经典汇总：3-4 机械波典型例题分类汇总

高中物理选修 3-4 机械波习题1、关于振动和波的关系，下列说法中正确的是A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播2、如图为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点 F 的运动方向如图所示，则（）A．该波向左传播B．质点 B和 D 的运动方向相同C．质点 C比质点 B 先回到平衡位置D．此时质点 F 和 H的加速度相同3、如图所示为一列沿 x 轴负方向传播的简谐横波，实线为 t=0 时刻的波形图，虚线为 t=0.6s 时的波形图，波的周期 T＞ 0.6s ，则A．波的周期为 2.4 sB．在 t=0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C．经过 0.4 s ， P 点经过的路程为4mD．在 t=0.5s时，Q点到达平衡位置4、如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点自的平衡位置，一列横波以1m/s 的速度水平向右传播，t=0 衡位置向上运动，t=1s 时质点 a 第一次到达最高点，则在4s＜ t ＜ 5s 这段时间内A．质点 c 的加速度逐渐增大B．质点 a 的速度逐渐增大C．质点 d 向下运动D．质点 f 保持静止a、 b、 c、 d、e、f 时到达质点 a，质点均静止在各a 开始由平5、一列简谐横波沿x 轴传播，周期为 T，t=0 时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x=3m 处的质点正在向上运动，若a、 b 两质点平衡位置的坐标分别为x a=2.5m，x b=5.5m，则以下说法正确的是（）6、一列波长大于 1 m 的横波沿着x 轴正方向传播．处在x1＝ 1 m 和x2＝ 2 m 的两质点A、 B 的振动图象如图所示．由此可知A、波长为4/3 m( )B、波速为1m/sC、 3s 末， A、 B 两质点的位移相同D、 1s 末 A 点的振动速度大于 B 点的振动速度,P 点是介质中的某一7、如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图象点，则 P 点的运动方向（）A、向上B、向下C、向左向右8、一列简谐波在t时刻的波形如图所示，此时刻介质质点M的运动方向向上，经过时间△ t 后的波形图中虚线所示，若振源周期为 T，则（）9、一列简谐横波，在某一时刻的波形如图所示，已知波速为8m/s，方向自左向右．求从图示时刻起，经过0.75s（1）质点 A 的位移是多少？（2）通过的路程是多少？（3）波向右传播的距离是多少？。

高考物理【选修3-4：机械波、光学】专练80题1、一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，已知任意振动质点相邻2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是____（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）．A. 此波的周期为0.8sB. 此波的波速为10m／sC. 在t=0.4s时刻，x=13m处的质点恰好位于波峰D. 在t=0.6s时刻，x=22m处的质点恰好位于波谷E. 若此波在某介质中传播的波长变为2m，则它在该介质中的波速一定为2.5m/s【答案】ACE【解析】【详解】由题意知，任意振动质点相邻2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，可求此波的周期为0.8s，所以A正确；由图知，波长为4m，所以波速：v=λ/T=5 m/s，故B错误；根据波的周期性可知13m处的质点在t=0时刻处于波谷的位置，应该半个周期即0.4s时刻到达波峰位置，所以C正确；由图知，22m处质点与2m处质点的振动步调一致，即在0时刻22m处质点处在平衡位置向下振动，经过0.6s（3T/4）到达波峰位置，D错误；改变传播介质此波的周期不变还是0.8s，所以传播速度v=λ/T=2/0.8=2.5 m/s，E正确。

2、下列关于波的叙述，说法正确的是：A. 机械波在介质中传播的速度随波的频率升高而增大B. 频率小于的声波称为次声波C. 声波是机械波，而超声波是电磁波D. 光波是电磁波，在介质中传播速度小于真空中传播速度E. 光的偏振现象说明光波是横波【答案】BDE【解析】【详解】A．机械波在介质中传播的速度与介质有关，与波的频率无关，选项A错误；B．频率小于20Hz的声波称为次声波，选项B正确；C．声波是机械波，超声波也是机械波，选项C错误；D．光波是电磁波，在介质中传播速度小于真空中传播速度，选项D正确；E．光的偏振现象说明光波是横波，选项E正确.3、一列简谐波沿x轴传播，t=0.1s时刻的波形如图甲所示，P是平衡位置为x=2m处的质点，Q是平衡位置为x=0.5m处的质点，图乙是质点P的振动图象，则t=0.15s时，Q点的运动方向为_________，从t=0.1s到t=0.2s，该简谐波传播的方向和距离为_________________．【答案】 (1). y轴正方向 (2). 向x轴负方向传播了2m【解析】【详解】由P点的振动图像可知，t=0.1s时刻质点P向上振动，由波形图可知，波沿x轴负向传播；t=0.15s时，质点Q从图甲位置振动了0.05s=T/4，则Q点的运动方向为y 轴正方向；从t=0.1s到t=0.2s，经过了0.1s=T/2的时间，波传播半个波长的距离，即该简谐波向x轴负方向传播了2m.4、图1中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。

3-4 机械波典型题型分类汇总（一）基本问题1．关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B．简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等振动步调反向C．任一振动质点每经过一个周期时沿波的传播方向振动的形式移动一个波长D．对于已经振动的质点，相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同E．机械波能够传播能量F．在机械波的传播过程中，介质中的质元和运动形式一起向外传播G．机械波能够发生干涉、衍射现象H．机械波在真空中也能传播，且传播的速度最大2．简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是（）A.振幅越大，则波传播的速度越快B．振幅越大，则波传播的速度越C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短3．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是。

