12.1波的产生和传播以及图像(含答案)
4.1周五12.1波的产生、传播和图像习题课(1)解析
题型（三）波形图→振动图
例题1、已知某列波的波速为v=1m/s，某时刻的 波形如图所示，求： 画出x=4m处的质点从此时 刻开始计时的振动图象。
2
O y(cm) 1 2 3 4 x(m)
-2
2
O
y(cm) 1 2 3
【总结】画某质点振动图像的方法： （1）建y-t系，标A、T； （2）找出此刻该质点所在的位置； 4 t(s) （3）判断该质点下一刻的“拱向”
y x O
练习1、一列机械波在某时刻的波形如图中实线所示，经 过一段时间以后，波形图象变成如图中虚线所示，波速 大小为1m/s。那么这段时间可能是【 AC 】 A．1 s B．2 s C．3 s D．4 s
T
v
y/cm
=s
-3 -2 -1
0
1
2
3
x/m
向右传播：
向左传播：
T t nT 4 1 4n(s)
Q M
8 x/m
4
t/s
0 Q B
三、发展与延伸 1、机械波的分类： (1)横波 (2)纵波 2、波长 ： (1) 一个完整的正（余）弦函数图像的长。 振 传 振 传
(2)相邻两个振动形式完全一样的两个点之间的距离。 3、波速周期：
波速v取决于介质，T取决于振源
练习1、关于机械波和机械振动,下列说法正确的 是【 B.C 】 A.有振动必有波 B.有波必有振动 C.有振动不一定有波 D.有波不一定有振动
3T t nT 4 3 4n(s)
练习2、如图，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、 b两点相距12 m。t=0时a点为波峰，b点为波谷 ；t=0.5 s时，a点为波谷，b点为波峰。则下列判 断中正确的是【 B 】 A.波一定沿x轴正方向传播 B.波长可能是8 m a、b之间相 C.周期可能是0.5 s 差至少半个 D.波速一定是24 m/s 周期（波长）
高二物理人教版 课堂练习12.1 波的形成和传播
12.1 波的形成和传播1．如图所示是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( )A ．t ＝T 4时质点5的运动方向向下B ．t ＝T 2时质点8的速度方向向上 C ．t ＝3T 4时质点12的运动方向向下 D ．t ＝T 时质点17开始向下运动 2．有关纵波与横波，下列说法中正确的是( )A ．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同B ．对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直C ．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能D ．横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播3．(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是( )A ．机械振动就是机械波，机械波就是机械振动B ．有机械波，则一定有机械振动C ．机械波就是质点在介质中的运动路径D ．在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅4．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2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( )5．细绳的一端在外力作用下从t ＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。
在细绳上选取15个点，图中甲为t ＝0时刻各点所处的位置，乙为t ＝T 4时刻的波形图(T 为波的周期)。
在丙中画出t ＝3T 4时刻的波形图。
12.1波的形成和传播答案1.B2.B3.BD4.B5.。
高二物理课件 12.1 波的形成和传播 (人教版选修3-4)
T 4
(1)t= 时 ,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向) T 如何? 2 (2)t= 时,质点8、12、16的运动状态如何? 【解题指导】(1)波的形成和传播过程中，前一质点带 3T 动后一质点振动，后一质点重复前一质点的振动规律 .(2)各 质点的振动规律相同，只是振动的先后不同 . 4
3.如图是一列沿着绳向右传播的绳波波形，此时波刚传到B点，由图可判断 波源A点开始的振动方向是( )
A.向左 B.向右 C.向下 D.向上 【解析】选D.由于波刚刚传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起 振方向，由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道，B质点此时正向上 振动，所以波源A质点刚开始的振动方向向上，选项D正确.
(1)波源和介质是形成机械波的必需条件，二者缺一不可.有振 动不一定有机械波，有机械波一定有振动. (2)机械波在介质中传播时，介质中的各点不随波向前迁移，只在各自平衡 位置附近做往复振动.
【典例1】如图所示,是某绳波形成过程的示意图.质点1在外 力作用下沿垂直直线方向做简谐运动,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.已知t=0时,质 点1开始向上运动,t= 时,1到达最上方,5开始向上运动.问:
【典例】科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命 存在的痕迹.在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为( ) A.月球太冷，声音传播太慢 B.月球上没有空气，声音无法传播 C.宇航员不适应月球，声音太轻 D.月球上太嘈杂，声音听不清楚
【解题指导】(1)知道机械波的形成条件是波源的振动和介质，二者缺一不 可. (2)应明确声音是机械波. 【标准解答】选B.两宇航员面对面讲话却无法听到，说明声波有振源却传 播不出去，即缺乏声波传播的另一条件介质，故B选项正确.
