高中物理选修3-4第二章学案1习题课后作业,有详细解答

1、学案1机械波的形成和传播学习目标定位 1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道波的种类及横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点1物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动2简谐运动的能量与振幅有关，对同一个系统来说，振幅越大，振动的能量就越大3物体在周期性驱动力作用下的振动称为受迫振动一、波的形成和传播1波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质点的运动状态，于是波源的振动逐渐传播出去2绳、水、空气等能够传播振动的物质，叫做介质3机械振动在介质中的传播称为机械波4介质中有机械波传播时，介质中的质点发生振动，且质点不会(

2、填“会”或“不会”)随波迁移二、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，叫做横波在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷2质点的振动方向与波的传播方向平行的波，叫做纵波在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫做疏部一、波的形成和传播问题设计如图1所示，手持细绳的一端上下抖动，绳像波浪般翻卷这是波在绳上传播的结果，那你知道波是如何形成的吗？图1答案绳一端振动，带动绳上相邻部分振动，依次逐渐引起整个绳振动要点提炼波形成的原因：以绳波为例(如图2所示)图2(1)可以将绳分成许多小部分，每一部分看做一个质点(2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各

3、个质点所在的位置称为各自的平衡位置(3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的那个质点称为波源(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，周围质点又依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播二、机械波问题设计把一个闹钟放在真空罩内，当闹钟的小锤敲打铃铛的时候，我们听不到声音，你知道其中的奥秘吗？答案声波在真空中不能传播，说明声音的传播需要介质要点提炼1介质：绳、水、空气等能够传播振动的物质组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动2机械波(1)产生条件：要有机械振动；要有传播振动的介质(2)特点前面的质点带动后面的质

4、点振动，后面的质点重复前面质点的振动，并且落后于前一个质点的振动沿波的传播方向上每个质点的振动方向都和波源的起振方向相同波传播的是振动这种形式，而介质的质点并不随波迁移波在传播“振动”这种运动形式的同时，也传递能量和信息延伸思考一同学不小心把一只排球打入湖中，为使球能漂回岸边，这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法，试分析这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸？答案不能根据波的传播特点，各质点只能在各自平衡位置两侧做往复运动，并不随波迁移，所以石头激起的水波虽向四周传播，水本身并未向四周运动，因此浮在水面上的排球也只能随水波上下起伏，不能到达湖岸三、横波和纵波问题设计2011年3月日本东北部海域发

5、生里氏9.0级强震，其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失我们可以观察到当地震发生时，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要点提炼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，两方向平行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一、机械波的形成及特点例1关于机械波的说法中，正确的是()A各质点均在各自的平衡位置附近振动B相邻质点间必有相互作用力C前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质

6、点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本题要求熟知机械波的物理模型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二、由波的传播方向确定质点的振动方向例2如图3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t0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：图3(1)t时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2

7、)t时，质点8、12、16的运动状态如何？(3)tT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所示(1)由甲图可知，t时，质点8未到达波峰，正在向上振动，质点12、16未振动(2)由乙图可知，t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)由丙图可知，tT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三、振动与波的关系例3关于振动和波的关系，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，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波的传播速度就是质点振动的速度D波源停止振动时，波立即停止传播解析机械波

8、的产生条件是有波源和介质，由于介质中的质点依次带动、由近及远传播而形成波，所以选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；介质中一旦形成了波，介质中的质点就会将“振动”这种运动形式由近及远地向外传播，当波源停止振动时，介质中已经振动起来的质点还在振动，所以波将继续传播，选项D错误答案AB1(机械波的形成及特点)以下对机械波的认识正确的是()A形成机械波一定要有振源和介质B振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D机械波向右传播时，右方的质点比左

9、方的质点早一些振动答案A解析振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D均错2(横波与纵波的区别)下列关于横波与纵波的说法中，正确的是()A振源上下振动形成的波是横波B振源左右振动形成的波是纵波C振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的波是横波D横波中质点随波迁移，纵波中质点不随波迁移答案C解析区分横波和纵波的依据是波的传播方向和质点振动方向的关系，无论横波和纵波质点都只是在平衡位置附近振动3(振动与

10、波的关系)关于振动和波的关系，下列说法正确的是()A有机械波必有振动B有机械振动必有波C离波源远的质点振动较慢D波源停止振动时，介质中的波立即停止传播答案A解析机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动但如果只有振动，而没有介质的传播就不会有机械波的产生因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会停止.题组一机械波的形成及特点1关于机械波的以下说法中，正确的是()A发生波动需要两个条件：波源和介质B波动过程是介质质点由近及远移动的过程C波动过程是能量由近及远传递的过程D波源与介质质点的振动都是自由振动答案

11、AC解析波源(即振源)振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波各质点只在平衡位置附近振动，并不随波向外迁移，仅把振源的振动和能量传播开来波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力，所以波源的振动不可能是自由振动相邻的介质质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动2一小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶()A逐渐漂向湖心B逐渐漂向湖畔C在落下地方上下振动D沿树叶所在的圆圈做圆周运动答案C3关于机械波的说法正确的是()A相邻的质点要相互做功B纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C波源开始时怎样振动，其他质点开

12、始时就怎样振动D除波源外，波中各质点都做受迫振动答案ACD解析机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前、后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；无论是横波还是纵波，波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，因此B错；波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源频率相同，并且都“仿照”波源振动，故C、D正确4波在传播过程中，下列说法正确的是()A介质中的质点随波的传播而迁移B波源的能量随波传递C振动质点的频率随着波的传播而减小D波源的能量靠振动质点的迁移来传播答案B解析各振动质点的频率都

13、与波源的振动频率相同，振动质点并不随波迁移5关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A物体做机械振动，一定产生机械波B后振动的质点总是跟着先振动的质点振动，只是时间上落后一步C参与振动的质点都有相同的频率D机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递答案BC解析机械波的形成必须具备的两个条件：波源和介质，物体做机械振动，若其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；任何一个振动的质点都是一个波源带动它附近的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后于前一质点，但振动频率相同，故B、C选项正确形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近做往复运动，并不随波迁移，离振

14、源较远处的质点振动的能量，是通过各质点的传递从波源获得，故D选项错误题组二振动与波的关系6沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时，有()A绳上各质点同时停止振动，横波立即消失B绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失C离波源较近的质点先停止振动，较远的质点稍后停止振动D离波源较远的质点先停止振动，较近的质点稍后停止振动答案C解析机械波沿绳传播时，绳上各个质点都在振动，一旦波源停止振动，离波源较近的质点先停止振动，离波源较远的质点后停止振动题组三横波与纵波的区别7下列关于横波、纵波的说法正确的是()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

15、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A8下列有关横波与纵波的说法中正确的是()A沿水平方向传播的波为横波B纵波可以在固态、液态、气态介质中传播C纵波与横波不可以同时在同一介质中传播D凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波答案BD解析纵波与横波可以同时在同一介质中传播，如地震波中既有横波又有纵波9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形成纵波的质点，随波一起迁移D形成纵波的质点不

16、随波迁移答案D解析横波质点的振动方向与传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故A、B项错误；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C项错误，D项正确题组四由波的传播方向确定质点振动方向10.一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波形如图1所示，则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是()图1Aa和c Ba和dCb和c Db和d答案BC解析若波向右传播，则a、d向上振动，b、c向下振动；若波向左传播，则a、d向下振动，b、c向上振动11如图2所示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()图2A向左 B向右C向下 D向上答案D解析由于波刚刚传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向，由题图根据波的传播与质点振动的