人教版 (2019)選擇性必修 第一冊1 波的形成精練

這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第一冊1 波的形成精練，文件包含人教版高中物理選擇性必修一同步講與練31波的形成原卷版doc、人教版高中物理選擇性必修一同步講與練31波的形成解析版doc等2份試卷配套教學資源，其中試卷共21頁， 歡迎下載使用。

02
思維導圖
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知識梳理
（一）課前研讀課本，梳理基礎知識
一、波的形成及特點
1．波：振動的__________稱為波動，簡稱波。
2．波的形成(以繩波為例)
(1)一條繩子可以分成一個個小段，這些小段可以看作一個個相連的質點，這些質點之間存在著__________的作用。
(2)當手握繩端上下振動時，繩端帶動相鄰的質點，使它也上下振動。這個質點又__________更遠一些的質點…繩子上的質點都跟著振動起來，只是后面的質點總比前面的質點__________一些開始振動，繩端這種上下振動的狀態(tài)就沿繩子傳了出去，整體上形成了凹凸相同的波形。
二、橫波和縱波
1. 橫波：質點的振動方向與波的傳播方向相互__________的波，如圖甲。
2. 縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在____________________的波，如圖乙。
三、機械波
1．介質
(1)定義：波借以傳播的物質。
(2)特點：組成介質的質點之間有__________，一個質點的振動會引起相鄰質點的振動。
2．機械波：機械振動在介質中傳播，形成了機械波。
3．機械波的特點
(1)介質中有機械波傳播時，介質本身并__________波一起傳播，它傳播的只是振動這種運動形式。
(2)波是傳遞__________的一種方式。
(3)波可以傳遞__________。
（二）辨析
1. 取一條較長的軟繩,連續(xù)向上、向下抖動長繩,可以看到一列波產生和傳播的情形,你能不能描述一下波的形成過程?(注意體會“帶動”“遲”的含義)
2.在水面上投一石塊形成水波,則水面上的樹葉能否隨水波漂浮到遠處?
3.振動和波的關系是什么?有振動是否一定有機械波?
4.機械波形成后,若波源停止振動,機械波會立即消失嗎?
5.當?shù)卣鸢l(fā)生時,地震波在地球內部和地表傳播,有時使人感到左右搖晃,有時感到上下顛簸,由此可見地震波是什么波?
6.聲波是橫波還是縱波?
04
題型精講
【題型一】波的形成及特點
【點撥】波動過程中各質點的運動特點
波動過程中各質點的振動周期都與波源的振動周期相同，機械波向前傳播的是振動這種形式，同時也可以傳遞能量和信息，其運動特點為：
(1)先振動的質點帶動后振動的質點——“帶動”
(2)后振動的質點重復前面質點的振動——“重復”
(3)后振動的質點的振動狀態(tài)滯后于先振動的質點的振動狀態(tài)—“滯后”
【典型例題1】（23-24高二下·河南平頂山·階段練習）如圖所示是舞蹈《一條大河波浪寬》中的“波浪”表演．演員手挽手排成一行，從右側第一位演員開始，周期性地舉起或放下手中的扇子，呈現(xiàn)出類似“波浪”的效果，則下列說法正確的是（ ）
A．“波浪”是縱波
B．當演員舉起或放下扇子的動作越頻繁，“波浪”傳播的速度一定越快
C．右側第一位演員正在舉起扇子
D．“波浪”向左傳播，演員也隨“波浪”向左移動
【對點訓練1】（23-24高二下·山西太原·期末）體操彩帶由短桿和一定長度的彩帶組成。運動員周期性地上下抖動短桿，彩帶上形成簡諧波，某一時刻彩帶的形狀如圖所示。彩帶重力不計，下列選項正確的是（ ）
A．圖中彩帶上的質點a正在向下運動B．彩帶上的質點b向右移動，把能量傳遞給質點a
C．短桿與彩帶的接觸點在豎直方向做勻速運動D．由于短桿在豎直方向振動，所以該簡諧波為縱波
【題型二】橫波和縱波
【點撥】
名稱
項目
橫波
縱波
概念
在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直
在波動中，質點的振動方向和波的傳播方向在同一條直線上
介質
只能在固體介質中傳播
在固體、液體和氣體介質中均能傳播
特征
在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷
在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部
(1)橫波中,質點的振動方向在與波的傳播方向垂直的平面內。
(2)縱波中,質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上,有時同向,有時反向。
(3)機械波中的橫波只能在固體介質中傳播,機械波中的縱波在固體、液體、氣體介質中均能傳播。
【典型例題1】（2024高三·全國·專題練習）一列波向右傳播，經(jīng)過某個有一串粒子的介質。如圖所示為某一時刻各粒子的位置，虛線為對應各粒子的平衡位置。以下關于該波在圖示時刻說法正確的是（ ）
A．此波為縱波，波長為8 cm
B．粒子8和10正朝同一方向運動
C．粒子3此時速度為零
D．粒子7和11的位移大小始終相同
【對點訓練1】（20-21高二下·江西宜春·期中）如圖所示為某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4.…為繩上的一系列等間距的質點，繩處于水平方向，質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，t=0時，質點1開始豎直向上運動，經(jīng)過四分之一周期，質點5開始運動，下列判斷正確的是（ ）
A．時質點5的運動方向向下B．時質點8的速度方向向上
C．時質點12的運動方向向下D．t=T時質點17開始向下運動
