2025年高二物理同步培優(yōu)講練（人教版選擇性必修第一冊）3.1 波的形成（原卷版）

3.1波的形成

01學習目標

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、1.能用描點法作出橫波的圖像，理解

疏部和密部。波的圖像的物理意義。

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。2.理解波長、頻率和波速的意義及其

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。關系。

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、3.能判斷波的傳播方向和質點的振動

歸納的能力。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

02思維導圖

03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.當地震發(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

橫波縱波

項目

在波動中，質點的振動方向和波的傳播在波動中，質點的振動方向和波的傳播

概念

方向相互垂直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8cm

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，經過四分之

一周期，質點5開始運動，下列判斷正確的是（）

TT

A．t時質點5的運動方向向下B．t時質點8的速度方向向上

42

3T

C．t時質點12的運動方向向下D．t=T時質點17開始向下運動

4

【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)出的周波動是介質中大量的質點受到

而復始的運動現(xiàn)象擾動時,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

05強化訓練

【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