波的形成和传播 课件
到右端.已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝
T 4
时，1到
达最上方，5开始向上运动.问：
图4
(1)t＝T2 时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动 方向)如何？ (2)t＝ 34T时，质点8、12、16的运动状态如何？ (3)t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？
解析 各质点在各时刻的运动情况.如图甲、乙、丙所示.
(1)由图甲可知，t＝
T 2
时，质点8未到达波峰，正在向上
振动，质点12、16未振动.
(2)由图乙可知，t＝34T时，质点8正在向下振动，质点12
正在向上振动，质点16未振动.
(3)由图丙可知，t＝T时，质点8、12正在向下振动，质
点16正在向上振动.
答案 见解析
二、横波和纵波
当地震发生时，地面会产生前后或左右晃动，也会产生 竖直方向的振动，你知道这是为什么吗？ 答案 地震波有横波和纵波，不同的波引起地面的振动 不同.
1.横波和纵波是按照质点 振动 方向和 波传播 方向的关系来 区别的：两方向垂直的为横波，两方向在 同一直线上 的为 纵波.如声波是典型的纵波. 2.地震波中既有横波，又有纵波，而且纵波传播速度较大. 3.水波是比较复杂的机械波，不能简单地将水波当成横波.
的振动必定滞后于前一质点 D.各质点随波的传播而迁移
解析 振源的振动使其周围质点依次振动，之所以能 依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力； 沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点 的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移. 答案 ABC
例2 关于振动与波的关系，下列说法中正确的是( ) A.振动是波的成因，波是振动的传播 B.振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合
高中物理选修3-4 12.1 波的形成和传播
4、波动与振动
区别：振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动．
联系： （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期． （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的 整体来看，所呈现的现象是波动． （3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动． （4）波动是振动形式（信息）的传播过程．
思考：声波是横波还是纵波？ • 声波是纵波.
水波不是横波（各质点沿椭圆运动）
三、机械波的特点
1.机械波： 机械振动在介质中的传播，形成机械波。
2.产生机械波的条件: 同时存在振源和介质。 波源——能够产生振动的物体或质点．
介质——波借以传播的物质． 注意：有振动不一定存在波，有波一定存在振动
思考：日常生活中， 若发现一只蓝球掉 入池塘里，能否通 过往池塘丢入石块， 借助石块激起的水 波把球冲到岸边？
（2）在波的传播方向上各质点依次开始振动．
先振动质点带动后一质点 后一质点重复前一质点振动
后一质点滞后于前一质点 每一质点的起振方向都相同
2、波向外传播的是振动的形式 ；向外传递能量和信息． 波是传递能量的一种方式，波是信息的载体。
四、波动与振动的比较
区别：振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动． 联系： （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期． （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整
2、波的形成和传播
时刻 tt0T342T45T4T
v
思考
111 22 33 444 555 666 777 888 99 1100 111111 111222 1133 1144 111555 111666 11117777
高中物理 12-1 波的形成和传播课件 新人教版选修3-4
1．每一质点都是在前面质点带动下振动起来的，这种振动 是什么振动？有何特点？
提示：受迫振动。各受迫振动质点的振动周期(频率)都与波 源的振动周期(频率)相同。
2．声波能在真空中传播吗？ 提示：不能。声波是机械波，其传播需要介质。
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11
第十二章 第1节
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3．“在横波中，各质点不随波逐流，而在纵波中，各质点 却随波逐流”这种说法正确吗？
提示：不正确。在纵波中，尽管质点的振动方向与波的传 播方向在一条直线上，但质点的运动仅仅是在平衡位置附近小 范围内的简谐运动，并不随波向前传播。
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第十二章 第1节
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课堂合作探究
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第十二章 第1节
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要点一 机械波的形成、特点
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第十二章 第1节
