d為介質中的四個質點,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。四個質點的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad,速度大小分別為va、vb、vc、vd,則()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：質點所受回復力的大小與位移的大小成正比,因而加速度的大小與位移的大小成正比,所以這四個質點的加速度大小關系為aa=ad>ab>ac,A正確,B錯誤;質點越靠近平衡位置速度越大,位移越大則速度越小,四個質點的速度大小關系為va=vd<vb<vc,C錯誤,D正確。004體系構建波源、介質---機械波---橫波、縱波005記憶清單一、波的形成★學習聚焦：波的形成：帶動波的傳播：波形整體平移二、橫波和縱波★學習聚焦：形成橫波靠拉力，形成縱波靠擠壓作用。三、機械波★學習聚焦：波是傳遞能量的一種方式。00601強化訓練1．下列關于縱波的說法中,正確的是()A.在縱波中,波的傳播方向就是波中質點的移動方向B.縱波中質點的振動方向一定與波的傳播方向在同一條直線上C.縱波中質點的振動方向一定與波的傳播方向垂直D.縱波也有波峰和波谷答案：B解析：縱波中質點的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上,縱波有疏部和密部,故選項B正確。2．沿繩傳播的一列機械波，當波源突然停止振動時（）．A．繩上各質點同時停止振動，橫波立即消失B．繩上各質點同時停止振動，縱波立即消失C．離波源較近的各質點先停止振動，較遠的各質點稍后停止振動D．離波源較遠的各質點先停止振動，較近的各質點稍后停止振動【答案】C【解析】波的形成需要波源和介質，當波源突然停止振動時，先是離波源較近的質點停止振動，較遠的質點仍在振動，但一會兒也會停止振動．C項正確．3.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波的傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖所示)。在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動,則()A.P先開始振動,震源距地震儀約36kmB.P先開始振動,震源距地震儀約25kmC.H先開始振動,震源距地震儀約36kmD.H先開始振動,震源距地震儀約25km答案：A解析：橫波速度小于縱波速度,所以P先開始振動。可得x=36km,則A正確,B、C、D錯誤。4.下列關于波的現(xiàn)象的說法中正確的是()A.只要有機械波產(chǎn)生,一定可以找到產(chǎn)生機械波的波源B.把小石頭扔到平靜的湖水里,水面上便會激起水波,水波將促使水面上的漂浮物向遠方運動C.某空間找不到機械波,則在這一空間一定沒有波源D.橫波與縱波,其質點的振動方向不同,因此,橫波和縱波不可能沿同一方向傳播答案：A解析：有機械波存在就一定有波源和介質,所以A項正確;若只有波源而無介質,也不能產(chǎn)生機械波,所以C項錯誤;丟石塊可以使漂浮物遠去,但這不是激起的水波所產(chǎn)生的效果,如果僅靠水波,漂浮物只可能在原位置附近上下振動,所以B項錯誤;橫波和縱波可沿同一方向傳播,所以D項錯誤。5.下面關于橫波、縱波的說法中正確的是()A.同一波源在同一介質中形成的機械波中可同時具有橫波和縱波B.由于橫波、縱波中質點的振動方向與波的傳播方向的關系不同,因此橫波、縱波不可能沿同一方向傳播C.橫波、縱波在同一介質中的傳播速度一定相等D.在固體中傳播的波一定是橫波答案：A解析：同一波源產(chǎn)生的波中可同時具有橫波、縱波,如地震波。雖然這兩種波中質點的振動方向與波傳播方向的關系不同,但并不妨礙兩者沿同一方向傳播。在同一介質中,橫波和縱波傳播速度一般不同,如地震波中縱波比橫波傳播得快。在固體中傳播的波可能是橫波,也可能是縱波,故選A。6.（多選）關于機械波的以下說法中,正確的是()A.波動發(fā)生需要兩個條件:波源和介質B.波動過程是介質質點由近及遠移動的過程C.波動過程是能量由近及遠傳遞的過程D.波源與介質質點的振動都是自由振動答案：AC解析：波源(即振源)振動時,依靠介質中質點間的相互作用力帶動周圍各質點振動起來,形成機械波。組成介質的各質點只在平衡位置附近振動,并不隨波遷移,僅把振源的振動形式和能量傳播開來。介質質點之間的相互作用力帶動相鄰的質點振動,是受迫振動,故介質質點的振動不是自由振動。故選A、C。7．（多選）如圖所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，此時刻質點，的運動方向向下，則（）．A．該波向左傳播B．質點B和D的運動方向相同C．質點C比質點B先回到平衡位置D．此時質點F和H的加速度相同【答案】A、C、D【解析】由“帶動”法可知，已知F向下振動，其相鄰的前邊的質點一定在下邊，即可知波的傳播方向向左．因此質點D、E的運動方向也向下，而質點A、B、H的運動方向向上．故A選項正確．B選項錯誤．質點F、H相對各自平衡位置的位移相同，由機械振動的運動學特征a=－kx／m，可知兩質點的加速度相同．D選項正確．質點C直接從最大位移處回到平衡位置，即tC=T／4；而質點B要先運動到最大位移處，再回到平衡位置，故tB＞T／4=tC．C選項正確．8.（多選）如圖是沿水平方向的介質中的部分質點,每相鄰兩質點間的距離相等,其中O為波源,設波源的振動周期為T,自波源通過平衡位置豎直向下振動開始計時,經(jīng)過T/4,質點1開始振動,則下列關于各質點的振動和介質中的波的說法正確的是()A.介質中所有的質點的起振方向都豎直向下,且圖中質點9起振最晚B.圖中所畫出的質點起振時間都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的C.圖中質點8的振動完全重復質點7的振動,只是質點8起振、通過平衡位置或最大位移處的時間總是比質點7落后D.只要圖中所有的質點都已振動了,質點1與質點9的振動步調就完全一致,但如果質點1發(fā)生的是第100次振動,則質點9發(fā)生的是第98次振動答案：ACD解析：從題圖可知,質點9是圖中距波源最遠的點,起振方向向下,但起振時刻最晚,故選項A正確,選項B錯誤;質點7與質點8相比較,質點7靠近波源,質點7先振動,質點8后振動,故選項C正確;質點9比質點1晚2T開始振動,一旦質點9起振后,1、9振動步調就完全一致,故選項D正確。