22人教版高中物理新教材选择性必修第一册--第1节 波的形成
新教材高中物理第三章机械波第1节波的形成作业含解析新人教版选择性必修第一册
第1节波的形成1.（多选）关于机械波的形成，下列说法正确的是( )A.物体做机械振动，不一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步C.机械波中介质随波迁移D.机械波可以传递能量和信息答案：A ; A ; A解析：若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，A正确；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，离波源越远，振动步调越落后，机械波中各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，A错误，A正确。
2.下列关于横波、纵波的说法正确的是( )A.凹凸相间的波叫横波，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横波C.沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波D.沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波答案：A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，A、A、A错误；横波具有波峰和波谷，A正确。
3.（2021山东济南高二期末）某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。
该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波。
关于两次形成的绳波，下列判断正确的是( )A.波形甲的振幅比波形乙的大B.波形甲的周期比波形乙的长C.波形甲的形成时间比波形乙早D.波形甲的起振方向与波形乙相同答案：A解析：由题图可知波形甲的振幅比波形乙的小，A错误；甲、乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长大于波形乙的波长，根据A=A，波形甲的周期大于波形乙的周A期，A正确；波形乙的形成时间比波形甲早，A错误；波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，A错误。
4.（多选）在学到“机械振动”“机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表了自己的观点。
高中物理选择性必修一 第1节 波的形成
第1节波的形成核心素养物理观念科学思维1.认识波是振动的传播。
2.知道波在传播过程中同时传播能量和信息。
3.能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部与疏部。
4.知道机械波的定义及形成机械波的条件。
1.能区别机械振动和机械波。
2.会判断质点的振动方向。
知识点一波的形成[观图助学]1.波：振动的传播称为波动，简称波。
2.波的形成和传播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。
这个质点又带动更远一些的质点……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迟一些开始振动，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了。
[思考判断](1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。
(×)(2)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。
(×)(3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动。
(√)波的形成过程：(1)将绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点。
(2)沿波传播方向，前一质点依次带动后一质点，后一质点延迟振动。
(3)把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波。
知识点二横波和纵波1.质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波。
在横波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。
2.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波。
在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。
3.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。
4.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。
声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。
实物波形知识点三机械波1.形成：机械振动在介质中传播，形成了机械波。
2.产生条件：①波源；②传播振动的介质。
3.特点①介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只有振动这种运动形式。
②介质中本来静止的质点，随着波的传来而发生振动，这表示它获得了能量，可见波是传递能量的一种方式。
人教版高中物理选择性必修第1册 第3章 1 波的形成
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机械波的形成及特点
第三章 机械波
艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目.19 世纪末20世纪初起源于欧洲．艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就 是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图．
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第三章 机械波
特别提醒：(1)有波源和有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 自的平衡位置附近做往复振动．
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第三章 机械波
(多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是
()
A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫作横波
B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
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第三章 机械波
问题 (1)丝带上的各点有没有随波迁移？ (2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？ 【答案】(1)没有．波传播的只是振动这种运动形式，介质中各质点 本身并不会随波迁移． (2)不会．波传递的是能量，波源停止振动，但能量还会依次向外传 播．
人教版高中物理选择性必修第1册 第三章 机械波 1 波的形成 (2)
| 机械波及其特点
情境 人们对火星并不陌生,这颗红色的星球早在几千年前就映入了老祖宗的眸 子里,几百年前在伽利略的镜筒里球体的两极清晰可辨,然而人类依然回答不了一 个问题:火星内部到底是什么样子的?于是,2018年11月27日人类“派出”了“洞察 号”火星探测器,让它贴着火星地面去“听一听”那颗红色星球上的地震波,可以 探测到肉眼看不到的世界。