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2．波的特点 (1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波， 若不计能量损失，各质点的振幅相同。 (2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。 (3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。 (4)各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波逐流。 (5)机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能 量和信息。
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一、波的形成和传播 1．介质特点(以绳为例，如图所示)
一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个 相连 的质点，这些质点之间存在着 相互作用 。
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6
第十二章 第1节
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12-1 波的形成和传播
第十二章 第一节
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点评：深刻理解波的概念、形成的原因和特点，避免造 成混淆。
第十二章
第一节
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科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有 任何生命存在的痕迹。在月球上，两宇航员面对面讲话也无 法听到，这是因为( )
第十二章
第一节
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知识自主梳理
第十二章
第一节
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知识点1
波的形成与传播
1.波的形成：当手握绳端上下振动时，绳端 带动 相邻质 点，使它也上下振动。这个质点又 带动更远一些的质点„„ 绳子上的质点都很快 振动 起来，只是后面的质点总比前面 的质点 迟一些开始振动。 2．波的传播：绳端这种上下振动的状态沿 绳子 传出 去。
第十二章
机械波
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●考纲须知 内容 机械波 横波和纵波 横波的图象 波速、波长和频率(周期)的关系 波的干涉和衍射现象 多勒普效应 要求 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ
第十二章
机械波
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第一节
波的形成和传播
第十二章
第一节
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第十二章
第一节
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重点难点突破
第十二章
第一节
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一、波的形成和传播 1．产生：振源的振动带动周围质点的振动，振动由近 及远传播形成机械波。 2．传播：机械波传播必须有介质的参与，能向外传递 运动和能量。 3．机械波的形成条件：一是有振源；二是必须有介 质。因为靠介质质点间的相互作用带动周围质点运动，形成 波。
人教版选修3-4 12.1节波的形成和传播(共25张PPT)
（2）传播规律：波在同一种均匀介质中传播速度不变
5、波向外传播的是振动的形式和能量、信息
6、波动与振动区别和联系
（1）、区别:
运动的质点不同：振动是一个质点的往复运动，而波动是 介质中许多质点的集体运动．
形成原因不同：振动是受回复力的作用，波动是各质点间 存在相互作用力，前带动后，后重复前，各质点也受回 复力的作用在各自的平衡位置往复运动。
1、科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，
更没有任何生命存在的痕迹。在月球上，两宇航员
面对面讲话也无法听到，这是因为
B
A 月球太冷，声音传播太慢
B 月球上没有空气，声音无法传播
C 宇航员不适应月球，声音太轻
D 月球上太嘈杂，声音听不清楚
2、关于机械波的形成，下列说法正确的是：ＢＣ A 物体做机械振动，一定形成机械波 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
４、一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形
成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、
F六个质点（
AD）
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
5、A、B、C、D是一列横波上的四个点，某时刻
波形如图所示，那如果A此时速度是向上的，则C点 必是 速度向上，如果B点此时速度是向上的， 则波向 左 传播，A、B两点加速度方
3．波的传播特点：
(1)各质点做受迫振动，振动周期与振幅都相同(由 振源周期决定)
（2）各质点在某一时刻速度方向不一定相同，但起 振方向相同
(3)前一个质点带动后一个质点振动，后一个质点重 复前一个质点的振动，只是比前一个质点振动滞后， 即步调不同（相位不同）。
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第十二章 机械波
12.1波的产生、传播和图像
题型（一）波的形成