9．如圖所示是一列向右傳播的橫波,請標出這列波中a、b、c、d…h(huán)等質點這一時刻的速度方向。答案a、b、h向上,c、g無速度,d、e、f向下解析由波的形成特點可知,介質中先振動的質點將帶動它后面的質點振動,后面質點的振動是前面質點振動的重復,比較沿波傳播方向上相鄰的兩質點,可知后面質點的振動狀態(tài)總是滯后于前面的質點。題圖中質點c和g此時在最大位移處,速度為零,無速度方向可言。若以此時最大位移處的c點為參考點,由波的傳播方向和傳播的特點可知d點相對于c點為后一質點,d點的振動滯后于c,要追隨移動到負的最大位移處,所以速度方向向下,e、f依次跟上,速度方向都向下;b的振動超前,已從負的最大位移回振,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為參考點,可知h點速度方向向上。

第2課波的描述學習目標學習目標課程標準學習目標能用圖像描述橫波。理解波速、波長和頻率的關系。1．能區(qū)分波動圖像與振動圖像，會在橫波的圖像上找出波長、振幅，不要求用圖像描述縱波。2．知道波長、波速的含義。3．知道波的周期和頻率由波源決定，而波速與介質的性質有關。4．能在具體情境中應用波速、頻率（周期）、波長三者的關系分析解決問題。002預習導學（一）課前閱讀：波源、介質、橫波、縱波（二）基礎梳理一、波的圖像1、坐標軸：橫軸表示各質點的，縱軸表示該時刻各質點的.2、物理意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質點離開的位移.3、簡諧波特點：【概念銜接】簡諧運動的圖像、波源、介質、橫波、縱波【拓展補充】簡諧波【即學即練】1.一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖所示。此后K質點比L質點先回到平衡位置。下列判斷正確的是()A．該簡諧橫波沿x軸負方向傳播B．此時K質點沿y軸正方向運動C．此時K質點的速度比L質點的小D．此時K質點的加速度比L質點的小2.如圖，一列簡諧橫波平行于x軸傳播，圖中的實線和虛線分別為t＝0和t＝0.1s時的波形圖.已知平衡位置在x＝6m處的質點，在0到0.1s時間內運動方向不變.傳播方向沿x軸________(填“正方向”或“負方向”).【微點撥】可以從兩個角度進行分析：質點振動角度、波形整體平移角度二、波長、頻率和波速1．機械波的傳播特點①介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和的振動頻率和周期相同.②波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個的距離，v＝.2.波長、波速、頻率及其關系(1)波長λ：在波的傳播方向上，振動相位總是的兩個質點間的距離.①在橫波中，兩個波峰(或波谷)間的距離等于。②在縱波中，兩個密部(或疏部)中央間的距離等于。(2)波速v：波在介質中的傳播速度，由本身的性質決定.(3)頻率f：由波源決定，等于波源的.(4)波長、波速和頻率的關系：.【概念銜接】周期、同相質點、反相質點、全振動【拓展補充】振動步調【即學即練】1．一列簡諧橫波在均勻介質中沿x軸負方向傳播，已知x＝eq\f(5,4)λ處質點的振動方程為y＝Acos(eq\f(2π,T)t)，則t＝eq\f(3,4)T時刻的波形圖正確的是()2、（多選）某同學漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近.該同學發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15s.下列說法正確的是()A.該水面波的頻率為6HzB.該水面波的波長為3mC.水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去D.水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時振動的質點并不隨波遷移【微點撥】質點并不隨波遷移三、多解問題1.波的周期性(1)質點振動nT(n＝0,1,2,3，…)時，波形.(2)在波的傳播方向上，當兩質點平衡位置間的距離為nλ(n＝1,2,3，…)時，它們的振動步調總；當兩質點平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)時，它們的振動步調總.2.波的傳播方向與質點振動方向的互判波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線。【拓展補充】1.波動問題多解的主要因素(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關系不明確。②空間周期性：波傳播的距離Δx與波長λ的關系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。②振動方向雙向性：質點振動方向不確定。2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內滿足條件關系的Δt或Δx，若此關系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此關系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)?！炯磳W即練】1、在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4m的A、B兩點，如圖甲、乙分別是A、B兩質點的振動圖象.已知該波波長大于2m，求這列波可能的波速.2、在平靜的介質中，從波源O發(fā)出的一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t1秒時刻的波形用實線表示，t2秒(t2>t1)時刻的波形用虛線表示。介質中的質點Q位于x＝18m處，則下列說法正確的是()A．該簡諧橫波的波長可能為6mB．該波的波速大小一定為eq\f(4,t2－t1)m/sC．在t1秒時刻至t2秒時刻這段時間內，介質中的質點M的運動過程是由先加速、后減速兩段過程組成D．根據(jù)圖像無法判斷質點Q的起振方向（三）預習作業(yè)1．