人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成精练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成精练，文件包含人教版高中物理选择性必修一同步讲与练31波的形成原卷版doc、人教版高中物理选择性必修一同步讲与练31波的形成解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。

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思维导图
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知识梳理
（一）课前研读课本，梳理基础知识
一、波的形成及特点
1．波：振动的__________称为波动，简称波。
2．波的形成(以绳波为例)
(1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着__________的作用。
(2)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__________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__________一些开始振动，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，整体上形成了凹凸相同的波形。
二、横波和纵波
1. 横波：质点的振动方向与波的传播方向相互__________的波，如图甲。
2. 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在____________________的波，如图乙。
三、机械波
1．介质
(1)定义：波借以传播的物质。
(2)特点：组成介质的质点之间有__________，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
2．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。
3．机械波的特点
(1)介质中有机械波传播时，介质本身并__________波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式。
(2)波是传递__________的一种方式。
(3)波可以传递__________。
（二）辨析
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?
5.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?
6.声波是横波还是纵波?
04
题型精讲
【题型一】波的形成及特点
【点拨】波动过程中各质点的运动特点
波动过程中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，机械波向前传播的是振动这种形式，同时也可以传递能量和信息，其运动特点为：
(1)先振动的质点带动后振动的质点——“带动”
(2)后振动的质点重复前面质点的振动——“重复”
(3)后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态—“滞后”
【典型例题1】（23-24高二下·河南平顶山·阶段练习）如图所示是舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演．演员手挽手排成一行，从右侧第一位演员开始，周期性地举起或放下手中的扇子，呈现出类似“波浪”的效果，则下列说法正确的是（ ）
A．“波浪”是纵波
B．当演员举起或放下扇子的动作越频繁，“波浪”传播的速度一定越快
C．右侧第一位演员正在举起扇子
D．“波浪”向左传播，演员也随“波浪”向左移动
【对点训练1】（23-24高二下·山西太原·期末）体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是（ ）
A．图中彩带上的质点a正在向下运动B．彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a
C．短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动D．由于短杆在竖直方向振动，所以该简谐波为纵波
【题型二】横波和纵波
【点拨】
名称
项目
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同一条直线上
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
(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。
【典型例题1】（2024高三·全国·专题练习）一列波向右传播，经过某个有一串粒子的介质。如图所示为某一时刻各粒子的位置，虚线为对应各粒子的平衡位置。以下关于该波在图示时刻说法正确的是（ ）
A．此波为纵波，波长为8 cm
B．粒子8和10正朝同一方向运动
C．粒子3此时速度为零
D．粒子7和11的位移大小始终相同
【对点训练1】（20-21高二下·江西宜春·期中）如图所示为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．时质点5的运动方向向下B．时质点8的速度方向向上
C．时质点12的运动方向向下D．t=T时质点17开始向下运动
【题型三】机械波
【点拨】
1．机械波的特点
(1)机械波的传播离不开介质，没有介质就无法形成机械波。
(2)介质中各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。
(3)离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同。
(4)机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。
2．几种常见的波
(1)绳波是横波；
(2)空气中产生的声波是纵波；
(3)地震波中既有横波，又有纵波；
(4)水波既不是横波，也不是纵波，是一种比较复杂的机械波。
3．振动和波动的联系
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
4.“带动法”判断质点的振动方向
(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。
(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
【典型例题1】（22-23高一下·上海黄浦·期末）关于振动和波的关系，正确说法是（ ）
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．某波的频率与传播该波的介质有关
C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同
【对点训练1】（23-24高二下·四川成都·期末）下列有关机械振动和机械波的说法正确的是（ ）
A．在频率相同的两列波的叠加区域中，某位置到两波源的距离相等，则该位置一定是振动加强点
B．简谐运动的平衡位置就是合外力为零的位置
C．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
D．机械波中除振源外的各个质点通过受迫振动的形式传递能量和信息
【基础强化】
1．（23-24高二上·湖北·阶段练习）如图所示，一组学生在玩“人浪”游戏。学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地“下蹲、起立”，呈现类似波浪的效果。则（ ）
A．“人浪”是纵波
B．学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快
C．当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动
D．“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式
2．（23-24高二下·内蒙古·期末）关于机械波。下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作纵波
B．机械振动在介质中传播，形成了机械波
C．在横波中，凸起的最高处叫作波谷
D．波可以传递能量，但不可以传递信息
3．（2024·北京朝阳·二模）关于机械振动和机械波，下列说法错误的是（ ）
A．机械波的传播一定需要介质
B．有机械波一定有机械振动
C．有机械振动一定有机械波
D．在波的传播过程中介质中的质点不随波迁移
4．（23-24高三下·河南·阶段练习改编）如图所示，上下抖动细绳一端，形成一列简谐横波，A、B为绳上的两个质点，下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻，质点A向下振动
B．图示时刻，质点A、B速度相同
C．经过一段时间，质点A会移动到质点B的位置
D．此形成的机械波为横波
【素养提升】
5．（21-22高二·全国·课时练习）如下图所示是振源O振动形成的机械波沿水平绳传播到质点P时，在绳上形成的波形图。试问：
（1）振源O刚开始向什么方向振动？你是如何判断的？
（2）在绳上传播的波是横波还是纵波？为什么？
【能力培优】
6．（23-24高二下·河南·阶段练习改编）如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点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，相邻编号的质点间距离为2cm。已知时，质点1开始沿竖直方向运动；时，波刚好传到质点9，质点5到达下方最大位移处。则（ ）
A．该机械波为纵波
B．时，质点1的振动方向向上
C．时，质点9处于上方最大位移处
D．时，质点12正在向下运动
7．（21-22高二·全国·课时练习）请一组同学手挽手站成一行，周期性地按顺序逐个相继下蹲和站起，模拟波的形成与传播。另一组同学仔细观察并思考以下问题：
（1）同学们的下蹲和站起的运动整体上形成了什么？
（2）在“波”的传播过程中，每个同学所站的位置发生移动了吗？
（3）为什么说这种“人浪”只是模拟波的形成与传播？它与真正的机械波有什么不同？
8．（21-22高二·全国·课时练习）从波的形成、波的传播特性等方面，列举电磁波与声波的三个相似处或不同处，并作简单说明。
物理素养
学习目标
1.物理观念：知道机械波、横波和纵波的概念，明确波峰、波谷、疏部和密部。
2.科学思维：通过实例观察知道机械波产生的条件及传播过程。
3.科学探究：借助对波的传播过程的探究，区分横波和纵波。
4.科学态度与责任：通过生活中的波动现象培养学生观察、分析、归纳的能力。
1.能用描点法作出横波的图像，理解波的图像的物理意义。
2.理解波长、频率和波速的意义及其关系。
3.能判断波的传播方向和质点的振动方向。
重点关注：①机械振动与机械波②横波和纵波③振动形式、能量