44　第七章　第40课时　机械波的形成及图像

第七章机械振动机械波第40课时机械波的形成及图像[学习目标]

1．知道机械波的形成条件及特点。2．掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图像，掌握波的图像与振动图像的区别与联系。考点1波的形成、传播与图像1．机械波形成条件(1)有发生机械振动的______。(2)有传播______，如空气、水等。2．机械波传播特点(1)传播振动形式、传播______、传播信息。(2)质点不随波______。波源介质能量迁移3．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互______，有波峰和波谷。(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向______________，有疏部和密部。垂直在同一直线上

相同波长波长波源介质λf5．波的图像(1)坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的__________，纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的______。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开__________的位移。平衡位置位移平衡位置船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。判断下列说法的正误：(1)声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度。 (

)(2)声波在水中传播的频率等于在空气中传播的频率。 (

)(3)声波在水中传播的周期等于在空气中传播的周期。 (

)(4)声波在水中传播的波长等于在空气中传播的波长。 (

)√

√

√

×

√

[典例2]

(2024·湖南卷)如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m，t0时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是(

)A．波长为3mB．波速为12m/sC．t0＋0.25s时刻，B点速度为0D．t0＋0.50s时刻，A点速度为0√

角度2波的图像[典例3]

(2025·北京卷)质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则(

)A．该波为纵波B．质点S开始振动时向上运动C．S、P两质点振动步调完全一致D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离√

[典例4]

(多选)(2025·山东卷)均匀介质中分别沿x轴负方向和正方向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为2cm，波速均为1m/s，M、N为介质中的质点。t＝0时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为1cm。下列说法正确的是(

)A．甲波的周期为6sB．乙波的波长为6mC．t＝6s时，M向y轴正方向运动D．t＝6s时，N向y轴负方向运动√√

方法技巧：波的传播方向与质点振动方向的互判方法项目方法解读图像演示“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动

“同侧”法波形图上某点表示波的传播方向和质点振动方向的箭头在图线同侧

“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断质点振动方向

【教师备选资源】(多选)(2025·安徽合肥第一中学月考)均匀介质中位置坐标x＝0的波源S在t＝0时刻从平衡位置开始向下运动，形成沿x轴正、负两个方向传播的简谐横波，沿波传播方向上有间距均为1m的9个质点，位置坐标如图所示。t＝0时刻各质点均处于平衡位置，经0.3s，x＝1m处的质点第一次具有正向(即竖直向上)最大速度，同时x＝3m的质点开始振动，则下列说法正确的是(

)A．波速为10m/sB．x＝－3m和x＝3m的两质点振动步调完全一致C．t＝0.6s时，x＝4m的质点具有负向最大速度D．t＝0.5s时，x＝－2.5m的质点加速度正在减小√√

1．振动图像与波的图像的比较考点2波的图像和振动图像的综合应用项目振动图像波的图像图像

物理意义表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各质点的位移项目振动图像波的图像图像信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度方向和加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向与振动方向的互判图像变化随时间推移，图像延续，但已有形状不变随时间推移，图像沿传播方向平移形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作、表情的集体照片2．由两类图像判断波的传播规律的方法(1)首先根据横轴是长度还是时间分清哪一个是波的图像，哪一个是振动图像，注意各个质点振动的周期和振幅相同。(2)从确定的振动图像中可以找出某质点在波的图像中某一时刻的振动方向，根据该点振动方向确定波的传播方向。角度1两类图像信息的应用[典例5]

(多选)

(2023·全国乙卷节选)一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝0时刻的波形图；P是介质中位于x＝2m处的质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(

)A．波速为2m/sB．波向左传播C．波的振幅是10cmD．x＝3m处的质点在t＝7s时位于平衡位置E．质点P在0～7s时间内运动的路程为70cm√√√

√A

BC

D

课时作业(四十)机械波的形成及图像题号13524687910111．(2025·安徽卷)如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是(

)A．弹簧上形成的波是横波B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量√

题号1352468791011题号13524687910112．(2024·广东卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1s时，x＝1.5m处的质点相对平衡位置的位移为(

)A．0

B．0.1mC．－0.1m

D．0.2m√

题号13524687910113．(多选)(2025·河南卷)贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一，被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出A5、B5、C6、D6、E6等音。已知A5音和D6音所对应的频率分别为880Hz和1175Hz，则(

)A．在空气中传播时，A5音的波长大于D6音的B．在空气中传播时，A5音的波速小于D6音的C．由空气进入水中，A5音和D6音的频率都变大D．由空气进入水中，A5音的波长改变量大于D6音的√√题号1352468791011

题号13524687910114．(多选)(2024·海南卷)一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中的声速为340m/s，水中声速为1450m/s，歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是(

)A．歌声在水中传播频率会改变B．歌声由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5sC．歌声在空气中波长为0.85mD．歌声在水中的波长为5m√√题号1352468791011

题号1352468791011

√题号1352468791011

题号13524687910116．(2024·安徽卷)某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中相向传播，波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波(

)A．在x＝9.0m处开始相遇B．在x＝10.0m处开始相遇C．波峰在x＝10.5m处相遇D．波峰在x＝11.5m处相遇√题号1352468791011

题号13524687910117．(多选)(2024·新课标卷)位于坐标原点O的波源在t＝0时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x＝3.5m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则(

)A．波的周期是0.1sB．波的振幅是0.2mC．波的传播速度是10m/sD．平衡位置在x＝4.5m处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置√√题号1352468791011

题号13524687910118．(多选)(人教版选择性必修第一册改编)如图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，此时质点P的位置横坐标为x＝1m，质点Q的位置横坐标为x＝4m。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是(

)A．该波沿x轴正方向传播B．该波的传播速度是40m/sC．从t＝0.10s到0.20s内，质点P沿x轴方向运动4mD．t＝0.10s时，沿x轴正方向与P相距10m处的质点与P点振动方向相反√√题号1352468791011

题号13524687910119．在模拟地震波传播的物理实验中，研究人员将波源置于水平的二维坐标平面原点处。从开启波源计时，即t＝0时刻，波源沿y轴正方向进行简谐运动，其振动随时间变化的情况记录如图甲所示。波源持续振动一个周期后，因实验设置而停止振动。当t＝5s时，在介质中形成的类似地震波的简谐波呈现出如图乙所示的波形。以下说法正确的是(

)A．质点N的平衡位