判斷正誤：(1)通過波的圖像可以找出任一質點在任意時刻的位移。()(2)機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。()(3)機械波在一個周期內傳播的距離就是振幅的4倍。()(4)波速表示介質中質點振動的快慢。()2．（多選）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某一時刻的圖象，已知波的傳播速度v＝2.0m/s，關于圖象中a、b兩處的質點，下列說法中正確的是()A.a處的質點此時具有沿y軸正方向的最大速度B.a處的質點再經(jīng)0.15s具有沿y軸正方向的最大加速度C.a處的質點再經(jīng)1.55s具有最大動能D.在波的形成過程中，a處的質點振動0.15s，b處的質點開始振動003探究提升環(huán)節(jié)一波的圖像思考：1．可以獲取哪些信息？2．簡諧波的特點？問題探究1：（多選）如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t＝1s時，x＝1m處的質點處于波峰E．t＝2s時，x＝2m處的質點經(jīng)過平衡位置環(huán)節(jié)二兩種圖像綜合問題探究2：如圖所示，圖甲是t＝5s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質點的振動圖象，則()A.該列波的波速為4m/sB.圖乙可能是質點b的振動圖象C.質點c的振動方程為y＝6sin(eq\f(πt,2)＋π)cmD.t＝10s時，a點的振動方向向上環(huán)節(jié)三空間周期性導致多解問題探究3：（多選）一列簡諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2cm，周期為T。已知為t＝0時刻波上相距50cm的兩質點a、b的位移都是1cm，但運動方向相反，其中質點a沿y軸負向運動，如圖所示，下列說法正確的是()A．該列簡諧橫波波長可能為150cmB．該列簡諧橫波波長可能為12cmC．當質點b的位移為＋2cm時，質點a的位移為負D．在t＝eq\f(5T,12)時刻質點b速度最大E．質點a、質點b的速度始終大小相等，方向相反環(huán)節(jié)四時間周期性導致多解問題探究4：如圖中實線是一列簡諧橫波在t1＝0時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.5s時刻的波形.(1)寫出這列波的波速表達式；(2)若波速大小為74m/s，波速方向如何？環(huán)節(jié)五波傳播的雙向性導致多解問題探究5：一列簡諧橫波在x軸上傳播，如圖所示，實線是這列波在t1＝0.1s時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.2s時刻的波形，求：(1)如果此波沿x軸正方向傳播，波速的最小值；(2)如果此波沿x軸負方向傳播，波速的可能值．004體系構建1．振動圖像與波的圖像的比較振動圖像波的圖像圖像物理意義表示某質點各個時刻的位移表示某時刻各質點的位移圖像信息(1)質點振動周期(2)質點振幅(3)各時刻質點位移(4)各時刻速度、加速度方向(1)波長、振幅(2)任意一質點在該時刻的位移(3)任意一質點在該時刻的加速度方向(4)傳播方向、振動方向的互判圖像變化隨時間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖像沿傳播方向平移形象比喻記錄著一個人一段時間內活動的錄像帶記錄著許多人某時刻動作、表情的集體照片2.波的傳播方向與質點振動方向的互判方法內容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質點向下振動，“下坡”時質點向上振動“同側”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一橫坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向005記憶清單一、機械波傳播特點★學習聚焦：(1)波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同。(3)波從一種介質進入另一種介質，由于介質不同，波長和波速可以改變，但頻率和周期都不會改變。(4)波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離。二、簡諧波的描述★學習聚焦：波速公式v＝eq\f(λ,T)＝λf的理解(1)波速v：機械波在介質中的傳播速度，由介質本身的性質決定，與波源的周期T無關。(2)頻率f：由波源決定，等于波源的振動頻率。各個質點振動的頻率等于波源的振動頻率。三、兩種圖像★學習聚焦：求解波的圖像與振動圖像綜合問題三關鍵(1)分清振動圖像與波的圖像。此步驟最簡單，只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波的圖像，橫坐標為t則為振動圖像。(2)看清橫、縱坐標的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。(3)找準波的圖像對應的時刻，找準振動圖像對應的質點。四、多解問題★學習聚焦：1．傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。2．振動方向雙向性：質點振動方向不確定。3．時間、空間周期性。4．在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點的振動情況，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種可能情況，形成波動問題的多解。00601強化訓練1．如圖，兩種不同材料的彈性細繩在O處連接，t＝0時刻開始從平衡位置向上抖動O點，形成以O點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波①和②，5s時O點第二次到達波峰，此時繩上距離O點5m處的質點A第一次到達波峰，已知波②的傳播速度為1.5m/s，OB間距離為9m，下列說法正確的是()A.B點的振動周期為5sB.波①的傳播速度為1m/sC.波②的波長為9mD.B點起振時，A點處于平衡位置2．