2019高中物理第十二章第1节波形成和传播讲义(含解析)新人教版

波的形成和流传一、波的形成和流传┄┄┄┄┄┄┄┄①1．形成原由：以绳波为例(如下图)能够将绳分红很多小部分，将每一部分看做质点。在无外来扰动以前，各个质点摆列在同向来线上，各个质点所在的地点称为各自的均衡地点。因为外来的扰动，会惹起绳中的某一质点振动，第一振动的这个质点称为波源。因为绳中各质点之间存在着相互作使劲，作为波源的质点就带动四周质点振动，并挨次带动周边质点振动，于是振动就在绳中由近及远地流传。2．介质定义：波借以流传的物质。特色：构成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会惹起相邻质点的振动。3．机械波定义：机械振动在介质中流传，形成了机械波。产生条件①机械振动；②要有介质。机械波的实质①流传振动这类运动形式；②传达能量的一种方式，依赖介质中各个质点间的相互作使劲而使各相邻质点挨次做机械振动来传达波源的能量。[注意]1．波流传的是振动形式，故每个质点起振时的振动与波源相同。2．对全部振动质点来说，所体现的现象是颠簸，而对单个质点来说，所体现的现象是振动，故颠簸的周期等于质点振动的周期。①[判一判]1．质点的振动地点不停变换即形成波(×)2．在绳波的形成和流传过程中，全部质点同时运动，同时停止运动(×)3．在绳波的形成和流传过程中，全部质点的运动是近似的匀速直线运动(×)4．机械波流传的是能量和振动形式，机械波不可以在真空中流传(√)二、波的分类┄┄┄┄┄┄┄┄②定义表记性物理量实物波形质点的振动方向与波的①波峰：突出的最高横波处；流传方向相互垂直的波②波谷：凹下的最低处质点的振动方向与波的①密部：质点散布最密的地点；纵波流传方向在同向来线上②疏部：质点散布最疏的波的地点[注意]1．划分横波和纵波，重点是明确质点的振动方向和波的流传方向，在横波中二者“相互垂直”，在纵波中二者“在同向来线上”。2．声波是纵波，它不单能在空气中流传，也能在液体、固体中流传。3．地震中既有横波也有纵波。水波是较复杂的机械波，不是横波。②[选一选]下边对于横波、纵波的说法中正确的选项是( )A．同一波源在同一介质中形成的机械波可同时拥有横波和纵波B．因为横波、纵波的振动方向与波的流传方向的关系不一样，所以横波、纵波不行能沿同一方向流传C．横波、纵波在同一介质中的流传速度必定相等D．只需存在介质，不论是固体、液体或气体，均可流传横波和纵波分析：选A同一波源产生的波中可同时拥有横波、纵波，如地震波，A正确；固然这两种波振动方向与波流传方向的关系不一样，但其实不阻碍二者沿同一方向流传，B错误；在同一介质中，横波和纵波流传速度一般不一样，如地震波中纵波比横波流传得快，C错误；横波能够在固体中流传，不可以够在气体中流传，而纵波在固体、液体平和体中均可流传，D错误。机械波的形成2．波的特色振幅：像绳波这类只在某个方向上流传的机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。步伐：离波源越远，质点振动越滞后。各质点只在各自的均衡地点振动，其实不随波迁徙。机械波向前流传的是振动这类运动形式，同时也传达能量和信息。[典型例题]例1.[多项选择]如下图，沿水平方向散布的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，此中O为波源，设波源的振动周期为T，从波源经过均衡地点竖直向下振动开始计时，T经4质点1开始振动，则以下对于质点的振动和介质中的波的说法中正确的选项是( )A．介质中全部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，起振的地点和起振的方向是不一样的C．图中质点8的振动完整重复质点7的振动，不过质点8振动时经过均衡地点或最大位移处的时间老是比质点T7经过相同的地点时落伍4D．只需图中全部质点都已振动了，质点1与质点9的振动步伐就完整一致，假如质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动[分析]从题知，图中质点9是距波源最远的点，只管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，A正确，B错误；质点7与质点8比较，质点7是质点8的前质点，7、8质点间的振动步伐相差T9比质点1晚2起振，一旦质点9起振后，质点1、9的振，C正确；质点4T动步伐就完整一致，D正确。[答案]ACD[评论]颠簸过程中介质中各质点的振动规律[