规律总结 机械波中横波和纵波的区别
名称项目
横波
纵波
实物 波形
概念 介质 特征
质点的振动方向与波的传播方 质点的振动方向与波的传播方
向相互垂直的波
向在同一直线上的波
横波一般只能在固体介质中传 纵波在固体、液体和气体介质
播
中均能传播
在波动中交替、间隔出现波峰 在波动中交替、间隔出现密部
和波谷
和疏部
3 | 机械波
(✕) 提示:团体操表演的“人浪”是表演者有节奏地起立、下蹲形成的,没有振动形式 的传播和带动,所以形成的不是机械波。
5.若塑料球掉入池塘里,可以往池塘中扔石块,借助石块激起的水波把球冲到岸 边。 ( ✕ ) 提示:向池塘中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成的水波向四周传去, 但传出去的只是振动这种运动形式,水只是上下振动并不向外迁移,所以塑料球仅 能上下振动而不是借助水波向岸边运动。 6.在敲响古刹里的大钟时,即使停止对大钟的撞击,大钟仍“余音未绝”,这是因为 大钟虽停止振动,但空气仍在振动。 ( ✕ ) 提示:停止对大钟的撞击后,大钟的振动不会立即停止,振动的能量不会凭空消失, 它会再振动一段时间后因为阻尼而停止振动,因此还会在空气中形成声波。
1.介质:绳、弹簧、水、空气等是⑩ 波 借以传播的物质,叫作介质。 2.机械波: 机械振动 在介质中传播,形成了机械波。 3.产生机械波的条件:同时存在 介质 和 波源 。 说明 有振动不一定存在波,但有波一定存在振动。 4.机械波传播的只是 振动 这种运动形式,质点并不随波迁移。 5.波不但传递 能量 ,而且可以传递 信息 。
高中物理第三章机械波第1节波的形成课件新人教版选择性必修第一册
规律点拨 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。
[变式训练2] 下列说法中不正确的有( ) A．声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波 B．波不但能传递能量，还能传递信息 C．发生地震时，由震源传出的波中既有横波又有纵波 D．一切机械波的传播都需要介质
[规范解答] 介质中所有质点的起振方向均与波源相同，都是竖直向下 的，从题图可知，质点 9 是图中距波源最远的点，尽管与波源起振方向相同， 但起振时刻最晚，故 A 正确，B 错误；质点 7 与质点 8 比较，质点 7 在质 点 8 的前面，两质点的振动步调相差T4，故 C 正确；质点 9 比质点 1 晚 2T 开始起振，一旦质点 9 起振后，质点 1、9 的振动步调就完全一致，且质点 9 的振动次数比质点 1 少两次，故 D 正确。
二、横波和纵波
1．机械波可分为横波和纵波两类
定义
标识性物理量
横 质点的振动方向与波的传播 ①波峰：凸起的 □02 最高处
波 方向相互 □01 垂直 的波
②波谷：凹下的 □03 最低处
①密部：质点分布 □05 最密
纵 质点的振动方向与波的传播 的位置 波 方向在 □04 同一直线 上的波 ②疏部：质点分布 □06 最疏
(3)登上月球的宇航员可以通过声音直接交流吗？
提示：不可以。因为月球上是真空的，没有传声介质，所以不能通过声 音直接交流。
课堂探究评价
课堂任务 波的形成、传播及特点 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动 1：甲图中的(a)是怎么形成的？(b)呢？甲图揭示了什么？
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第1节波的形成课标解读课标要求素养要求1.通过观察,认识波的特征。
2.能区别横波和纵波。
1.物理观念:理解机械波的形成过程和产生条件,知道机械波的种类。
明确机械波传播的特点。
⒉科学思维:通过对波的认识和理解,逐步提高空间想象能力。
自主学习·必备知识教材研习教材原句要点一波的形成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，这个质点又带动更远一些的质点……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迟①一些开始振动。
这样依次带动下去，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。
要点二横波和纵波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波。
在横波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。
质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波②。
在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。
自主思考①（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？答案：①（1）提示①将绳分成许多小段，每一段都可以看成质点。
②相邻质点间有相互作用，当振源质点振动时，会带动相邻质点振动。
这一质点又会带动下一质点振动。
③后面质点的运动重复前面质点的运动。
④后面质点的运动滞后前面质点的运动，同一时刻，各质点离开平衡位置的位移是不同的，从而整体上形成凹凸相间的波形。
（2）不能。
水波在传播时，介质不随波迁移。
（3）波源和介质是形成机械波的必要条件，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。
（4）不会。
波源停止振动后，机械波传递的能量并不会立即消失，因此机械波不会立即消失。
②（1）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？（2）声波是横波还是纵波？答案：（1）提示地震震源往往在地下某个地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波，所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。
另外，横波振幅比纵波大，破坏力大，所以横波的水平晃动力是造成建筑物损坏的主要原因。
（2）声波是横波还是纵波，不是由声源决定的，而是由它传播的介质决定的，在空气中声音以纵波的形式传播，在固体中纵波、横波共存。
空气之所以能传播纵波，是因为声源振动→周围空气疏、密度发生变化→传播至耳膜，耳膜振动，然后人就听到了声音。
名师点睛1.机械振动在介质中传播，形成机械波。
2.机械波的产生条件（1）要有波源。
（2）要有传播振动的介质。
3.介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，因此说它传播的只是振动这种运动形式和能量。
互动探究·关键能力探究点一波的形成情境探究1.如图所示是生活中常见的几种波动现象，这些波动现象是如何形成的呢？答案：提示以彩带为例，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带像波浪般翻卷，是因为彩带一端振动，带动彩带上相邻部分振动，依次逐渐引起整个彩带振动。
探究归纳1.机械波的形成与传播2.波动过程中各质点的运动特点(1)先振动的质点带动后振动的质点；后振动的质点重复前面质点的振动；后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点。
概括起来就是“带动、重复、落后”。
(2)各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移。
各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。
(3)机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息。