在均勻介質中坐標原點O處有一波源做簡諧運動，其表達式為y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))，它在介質中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖像如圖所示，則()A．此后再經(jīng)6s該波傳播到x＝24m處B．M點在此后第3s末的振動方向沿y軸負方向C．波源開始振動時的運動方向沿y軸負方向D．此后M點第一次到達y＝－3m處所需時間是2s3.（多選）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源位于x＝0位置，t＝0時刻波源開始沿y軸振動，經(jīng)過0.15s時波形如圖所示.下列說法正確的是()A.該波的波長為50cmB.該波的傳播速度為eq\f(8,3)m/sC.此時圖中x＝40cm處的質點開始沿y軸正方向運動D.此后1s內，x＝20cm處的質點通過的路程為1.2mE.此后再經(jīng)過0.125s，x＝60cm處的質點第一次出現(xiàn)在波谷位置4.（多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t＝0.2s時的波形圖，P、Q是這列波上的兩個質點，圖乙是P質點的振動圖象，下列說法正確的是()A.這列波的傳播方向沿x軸正方向B.這列波的傳播速度為15m/sC.t＝0.1s時質點Q處于平衡位置正在向上振動D.P、Q兩質點在任意時刻加速度都不可能相同E.P、Q兩質點在某些時刻速度可能相同5.如圖所示為海洋生態(tài)自動監(jiān)測浮標，可用于監(jiān)測水質和氣象等參數(shù)。一列水波(視為橫波)沿海面?zhèn)鞑?，在波的傳播方向上相?.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標，兩浮標隨波上下運動。當甲運動到波峰時，乙恰好運動到波谷，此時甲、乙之間只有一個波峰。觀察到甲從第1次到達波峰與第11次到達波峰的時間間隔為20s，則該水波()A．振幅為4.5m B．波長為3mC．頻率為2Hz D．波速為2.25m/s6.(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t＝0時刻和t＝1s時刻的波形分別如圖中實線和虛線所示。已知x＝0處的質點在0～1s內運動的路程為4.5cm。下列說法正確的是()A．波沿x軸正方向傳播B．波源振動周期為1.1sC．波的傳播速度大小為13m/sD．t＝1s時，x＝6m處的質點沿y軸負方向運動7.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，其波源的平衡位置在坐標原點，波源在0～4s內的振動圖像如圖(a)所示，已知波的傳播速度為0.5m/s。(1)求這列橫波的波長；(2)求波源在4s內通過的路程；(3)在圖(b)中畫出t＝4s時刻的波形圖。8.(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖(a)是t＝0時刻的波形圖，圖(b)和圖(c)分別是x軸上某兩處質點的振動圖像。由此可知，這兩質點平衡位置之間的距離可能是()A.eq\f(1,3)mB．eq\f(2,3)mC．1m D．eq\f(4,3)m9．(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時刻波形圖如圖中的實線所示，此時波剛好傳到P點，t＋0.6s時刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質中的質點。下列說法正確的是()A．這列波的波速可能為50m/sB．質點a在這段時間內通過的路程一定小于30cmC．質點c在這段時間內通過的路程可能為60cmD．若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時刻，質點b、P的位移相同10.(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸上x1＝1m和x2＝7m處質點的振動圖像分別如圖1、圖2所示，則此列波的傳播速率可能是()A．7m/sB．2m/sC．1.2m/s D．1m/s11.水袖是中國古典舞中用于情感表達和抒發(fā)的常用技巧，舞者的手有規(guī)律的振動傳導至袖子上，給人營造出一種“行云流水”的美感，這一過程其實就是機械波的傳播.現(xiàn)有一列簡諧波某時刻的波形如圖中實線所示.經(jīng)過0.5s后的波形如圖中的虛線所示.已知波的周期為T，且0.25s<T<0.5s，則()A.當波向－x方向傳播時，波速等于10m/sB.不論波向x軸哪一方向傳播，在這0.5s內x＝1m處的質點M通過的路程都相等C.當波沿＋x方向傳播時，x＝1m處的質點M和x＝2.5m處的質點N在這0.5s內通過的路程不相等D.當波沿－x方向傳播，經(jīng)過0.1s時，質點M離開平衡位置的位移一定為零

第2課波的描述學習目標學習目標課程標準學習目標能用圖像描述橫波。理解波速、波長和頻率的關系。1．能區(qū)分波動圖像與振動圖像，會在橫波的圖像上找出波長、振幅，不要求用圖像描述縱波。2．知道波長、波速的含義。3．知道波的周期和頻率由波源決定，而波速與介質的性質有關。4．能在具體情境中應用波速、頻率（周期）、波長三者的關系分析解決問題。002預習導學（一）課前閱讀：波源、介質、橫波、縱波（二）基礎梳理一、波的圖像1、坐標軸：橫軸表示各質點的，縱軸表示該時刻各質點的.2、物理意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質點離開的位移.3、簡諧波特點：答案：1、坐標軸：橫軸表示各質點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質點的位移.2、物理意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質點離開平衡位置的位移.3、簡諧波特點：波的圖像是正弦曲線，質點做簡諧運動?！靖拍钽暯印亢喼C運動的圖像、波源、介質、橫波、縱波【拓展補充】簡諧波【即學即練】1.一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖所示。