即时稳固

]1.为一弹性绳。想法在绳上流传一个脉冲的波，如下图，当波从

向

流传时，绳上质点开始起振的速度方向是

________，若波从

B向A流传，绳上质点开始起振时，

质点振动的速度方向是

________。分析：依据波的形成过程，前质点挨次带动后质点并挨次落伍，且都重复波源的振动，当波从A向B流传时，B刚开始振动时，B左边的相邻质点比B先振动，而且地点在B的下方，所以B应当向下振；当波从B向A流传时，质点刚开始振动时，速度方向向上。答案：向下向上名称横波纵波项目特色在颠簸中，质点的振动方向和波的流传在颠簸中，质点的振动方向和波的流传方向相互垂直方向在同向来线上介质只好在固体介质中流传在固体、液体平和体介质中均能流传特色在颠簸中交替、间隔出现波峰和波谷在颠簸中交替、间隔出现密部和疏部[典型例题]例2.[多项选择]以下相关横波与纵波的说法中正确的选项是( )A．沿水平方向流传的波为横波B．纵波能够在固体、液体、气体介质中流传C．纵波与横波不可以够同时在同一介质中流传D．凡是振动方向与波流传方向在同一条直线上的波都是纵波[分析]

质点振动方向与波流传方向垂直的波叫横波，

A错误；纵波可在固体、液体和气体介质中流传，

B正确；横波和纵波可在同一种介质中流传，如地震波，

C错误；质点振动方向与波流传方向在同一条直线上的波叫纵波，

D正确。[答案]

BD[评论]横波和纵波的最大差别表此刻波的流传方向和质点振动方向的关系上。横波和纵波都需要介质流传，但对介质的要求不一样。[即时稳固]2．对于横波和纵波，以下说法正确的选项是( )A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的流传方向有时相同，有时相反B．对于纵波，质点的振动方向与波的流传方向必定相同C．形成纵波的质点，随波一同迁徙D．空气介质只好流传纵波分析：选D横波质点的振动方向与流传方向相互垂直，纵波质点的振动方向与流传方向有时相同，有时相反，A、B错误；介质中的质点都是在均衡地点周边做来去运动，不会随波迁徙，C错误；因为空气介质只好经过压缩产生相互作使劲，故空气中的机械波只好是纵波，D正确。名称振动颠簸项目运动现象振动是单个物体所表现出的循环来去颠簸是大批物体遇到扰动时，从扰动中的运动现象心流传开来的循环来去的运动现象物体因为某种原由走开均衡地点，同时运动成因遇到指向均衡地点的力——答复力作介质中质点遇到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远流传开去用运动性质变加快运动在平均介质中匀速向前流传能量动能与势能相互转变，假如是简谐运波的流传过程是一个能量流传过程，传动，机械能保持不变播的是波源的能量[典型例题]例3.[多项选择]对于振动和波的关系，以下说法中正确的选项是( )A．振动是波的成因，波是振动的流传B．振动是单个质点体现的运动现象，波是很多质点结合起来体现的运动现象C．波的流传速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立刻停止流传[分析]机械波的产生条件是有波源和介质，因为介质中的质点挨次带动，由近及远传播而形成波，A、B正确；波的流传速度是波形由波源向外伸展的速度，在平均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，C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处流传；当波源停止振动时，介质仍旧持续流传波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而立刻停止流传，D错误。[答案]AB[评论]有机械波，必有机械振动，有机械振动，不必定形成机械波。质点的振动速度是随时间改变的，而波在同种平均介质中的流传速度是不变的。[即时稳固]3．[多项选择]一列横波沿绳索向右流传，某时刻绳索形成如下图的凹、凸形状。对此时绳上、、、、、F六个质点，以下说法正确的选项是( )ABCDEA．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．此后时算起，质点B比C先回到均衡地点分析：选AD波源振动时，绳上各质点经过相互间的弹力作用跟着做受迫振动，不考虑流传中的能量消耗时，各质点的振幅均相同，A正确；波流传时，离波源远的质点的振动落伍于离波源近的质点的振动，并跟从着离波源近的质点振动，由题图可知，波源在左端，所以，质点D跟从离波源近的质点C正向上运动，质点F跟从离波源近的质点E正向下运动，D和F二者速度方向相反，B错误；同理，此时质点A正向下运动，质点C正向上运动，两者速度方向也相反，C错误；因为此时B、C两质点都向上运动，B比C先到最大位移处，故B比C先回到均衡地点，D正确。1．以下对于机械波的认识，正确的选项是( )A．有波源就必定会形成机械波B．介质中各质点的振动频次与波源的振动频次相同C．机械波向右流传时，处于波峰的质点也向右迁徙D．机械波向右流传时，右方的质点比左方的质点早一点振动分析：选