【題型三】機械波
【點撥】
1．機械波的特點
(1)機械波的傳播離不開介質，沒有介質就無法形成機械波。
(2)介質中各質點都在做受迫振動，所以各質點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同。
(3)離波源越遠，質點振動越滯后，但每一個質點的起振方向與波源起振方向相同。
(4)機械波向前傳播的是振動這種運動形式，各質點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移。
2．幾種常見的波
(1)繩波是橫波；
(2)空氣中產生的聲波是縱波；
(3)地震波中既有橫波，又有縱波；
(4)水波既不是橫波，也不是縱波，是一種比較復雜的機械波。
3．振動和波動的聯(lián)系
名稱
振動
波動
運動現(xiàn)象
振動是單個物體所表現(xiàn)出的周而復始的運動現(xiàn)象
波動是介質中大量的質點受到擾動時,從擾動中心傳播開來的周而復始的運動現(xiàn)象
聯(lián)系
(1)振動是波的起因,波是振動的傳播
(2)有波動一定有振動,有振動不一定有波動
4.“帶動法”判斷質點的振動方向
(1)原理：先振動的質點帶動鄰近的后振動的質點。
(2)方法：在質點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′，P′為先振動的質點，若P′在P上方，則P向上運動，若P′在P下方，則P向下運動，如圖所示。
【典型例題1】（22-23高一下·上海黃浦·期末）關于振動和波的關系，正確說法是（ ）
A．物體做機械振動，一定產生機械波
B．某波的頻率與傳播該波的介質有關
C．如果波源停止振動，在介質中傳播的波動也立即停止
D．介質中每一個質點開始振動的方向一定和波源開始振動的方向相同
【對點訓練1】（23-24高二下·四川成都·期末）下列有關機械振動和機械波的說法正確的是（ ）
A．在頻率相同的兩列波的疊加區(qū)域中，某位置到兩波源的距離相等，則該位置一定是振動加強點
B．簡諧運動的平衡位置就是合外力為零的位置
C．彈簧振子做簡諧運動時，若某兩個時刻位移相同，則這兩個時刻的速度也一定相同
D．機械波中除振源外的各個質點通過受迫振動的形式傳遞能量和信息
【基礎強化】
1．（23-24高二上·湖北·階段練習）如圖所示，一組學生在玩“人浪”游戲。學生手挽手排成一行，從左邊第一位同學開始，周期性地“下蹲、起立”，呈現(xiàn)類似波浪的效果。則（ ）
A．“人浪”是縱波
B．學生“下蹲、起立”的動作越頻繁，“人浪”傳播的速度一定越快
C．當“人浪”向右傳播時，學生隨“人浪”向右移動
D．“人浪”傳播的是“下蹲、起立”這種運動形式
2．（23-24高二下·內蒙古·期末）關于機械波。下列說法正確的是（ ）
A．質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，叫作縱波
B．機械振動在介質中傳播，形成了機械波
C．在橫波中，凸起的最高處叫作波谷
D．波可以傳遞能量，但不可以傳遞信息
3．（2024·北京朝陽·二模）關于機械振動和機械波，下列說法錯誤的是（ ）
A．機械波的傳播一定需要介質
B．有機械波一定有機械振動
C．有機械振動一定有機械波
D．在波的傳播過程中介質中的質點不隨波遷移
4．（23-24高三下·河南·階段練習改編）如圖所示，上下抖動細繩一端，形成一列簡諧橫波，A、B為繩上的兩個質點，下列說法正確的是（ ）
A．圖示時刻，質點A向下振動
B．圖示時刻，質點A、B速度相同
C．經(jīng)過一段時間，質點A會移動到質點B的位置
D．此形成的機械波為橫波
【素養(yǎng)提升】
5．（21-22高二·全國·課時練習）如下圖所示是振源O振動形成的機械波沿水平繩傳播到質點P時，在繩上形成的波形圖。試問：
（1）振源O剛開始向什么方向振動？你是如何判斷的？
（2）在繩上傳播的波是橫波還是縱波？為什么？
【能力培優(yōu)】
6．（23-24高二下·河南·階段練習改編）如圖是某繩波形成過程示意圖。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動質點2，3，4，…各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，相鄰編號的質點間距離為2cm。已知時，質點1開始沿豎直方向運動；時，波剛好傳到質點9，質點5到達下方最大位移處。則（ ）
A．該機械波為縱波
B．時，質點1的振動方向向上
C．時，質點9處于上方最大位移處
D．時，質點12正在向下運動
7．（21-22高二·全國·課時練習）請一組同學手挽手站成一行，周期性地按順序逐個相繼下蹲和站起，模擬波的形成與傳播。另一組同學仔細觀察并思考以下問題：
（1）同學們的下蹲和站起的運動整體上形成了什么？
（2）在“波”的傳播過程中，每個同學所站的位置發(fā)生移動了嗎？
（3）為什么說這種“人浪”只是模擬波的形成與傳播？它與真正的機械波有什么不同？
8．（21-22高二·全國·課時練習）從波的形成、波的傳播特性等方面，列舉電磁波與聲波的三個相似處或不同處，并作簡單說明。
物理素養(yǎng)
學習目標
1.物理觀念：知道機械波、橫波和縱波的概念，明確波峰、波谷、疏部和密部。
2.科學思維：通過實例觀察知道機械波產生的條件及傳播過程。
3.科學探究：借助對波的傳播過程的探究，區(qū)分橫波和縱波。
4.科學態(tài)度與責任：通過生活中的波動現(xiàn)象培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納的能力。
1.能用描點法作出橫波的圖像，理解波的圖像的物理意義。
2.理解波長、頻率和波速的意義及其關系。
3.能判斷波的傳播方向和質點的振動方向。
重點關注：①機械振動與機械波②橫波和縱波③振動形式、能量