此后K質點比L質點先回到平衡位置。下列判斷正確的是()A．該簡諧橫波沿x軸負方向傳播B．此時K質點沿y軸正方向運動C．此時K質點的速度比L質點的小D．此時K質點的加速度比L質點的小解析：選D由題知K質點比L質點先回到平衡位置，則此時K質點應沿y軸負方向運動，再根據(jù)“上、下坡”法可知，該波應沿x軸正方向傳播，A、B錯誤；L質點在波谷處，則L質點的速度為0，故此時K質點的速度比L質點的大，C錯誤；由于質點在豎直方向做機械振動，根據(jù)F＝－ky＝ma，結合波動圖像可看出yL＞yK，則此時K質點的加速度比L質點的小，D正確。2.如圖，一列簡諧橫波平行于x軸傳播，圖中的實線和虛線分別為t＝0和t＝0.1s時的波形圖.已知平衡位置在x＝6m處的質點，在0到0.1s時間內運動方向不變.傳播方向沿x軸________(填“正方向”或“負方向”).答案負方向解析根據(jù)x＝6m處的質點在0到0.1s時間內運動方向不變，可知波沿x軸負方向傳播【微點撥】可以從兩個角度進行分析：質點振動角度、波形整體平移角度二、波長、頻率和波速1．機械波的傳播特點①介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和的振動頻率和周期相同.②波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個的距離，v＝.2.波長、波速、頻率及其關系(1)波長λ：在波的傳播方向上，振動相位總是的兩個質點間的距離.①在橫波中，兩個波峰(或波谷)間的距離等于。②在縱波中，兩個密部(或疏部)中央間的距離等于。(2)波速v：波在介質中的傳播速度，由本身的性質決定.(3)頻率f：由波源決定，等于波源的.(4)波長、波速和頻率的關系：.答案：1、機械波的傳播特點①介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同.②波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離，v＝eq\f(λ,T)＝λf.2.波長、波速、頻率及其關系(1)波長λ：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離.①在橫波中，兩個相鄰波峰(或波谷)間的距離等于波長。②在縱波中，兩個相鄰密部(或疏部)中央間的距離等于波長。(2)波速v：波在介質中的傳播速度，由介質本身的性質決定.(3)頻率f：由波源決定，等于波源的振動頻率.(4)波長、波速和頻率的關系：v＝eq\f(λ,T)＝λf.【概念銜接】周期、同相質點、反相質點、全振動【拓展補充】振動步調【即學即練】1．一列簡諧橫波在均勻介質中沿x軸負方向傳播，已知x＝eq\f(5,4)λ處質點的振動方程為y＝Acos(eq\f(2π,T)t)，則t＝eq\f(3,4)T時刻的波形圖正確的是()答案D解析t＝0時，代入振動方程可得x＝eq\f(5,4)λ處的質點位于波峰(y＝A)，則x＝0處質點恰好位于y＝0的平衡位置，其波形如圖中實線所示.經(jīng)t＝eq\f(3,4)T時，x＝0處質點恰振動到最低點，t＝eq\f(3,4)T時的波形如圖中虛線所示，選項D正確.2、（多選）某同學漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近.該同學發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15s.下列說法正確的是()A.該水面波的頻率為6HzB.該水面波的波長為3mC.水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時能量不會傳遞出去D.水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳播時振動的質點并不隨波遷移答案BD解析從第1個波峰到第10個波峰經(jīng)歷了9個波形，時間間隔為15s，所以其振動周期為T＝eq\f(15,9)s＝eq\f(5,3)s，頻率為f＝eq\f(1,T)＝0.6Hz，A錯誤；波長λ＝vT＝1.8×eq\f(5,3)m＝3m，B正確；波傳播過程中，傳播的是振動形式，能量可以傳遞出去，但質點并不隨波遷移，C錯誤，D正確.【微點撥】質點并不隨波遷移三、多解問題1.波的周期性(1)質點振動nT(n＝0,1,2,3，…)時，波形.(2)在波的傳播方向上，當兩質點平衡位置間的距離為nλ(n＝1,2,3，…)時，它們的振動步調總；當兩質點平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)時，它們的振動步調總.2.波的傳播方向與質點振動方向的互判波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線。答案：1.波的周期性(1)質點振動nT(n＝0,1,2,3，…)時，波形不變.(2)在波的傳播方向上，當兩質點平衡位置間的距離為nλ(n＝1,2,3，…)時，它們的振動步調總相同；當兩質點平衡位置間的距離為(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)時，它們的振動步調總相反.2.波的傳播方向與質點振動方向的互判波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側?！就卣寡a充】1.波動問題多解的主要因素(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關系不明確。②空間周期性：波傳播的距離Δx與波長λ的關系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。②振動方向雙向性：質點振動方向不確定。2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內滿足條件關系的Δt或Δx，若此關系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此關系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)?！炯磳W即練】1、在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4m的A、B兩點，如圖甲、乙分別是A、B兩質點的振動圖象.