B

有波源、有流传介质才能形成机械波，

A错误；介质中各质点在波源的驱动下做受迫振动，所以振动频次相同，

B正确；机械波流传过程中，各质点不随波迁徙，

C错误；机械波向右流传时，右方的质点比左方的质点晚一点振动，D错误。2.[多项选择]一列横波某时刻的波形如下图，则对于质点A的受力，以下说法中正确的是( )A．假如波向右流传，则质点A遇到向上的作使劲B．假如波向右流传，则质点A遇到向下的作使劲C．假如波向左流传，则质点A遇到向上的作使劲D．假如波向左流传，则质点A遇到向下的作使劲分析：选BD不论波向左仍是向右流传，答复力一直指向均衡地点，且质点A的答复力是由相邻的质点对证点A的作使劲来供给，质点A的受力方向向下，B、D正确。3．[多项选择](2016·杭州高二检测)把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则( )A．在弹簧上形成一列机械波B．在弹簧上形成波峰和波谷C．弹簧上的质点自上而下振动D．弹簧上的机械波自上而下流传分析：选AD弹簧上形成的是纵波，所以有密部和疏部，A正确，B错误；波在流传过程中，质点只在自己的均衡地点周边振动，不随波迁徙，C错误，D正确。4．以下对于波的应用正确的选项是( )A．要使放在河中的纸船逐渐凑近河岸，可向比纸船更远处扔掷石子形成水波B．两个在水中潜泳而且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中流传的原由C．光缆是利用机械波传达信息D．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只好惹起机械振动，不可以形成声波分析：选B机械波流传时，介质质点在各自均衡地点周边振动，质点自己其实不随波迁移，A错误；光缆是利用光波传达信息的，C错误；宇航员在宇宙飞船里，击打船壁能惹起机械振动，同时也能形成声波，D错误；声波能够在液体中流传，B正确。5．如下图是沿绳向右传出的一列横波。已在图上画出各个质点的振动速度方向，回答以下几个问题：(1)速度最大的点是第________点和第________点。(2)第________点所在的地点是波的波峰，此时该质点振动的速度为________。分析：(1)各个质点在自己的均衡地点周边做简谐运动，处在均衡地点时速度最大。所以，速度最大的点是第3点、第7点。(2)位移最大时，速度最小，第5点所在的地点是波的波峰，此时该质点振动的速度为0。答案：(1)37(2)50[基础练]一、选择题1．[多项选择]机械波流传的是( )A．介质中的质点B．质点的运动形式C．能量D．信息分析：选BCD机械波是振动在介质中向外流传，质点不随波的流传而迁徙，不过向外流传信息和能量及运动形式，B、C、D正确。2．(2016·柳州高二检测)相关纵波与横波，以下说法中正确的选项是( )A．对于纵波，质点的振动方向与波的流传方向必定相同B．对于横波，质点的振动方向与波的流传方向垂直C．纵波的质点能够随波迁徙，而横波的质点不可以D．横波只好在固体中流传，纵波只好在液体、气体中流传分析：选B对于纵波，质点的振动方向有时与波的流传方向相同，有时与波的流传方向相反；对于横波，质点振动方向与波的流传方向垂直，A错误，B正确；不论纵波仍是横波，质点只好在均衡地点周边振动，不随波迁徙，C错误；横波只好在固体中流传，纵波可在固体、液体、气体中流传，D错误。3．一列横波在某时刻的波形如下图，此时质点F的运动方向向下，则以下说法正确的是( )A．波水平向右流传B．质点