例1．关于机械振动与机械波,下列说法正确的是【 】 A.有机械振动必有机械波 B.有机械波一定有机械振动
C.波传播的是振动的形式,质点本身未随波迁移
D.波是传递信息和能量的一种方式
例2．关于机械波的波长,下列说法正确的是【 】
A.质点振动一个周期,振动形式沿波的传播方向传播的距离是一个波长
B.相邻两个振动形式完全相同的两个质点间的距离是一个波长
C.两个相邻波峰或波谷之间的距离是一个波长
D.波长取决于介质,与振源无关
例3．关于波长、波速和频率之间的关系，下列说法正确的是【 】 A.公式v =λ f 适用于任何形式的波 B.机械波的波速仅由介质决定
C.机械波的频率是由振源决定的
D.机械波的波长取决于介质和振源
练习1．（2011北京）介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点【 】 A ．它的振动速度等于波的传播速度 B ．它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C ．它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D ．它的振动频率等于波源的振动频率
练习2．（2011天津）7．位于坐标原点处的波源A 沿y 轴做简谐运动，A 刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，B 是沿波传播方向上介质的一个质点【 】 A ．波源A 开始振动时的运动方向沿y 轴负方向
B ．此后1
4
周期内回复力对波源A 一直做负功
C ．经半个周期时间质点B 将向右迁移半个波长
D ．在一个周期时间内A 所受回复力的冲量为零
练习3．（2011海南）18．（1）（4分）一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。
介质中x=2m 处的质点P 沿y 轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin （5πt ）cm 。
关于这列简谐波，下列说法正确的是【 】 A.周期为4.0s B.振幅为20cm
C.传播方向沿x 轴正向
D.传播速度为10m/s
练习4．(08北京)在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。
一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1 s 到达最大位移处，在这段时间内波传播了0.5m ，则这列波【 】 （A ）周期是0.2 s （B ）波长是0.5m （C ）波速是2 m/s （D ）经1.6 s 传播了8 m
例4．如图所示为某振源发出的沿x 轴方向传播的机械波在某时刻的波形,回答下列问题:
(1)若x =3.5m 处的点此时振动方向向下,则波的传播方向
(2)若波此时刚好传到x =4m 处,则振源的起始振动方向 (3)若该波再经过t =4s 传到x =12m 处,则波的波速= 频率= 在此过程中,x =2.5m 处的质点通过的路程= m,其位移是 cm.
(4)从此刻开始,经过7 s ,x =15m 处第一次出现波峰,经过 s,x =17m 处的质点第一次经过平衡位置向上运动.
(5)在原坐标轴上,用虚线画出经过t =0.25s 的波形图。
(6)在y -t 图像上画出从此刻开始x =4m 处的质点的振动图像 【总结】画振动图像的方法
练习5．在xy 平面内有一列沿x 轴正方向传播的简谐横波,振幅为4cm,波
速为v =1m/s,频率为2.5Hz,在t =0时刻,P 点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P 为0.2m 的Q 点【 】
A.在0.1s 时的位移为4cm
B.在0.1s 时速度最大
C.在0.1s 时速度向下
D.在0到0.1s 时间内的路程为4cm
练习6．如图所示,沿波的传播方向上有间距均为1m 的六个质点a 、b 、c 、d 、e 、f 均静止在各自的平衡位置，一列简谐波以1m/s 的速度水平向右传播，t ＝0时到达质点a ,质点a 开始由平衡位置向上运动。
t =1s 时，质点a 第一次到达最高点，则在4s ＜t ＜5s 这段时间内【 】 A.质点c 的加速度逐渐增大 B. 质点a 的速度逐渐增大 C.质点d 向下运动 D.质点f 保持静止
练习7．图2是一列向x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形图，此时质点B 恰好运动到波峰，质点C 恰好通过平衡位置。
该波的周期为4.0s ，则对质点B 和C 下列说法中正确的是【 】 A ．它们开始振动时的运动方向不相同 B ．它们在开始振动的第一秒内加速度方向均一定沿y 轴正方向 C ．在开始振动后的任何连续的
2s 内，合外力对它们做的功都为零
D ．它们振动过程中的任意1s 内通过的路程均为2.0cm
a b c d e f 图2
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练习4、
【解析】
试题分析：质点由平衡位置开始竖直向上运动，经0.1s 达到最大位移处，则或
，即或，T 不可能等于0.2s ，故A 错误；波长
，则或，不可能等于0.5m ，故B 错误；由题，
波在内传播的距离为，则波速，故C 错误；1.6s 内波传
播距离
，故D 正确。
考点：横波和纵波；横波的图象；波长、频率和波速的关系
练习7、A 、各质点的起振方向与波源的起振方向相同．可知B 和C 开始振动时的运动方向相同．故A 错误．
B 、E 该波的周期为T=4s ，t=1s= 1 4
T ，波向x 轴正方向传播，此刻C 正向上，则它们在开始振动的第一秒内都在平衡位置上方，位移沿y 轴正方向，而加速度与位移方向相反，所以它们的加速度方向一定沿y 轴负方向．故BE 错误． C 、质点的振动周期为4s ，每经过半个周期0.2s ，质点运动到与平衡位置对称的位置，动能变化为零，则合外力做功为零．故C 正确．
D 、波的周期为4s ，经过四分之一个周期，振动的路程不一定等于振幅的大小．故D 错误． 故选：C ．。