已知該波波長大于2m，求這列波可能的波速.答案見解析解析由振動圖象得質點振動周期T＝0.4s，若波由A向B傳播，B點比A點晚振動的時間Δt＝nT＋eq\f(3,4)T(n＝0,1,2,3，…)，所以A、B間的距離為Δs＝vΔt＝eq\f(λ,T)Δt＝nλ＋eq\f(3,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，則波長為λ＝eq\f(4Δs,4n＋3)＝eq\f(16,4n＋3)m，因為λ>2m，所以n＝0,1當n＝0時，λ1＝eq\f(16,3)m，v1＝eq\f(λ1,T)＝eq\f(40,3)m/s，當n＝1時，λ2＝eq\f(16,7)m，v2＝eq\f(λ2,T)＝eq\f(40,7)m/s.若波由B向A傳播，A點比B點晚振動的時間Δt＝nT＋eq\f(1,4)T(n＝0,1,2,3，…)，所以A、B間的距離為Δs＝nλ＋eq\f(1,4)λ(n＝0,1,2,3，…)，則波長為λ＝eq\f(4Δs,4n＋1)＝eq\f(16,4n＋1)m因為λ>2m，所以n＝0,1當n＝0時，λ1＝16m，v1＝40m/s，當n＝1時，λ2＝eq\f(16,5)m，v2＝8m/s.2、在平靜的介質中，從波源O發(fā)出的一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t1秒時刻的波形用實線表示，t2秒(t2>t1)時刻的波形用虛線表示。介質中的質點Q位于x＝18m處，則下列說法正確的是()A．該簡諧橫波的波長可能為6mB．該波的波速大小一定為eq\f(4,t2－t1)m/sC．在t1秒時刻至t2秒時刻這段時間內，介質中的質點M的運動過程是由先加速、后減速兩段過程組成D．根據(jù)圖像無法判斷質點Q的起振方向[解析]由波形圖可知，波長λ＝8m，故A錯誤；波沿x軸正方向傳播，位移為x＝nλ＋eq\f(λ,2)＝(8n＋4)m(n＝0,1,2,3，…)，則波速為v＝eq\f(x,Δt)＝eq\f(8n＋4,t2－t1)m/s(n＝0,1,2，3，…)，則當n＝0時，波速為eq\f(4,t2－t1)m/s，不是一定為eq\f(4,t2－t1)m/s，故B錯誤；在t1～t2時間內，若是在一個周期內，則質點M是先加速、后減速，若是包含多個周期則由多個運動階段組成，不僅是兩段過程組成，故C錯誤；t1、t2時刻不是0時刻的圖像，故無法判斷O點的起振方向，也就無法判斷質點Q的起振方向，故D正確。[答案]D（三）預習作業(yè)1．判斷正誤：(1)通過波的圖像可以找出任一質點在任意時刻的位移。()(2)機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。()(3)機械波在一個周期內傳播的距離就是振幅的4倍。()(4)波速表示介質中質點振動的快慢。()答案：(1)通過波的圖像可以找出任一質點在任意時刻的位移。(×)(2)機械波在傳播過程中，各質點振動的周期、起振方向都相同。(√)(3)機械波在一個周期內傳播的距離就是振幅的4倍。(×)(4)波速表示介質中質點振動的快慢。(×)2．（多選）如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某一時刻的圖象，已知波的傳播速度v＝2.0m/s，關于圖象中a、b兩處的質點，下列說法中正確的是()A.a處的質點此時具有沿y軸正方向的最大速度B.a處的質點再經(jīng)0.15s具有沿y軸正方向的最大加速度C.a處的質點再經(jīng)1.55s具有最大動能D.在波的形成過程中，a處的質點振動0.15s，b處的質點開始振動答案ABD解析因波沿x軸正方向傳播，根據(jù)“平移法”可知，a處的質點此時具有沿y軸正方向的最大速度，選項A正確；因周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.4,2.0)s＝0.2s，可知a處的質點再經(jīng)0.15s＝eq\f(3,4)T時到達最低點，此時具有沿y軸正方向的最大加速度，選項B正確；a處的質點再經(jīng)1.55s在最低點，此時動能為0，選項C錯誤；因a、b兩質點的平衡位置相差eq\f(3,4)λ，則在波的形成過程中，兩質點開始起振的時間相差eq\f(3,4)T＝0.15s，即a處的質點振動0.15s，b處的質點開始振動，選項D正確.003探究提升環(huán)節(jié)一波的圖像思考：1．可以獲取哪些信息？答案：振幅、波長、某個質點的位移、方向互判2．簡諧波的特點？答案：波的圖像是正弦曲線，質點做簡諧運動。問題探究1：（多選）如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t＝0時的波形圖，虛線為t＝0.5s時的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t＝1s時，x＝1m處的質點處于波峰E．t＝2s時，x＝2m處的質點經(jīng)過平衡位置解析：選BCE由圖像可知簡諧橫波的波長為λ＝4m，A項錯誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5s＝eq\f(3,4)T，可得周期T＝eq\f(2,3)s、頻率f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz，波速v＝eq\f(λ,T)＝6m/s，B、C項正確；t＝0時刻，x＝1m處的質點在波峰，經(jīng)過1s＝eq\f(3,2)T，一定在波谷，D項錯誤；t＝0時刻，x＝2m處的質點在平衡位置，經(jīng)過2s＝3T，質點一定經(jīng)過平衡位置，E項正確。環(huán)節(jié)二兩種圖像綜合問題探究2：如圖所示，圖甲是t＝5s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質點的振動圖象，則()A.該列波的波速為4m/sB.圖乙可能是質點b的振動圖象C.質點c的振動方程為y＝6sin(eq\f(πt,2)＋π)cmD.t＝10s時，a點的振動方向向上答案C解析由題圖甲可得λ＝8m，由題圖乙可得T＝4s，所以橫波的波速為v＝eq\f(λ,T)＝2m/s，故A錯誤；由題圖甲可知t＝5s時，質點b位于平衡位置且向上振動，由題圖乙可知，5s時質點處于波峰位置，故B錯誤；由題圖甲可知，質點c的振動方程y＝6sin(eq\f(π,2)t＋π)cm，故C正確；t＝5s時質點a處于波峰，經(jīng)過5s＝(1＋eq\f(1,4))T，質點a運動到平衡位置且向下振動，故D錯誤.