H与质点

F的运动方向相同C．质点

C比质点

B先回到均衡地点D．此时刻质点

C的加快度为零分析：选

C

因为质点

F要追平和它周边的而且离波源稍近的质点运动，又知道质点

F的运动方向是向下的，

则与它周边的离波源稍近的质点的地点应在它的下方，

比较图象能够判断出波源在质点F的右方，故波是向左流传的，A错误；与质点H周边的而且离波源稍近的质点I的地点在质点H的上方，则质点H的运动方向是向上的，B错误；用相同的方法能够判断出质点C要向下运动直接回到均衡地点，而质点B则要先向上运动抵达最大位移处后再返回均衡地点，这样质点C要比质点B先回到均衡地点，C正确；质点C此时处在最大位移处，其加快度最大，D错误。4．《枫桥夜泊》中出名句“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。此中，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，剖析其原由可能是( )A．大钟的回声B．大钟在持续振动，空气中持续形成声波C．人的听觉发生“暂留”的缘由D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动分析：选B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；跟着能量的减弱，钟声逐渐消逝，所以B正确。5．一个小石子投向沉静的湖水中央，激起圆形涟漪一圈圈向外流传，假如此时树上一片树叶落在水面上，则树叶将( )A．沿涟漪做圆周运动B．在落下处上下振动C．逐渐漂向湖心D．逐渐漂向湖畔分析：选B一个小石子投向沉静的湖水中央，激起圆形的水波向外流传，而水波是横波，流传过程中水面各质点上下振动，既不向外挪动，也不向圆心挪动，更不会沿涟漪做圆周运动，B正确。二、非选择题6．细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始上下振动，激发出一列横波，在细绳上选T取15个点，图甲为t＝0时刻各点所处的地点，图乙为t＝4时刻的波形图(T为波的周期)。在图丙中画出3Tt＝时刻的波形图。4分析：机械波在流传过程中，介质中的质点都在各自的均衡地点周边振动，时间上挨次T3T滞后。从波形图上看出，在t＝4时刻第4个质点才开始振动，则在t＝4时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了T1个质点抵达下2的时间回到了自己的均衡地点，第方最大位移处，新的波形图如答案图所示。答案：如下图。[提能练]一、选择题1．[多项选择](2016·眉山高二检测)一列机械波由波源向四周流传出去，则( )A．介质中各质点由近及远地流传出去B．波源的振动形式由近及远地流传出去C．介质中各质点不过振动而没有迁徙D．介质中各质点振动的能量由近及远地流传出去分析：选BCD机械波向外流传，流传出去的是振动的形式、携带出去的是能量和信息，质点不随波的流传而迁徙，应选项B、C、D正确。如图是一列沿着绳向右流传的绳波波形，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．向上分析：选D因为波刚才传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向，由图依据波的流传与质点振动的关系能够知道，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。3．(2016·龙岩高二检测

)如下图，

O是波源，

a、b、c、d是波流传方向上四个质点的均衡地点，且

Oa＝ab＝bc＝cd，t1＝0时各质点均静止在均衡地点，波源

O开始沿

y轴正方向做简谐运动，形成一列沿

x轴正方向流传的波形为余弦函数曲线的波。在

t2＝0.3s

，波源

O第一次抵达负向最大位移处，波恰巧传到

c点。以下说法正确的选项是

(

)A．波的周期为

12sB．t2＝0.3s

，a质点向

y轴正方向运动C．t2＝0.3s

，b质点的加快度达正向最大D．当

d点开始振动时的起振方向沿

y轴正方向分析：选

D

因为波源的起振方向向上，且在

t2＝0.3s

，波源

O第一次抵达负向最大位移处，可知

T＝0.4s；据此波形可知，该时刻

a在均衡地点将向下运动，

b质点在正向最大位移处，即加快度负向最大，故A、B、C错误；各质点的起振方向与波源的起振方向相同，故d的起振方向沿y轴的正方向，故D正确。4．[多项选择]