探究应用例(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中为波源，设波源的振动周期为，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经质点1开始振动，则下列说法中正确的是( )A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后D.只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动答案：; ;解析：介质中所有质点的起振方向均与波源相同，都是竖直向下的，由题图可知，质点9是图中距波源最远的点，尽管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，故正确，错误；质点7与质点8比较，质点7在质点8的前面，两质点的振动步调相差，故正确；质点9比质点1晚起振，一旦质点9起振后，质点1、9的振动步调就完全一致，且质点9的振动次数比质点1少两次，故正确。
迁移应用1.如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到点时的波形图，由图可判断出点开始振动的方向是( )A.向左B.向右C.向上D.向下答案：解析：由题图可知，沿波传播方向，点的前边质点在其上方，点要重复前边质点的振动，故向上运动，故波源的起振方向也是向上的，正确。
2.图甲中有一条均匀的绳，0、1、2、3、4…是绳上一系列等间距的点。
现有一列简谐横波沿此绳传播。
某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动情况未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。
试在图丙中画出再经过周期时的波形图。
答案：图见解析解析：在图乙所示的时刻，该均匀绳上点9达到最大位移时，点12正通过平衡位置向上运动，因而由图乙中点9、10、11、12所在位置点连成的曲线代表在该均匀绳上传播的简谐横波在图乙所示时刻的四分之一波形图。
由于介质中质点都在各自的平衡位置附近往复运动，所以再经过周期时，点9在平衡位置，而点12到达负的最大位移处。
由此可得出点9到点12间的波形。
由这段波形也就知道了这一时刻整条绳上的波形，如图丙所示。
探究点二横波和纵波情境探究1.以上两种波动中，各质点振动方向与波的传播方向有什么关系？答案：提示团体操形成的波中，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直；在轻弹簧形成的波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。
探究归纳1.横波和纵波的比较名称横波纵波概念在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在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2.振动与波动的联系和区别名称振动波动运动现象振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象波动是介质中大量的质点受到扰动时，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探究应用例(多选)横波和纵波的区别是( )A.横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向相同或相反B.纵波不能在空气中传播C.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部D.横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，纵波中质点的振动方向与波的传播方向垂直答案：;解析：物理学中把质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波称为横波，把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波称为纵波，对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，正确，错误；声波是纵波，能在空气中传播，错误；横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部，正确。
规律总结(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。
迁移应用1.下列说法中不正确的是( )A.声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波B.波不但能传递能量，还能传递信息C.发生地震时，由震源传出的波中既有横波又有纵波D.一切机械波的传播都需要介质答案：解析：声波无论在什么介质中传播都是纵波，故错误；波不仅能传递能量，还能传递信息，地震波既有横波又有纵波，一切机械波的传播都需要介质，故、、正确。
2.关于横波和纵波，下列说法正确的是( )A.对于横波和纵波，质点的振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.对于纵波，介质中质点随波一起迁移D.对于纵波，介质中质点不随波迁移答案：解析：横波中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，故、错误；无论横波还是纵波，当有机械波在介质中传播时，介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故错误，正确。
评价检测·素养提升课堂检测1.在平静的湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传播到小木条处时，小木条将( )A.随波纹漂向湖岸B.不动C.向波源处漂动D.在原来位置上下振动答案：解析：介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，介质质点只在自己的平衡位置附近振动，向外传播的只是振动形式和能量，生活中的水面上的一些漂浮物会沿波向外移动，是因为外界另外一些因素的干扰，如风的吹动等，故正确。
2.《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。
”其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是( )A.大钟的回声B.大钟在继续振动，空气中继续形成声波C.人的听觉发生“暂留”D.大钟虽停止振动，但空气仍在振动答案：解析：停止对大钟的撞击后，大钟做阻尼振动，仍在空气中形成声波；随着能量的减弱，钟声逐渐消失。
3.一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是( )A.波中的各个质点都在由西向东运动B.波中的各个质点一定沿水平方向振动C.波中的各个质点一定沿竖直方向振动D.以上说法都错误答案：解析：横波中质点的振动方向和传播方向垂直，各质点只是在其平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移，而对于一列横波来说，其各个质点可以在与传播方向垂直的平面内的任何方向振动，、、错误，正确。
4.地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和，一种简易地震仪由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成，如图所示。
地震中，假定震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则下列说法正确的是( )A.先开始振动，震源距地震仪约B.先开始振动，震源距地震仪约C.先开始振动，震源距地震仪约D.先开始振动，震源距地震仪约答案：解析：纵波的速度快，纵波先到，所以先开始振动，根据，解得。