環(huán)節(jié)三空間周期性導致多解問題探究3：（多選）一列簡諧橫波沿x軸的正向傳播，振幅為2cm，周期為T。已知為t＝0時刻波上相距50cm的兩質點a、b的位移都是1cm，但運動方向相反，其中質點a沿y軸負向運動，如圖所示，下列說法正確的是()A．該列簡諧橫波波長可能為150cmB．該列簡諧橫波波長可能為12cmC．當質點b的位移為＋2cm時，質點a的位移為負D．在t＝eq\f(5T,12)時刻質點b速度最大E．質點a、質點b的速度始終大小相等，方向相反[答案]ACD[解析]根據(jù)質點的振動方程：x＝Asinωt，設質點的起振方向向上，且a、b中間的距離小于1個波長，則b點：1＝2sinωt1，所以ωt1＝eq\f(π,6)，a點振動的時間比b點長，所以由1＝2sinωt2，得ωt2＝eq\f(5π,6)，a、b兩個質點振動的時間差：Δt＝t2－t1＝eq\f(5π,6ω)－eq\f(π,6ω)＝eq\f(2π,3ω)＝eq\f(T,3)，所以a、b之間的距離：Δx＝vΔt＝v·eq\f(T,3)＝eq\f(λ,3)。則通式為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,3)))λ＝50cm，n＝0,1,2,3，…；則波長可以為λ＝eq\f(150,3n＋1)cm(n＝0,1,2,3，…)；當n＝0時，λ＝150cm，由于n是整數(shù)，所以λ不可能為12cm，故A正確，B錯誤。當質點b的位移為＋2cm時，即b到達波峰時，結合波形知，質點a在平衡位置下方，位移為負，故C正確。由ωt1＝eq\f(π,6)，得t1＝eq\f(π,6ω)＝eq\f(T,12)，當t＝eq\f(T,2)－t1＝eq\f(5T,12)時質點b到達平衡位置處，速度最大，故D正確。由題意及以上分析可知，a、b兩質點間的距離不可能是半波長的整數(shù)倍，則兩質點的速度不可能始終大小相等、方向相反，故E錯誤。環(huán)節(jié)四時間周期性導致多解問題探究4：如圖中實線是一列簡諧橫波在t1＝0時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.5s時刻的波形.(1)寫出這列波的波速表達式；(2)若波速大小為74m/s，波速方向如何？答案見解析解析(1)由題圖可知λ＝8m當波向右傳播時，在Δt＝t2－t1時間內波傳播的距離為s＝nλ＋eq\f(3,8)λ＝(8n＋3)m(n＝0,1,2…)波速為v＝eq\f(s,Δt)＝eq\f(8n＋3,0.5)m/s＝(16n＋6)m/s(n＝0,1,2…).當波向左傳播時，在Δt＝t2－t1時間內波傳播的距離為s＝nλ＋eq\f(5,8)λ＝(8n＋5)m(n＝0,1,2…)波速為v＝eq\f(s,Δt)＝eq\f(8n＋5,0.5)m/s＝(16n＋10)m/s(n＝0,1，2…).(2)若波速大小為74m/s，在Δt＝t2－t1時間內波傳播的距離為s＝v·Δt＝74×0.5m＝37m.因為37m＝4λ＋eq\f(5,8)λ，所以波向左傳播.環(huán)節(jié)五波傳播的雙向性導致多解問題探究5：一列簡諧橫波在x軸上傳播，如圖所示，實線是這列波在t1＝0.1s時刻的波形，虛線是這列波在t2＝0.2s時刻的波形，求：(1)如果此波沿x軸正方向傳播，波速的最小值；(2)如果此波沿x軸負方向傳播，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)由波形圖知波長λ＝8m波沿x軸正方向傳播時，傳播距離Δx滿足Δx＝kλ＋eq\f(3,8)λ(k＝0,1,2,3…)由v＝eq\f(Δx,Δt)知，當k＝0時波速取最小值．解得最小波速vmin＝30m/s(2)波沿x軸負方向傳播時，傳播距離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體系構建1．振動圖像與波的圖像的比較振動圖像波的圖像圖像物理意義表示某質點各個時刻的位移表示某時刻各質點的位移圖像信息(1)質點振動周期(2)質點振幅(3)各時刻質點位移(4)各時刻速度、加速度方向(1)波長、振幅(2)任意一質點在該時刻的位移(3)任意一質點在該時刻的加速度方向(4)傳播方向、振動方向的互判圖像變化隨時間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖像沿傳播方向平移形象比喻記錄著一個人一段時間內活動的錄像帶記錄著許多人某時刻動作、表情的集體照片2.波的傳播方向與質點振動方向的互判方法內容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質點向下振動，“下坡”時質點向上振動“同側”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一橫坐標的兩波形曲線上的點來判斷振動方向005記憶清單一、機械波傳播特點★學習聚焦：(1)波傳到任意一點，該點的起振方向都和波源的起振方向相同。(2)介質中每個質點都做受迫振動，因此，任一質點的振動頻率和周期都和波源的振動頻率和周期相同。(3)波從一種介質進入另一種介質，由于介質不同，波長和波速可以改變，但頻率和周期都不會改變。(4)波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離。二、簡諧波的描述★學習聚焦：波速公式v＝eq\f(λ,T)＝λf的理解(1)波速v：機械波在介質中的傳播速度，由介質本身的性質決定，與波源的周期T無關。(2)頻率f：由波源決定，等于波源的振動頻率。各個質點振動的頻率等于波源的振動頻率。三、兩種圖像★學習聚焦：求解波的圖像與振動圖像綜合問題三關鍵(1)分清振動圖像與波的圖像。此步驟最簡單，只要看清橫坐標即可，橫坐標為x則為波的圖像，橫坐標為t則為振動圖像。(2)看清橫、縱坐標的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。(3)找準波的圖像對應的時刻，找準振動圖像對應的質點。四、多解問題★學習聚焦：1．傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。2．振動方向雙向性：質點振動方向不確定。3．時間、空間周期性。4．在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點的振動情況，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種可能情況，形成波動問題的多解。00601強化訓練1．如圖，兩種不同材料的彈性細繩在O處連接，t＝0時刻開始從平衡位置向上抖動O點，形成以O點為波源向左和向右傳播的簡諧橫波①和②，5s時O點第二次到達波峰，此時繩上距離O點5m處的質點A第一次到達波峰，已知波②的傳播速度為1.5m/s，OB間距離為9m，下列說法正確的是()A.B點的振動周期為5sB.波①的傳播速度為1m/sC.波②的波長為9mD.B點起振時，A點處于平衡位置答案D解析各質點振動周期和波源振動周期一致，波源的振動周期為T，根據(jù)O點t＝0時刻開始從平衡位置上振，5s時O點第二次到達波峰可知，eq\f(5,4)T＝5s，解得：T＝4s，故A錯誤；5s時距離O點5m處質點A第一次到達波峰，即波①從O傳播到A用了4s，即v1＝eq\f(5,4)m/s＝1.25m/s，故B錯誤；波②的波長為λ2＝v·T＝1.5×4m＝6m，故C錯誤；傳播到B點，需用時t＝eq\f(9,1.5)s＝6s，此時A振動了2s，即半個周期，剛好回到平衡位置，故D正確.2．在均勻介質中坐標原點O處有一波源做簡諧運動，其表達式為y＝5sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)t))，它在介質中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時刻波剛好傳播到x＝12m處，波形圖像如圖所示，則()A．此后再經(jīng)6s該波傳播到x＝24m處B．M點在此后第3s末的振動方向沿y軸負方向C．波源開始振動時的運動方向沿y軸負方向D．此后M點第一次到達y＝－3m處所需時間是2s解析：選A根據(jù)表達式y(tǒng)＝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。由波形圖像可得波長λ＝8m。從x＝12m的位置到x＝24m的位置傳播距離為1.5λ，所用的時間為1.5T＝6s，選項A正確；M點經(jīng)過eq\f(3,4)T時振動方向沿y軸正方向，選項B錯誤；波剛好傳到12m處時，起振方向沿y軸正方向，則波源開始振動的方向也沿y軸正方向，選項C錯誤；M點從此位置第一次到達y＝－3m處所需的時間小于eq\f(T,2)＝2s，選項D錯誤。3.（多選）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波源位于x＝0位置，t＝0時刻波源開始沿y軸振動，經(jīng)過0.15s時波形如圖所示.下列說法正確的是()A.該波的波長為50cmB.該波的傳播速度為eq\f(8,3)m/sC.此時圖中x＝40cm處的質點開始沿y軸正方向運動D.此后1s內，x＝20cm處的質點通過的路程為1.2mE.此后再經(jīng)過0.125s，x＝60cm處的質點第一次出現(xiàn)在波谷位置答案BDE解析由題圖可知eq\f(3,4)λ＝0.4m，可得λ＝eq\f(1.6,3)m，選項A錯誤；由題意可知eq\f(3,4)T＝0.15s，可得T＝0.2s，則波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(8,3)m/s，選項B正確；由波形圖，結合“同側法”可知，此時圖中x＝40cm處的質點開始沿y軸負方向運動，選項C錯誤；此后1s＝5T內，x＝20cm處的質點通過的路程為5×4A＝20×6cm＝1.2m，選項D正確；當此時刻平衡位置在x＝eq\f(80,3)cm處的波谷傳到x＝60cm位置時，x＝60cm處的質點第一次出現(xiàn)在波谷位置，所用時間t＝eq\f(x,v)＝eq\f(60－\f(80,3)×10－2,\f(8,3))s＝0.125s，選項E正確.4.（多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t＝0.2s時的波形圖，P、Q是這列波上的兩個質點，圖乙是P質點的振動圖象，下列說法正確的是()A.這列波的傳播方向沿x軸正方向B.這列波的傳播速度為15m/sC.t＝0.1s時質點Q處于平衡位置正在向上振動D.P、Q兩質點在任意時刻加速度都不可能相同E.P、Q兩質點在某些時刻速度可能相同答案BCE解析題圖甲是t＝0.2s時的波形圖，題圖乙是P質點的振動圖象，在t＝0.2s時，質點P沿y軸負方向傳播，根據(jù)波動規(guī)律可知，波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；由題圖甲確定波長λ＝6.0m，由題圖乙確定周期T＝0.4s，根據(jù)波長、波速和周期的關系可知v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(6.0,0.4)m/s＝15m/s，故B正確；t＝0.2s時，質點Q處于波峰，則t＝0.1s＝eq\f(T,4)時，質點Q處于平衡位置向上振動，故C正確；質點P、Q的平衡位置相隔eq\f(3,4)λ，當質點P、Q關于波谷或波峰對稱分布時，位置相同，加速度相同，故D錯誤；t＝0.2s時，質點P向下運動，質點Q也向下運動，在某些時刻速度可能相同，故E正確.5.如圖所示為海洋生態(tài)自動監(jiān)測浮標，可用于監(jiān)測水質和氣象等參數(shù)。一列水波(視為橫波)沿海面?zhèn)鞑ィ诓ǖ膫鞑シ较蛏舷嗑?.5m的兩處分別有甲、乙兩浮標，兩浮標隨波上下運動。當甲運動到波峰時，乙恰好運動到波谷，此時甲、乙之間只有一個波峰。觀察到甲從第1次到達波峰與第11次到達波峰的時間間隔為20s，則該水波()A．振幅為4.5m B．波長為3mC．頻率為2Hz D．波速為2.25m/s解析：選B根據(jù)題給條件無法得知浮標離開平衡位置的最大距離，故A錯誤；設波長為λ，則由題意可知eq\f(3,2)λ＝4.5m，解得λ＝3m，故B正確；設周期為T，則由題意可知10T＝20s，解得T＝2s，所以頻率為f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，故C錯誤；波速為v＝eq