（填入选项前的字母，有填错的不得分）A．弹簧振子的周期与振幅有关B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率4某．地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km/s 和 9 km/s一。

种简易地震仪由竖直弹簧振子P 和水平弹簧振子H 组成（如图）。

在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差 5 s 开始振动，则（）A．P 先开始振动，震源距地震仪约 36 km B．P 先开始振动，震源距地震仪约 25 kmC．H 先开始振动，震源距地震仪约 36 km D．H 先开始振动，震源距地震仪约 25 km5.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。

一顶点由平衡位置竖直向上运动，经 0．1s 到达最大位移处。

在这段时间内波传播了0．5 m，则这列波（）A.周期是0．2 s B．波长是0．5 m C．波速是2 m/s D．经1．6 s 传播了8 m6.细绳的一端在外力作用下从 t=0 时刻开始做简谐振动，激发出一列简谐横波。

高中物理选修 3-4 机械波习题1、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2、如图为一列简谐横波在某一时辰的波形图，此时辰质点 F 的运动方向如下图，则（）A．该波向左流传B．质点 B和 D 的运动方向同样C．质点 C比质点 B 先回到均衡地点D．此时质点 F 和 H的加快度同样3、如下图为一列沿 x 轴负方向流传的简谐横波，实线为 t=0 时辰的波形图，虚线为 t=0.6s 时的波形图，波的周期 T＞ 0.6s ，则A．波的周期为 2.4 sB．在 t=0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C．经过 0.4 s ， P 点经过的行程为4mD．在时，Q点抵达均衡地点4、如下图，沿波的流传方向上有间距均为1m的六个质点自的均衡地点，一列横波以1m/s 的速度水平向右流传，t=0 衡地点向上运动，t=1s 时质点 a 第一次抵达最高点，则在4s＜ t ＜ 5s 这段时间内A．质点 c 的加快度渐渐增大B．质点 a 的速度渐渐增大C．质点 d 向下运动D．质点 f 保持静止a、 b、 c、 d、e、f 时抵达质点 a，质点均静止在各a 开始由平5、一列简谐横波沿x 轴流传，周期为 T，t=0 时辰的波形如下图．此时均衡地点位于x=3m 处的质点正在向上运动，若a、 b 两质点均衡地点的坐标分别为x a，x b，则以下说法正确的选项是（）6、一列波长大于 1 m 的横波沿着x 轴正方向流传．处在x1＝ 1 m 和x2＝ 2 m 的两质点A、 B 的振动图象如下图．由此可知A、波长为4/3 m( )B、波速为1m/sC、 3s 末， A、 B 两质点的位移同样D、 1s 末 A 点的振动速度大于 B 点的振动速度,P 点是介质中的某一7、如下图为一列沿x 轴正方向流传的简谐横波在某时辰的波形图象点，则 P 点的运动方向（）A、向上B、向下C、向左向右8、一列简谐波在t时辰的波形如下图，此时辰介质质点M的运动方向向上，经过时间△ t 后的波形图中虚线所示，若振源周期为 T，则（）9、一列简谐横波，在某一时辰的波形如下图，已知波速为8m/s，方向自左向右．求从图示时辰起，经过（1）质点 A 的位移是多少？（2）经过的行程是多少？（3）波向右流传的距离是多少？。

图 1 图1 机械波典型题归类分析机械波由于传播方向的双向性，以及各质点振动的重复性，导致同学们在解题时，考虑不全面，甚至解题困难，本文机械波中的典型题目为例作一归纳分析。

一、两个时刻的波形图象的结合 1.两个时刻波形不重合例1.一列简谐波在x 轴上传播，在t 1＝0和t 2＝0.05s 时刻，其波形图分别如图1实线和虚线所示，求这列波可能具有的波速？解析：(1)若波向x 轴正方向传播解法一：利用特殊质点来确定波传播的距离。

通常看波峰移动的距离或者波谷移动的距离，如：在一个周期内，实线波峰A 传传到虚线波峰B 的距离为2m ，再考虑波形的周期性得：s=（n λ＋2）m （n=0，1，2，3……）2(16040)/n v n m s tλ+==+∆（n=0，1，2，3……） 解法二：根据特殊质点振动来判断时间。

如:实线x ＝0m 的质点要经过4T个周期才能形成虚线波形，考虑到波形的周期性，则有：214Tt t nT -=+,（n=0，1，2，3……），波长λ＝op ＝8m ，由v Tλ=同样可得(16040)/v n m s =+。

（2）若波向左传播，利用上述两种方法容易得(160120)/v n m s =+（n=0，1，2，3……）。

2.两个时刻波形重合例2.A 、B 两列波在某时刻的波形如图2所示，经过t ＝T A 时间(T A 为波A 的周期),两波再次出现如图波形,则下列说法正确的是 ( )A 、两波的波长之比为:1:2AB λλ= B 、两波的波长之比为:2:1A B λλ=C 、两波的波速之比可能为:1:2A B v v =D 、两波的波速之比可能为:2:1A B v v =解析：根据波传播的周期性，要重现原来波形，则每列波所经历的时间t 应该为各自周期的整图2AB数倍,即： A t T =,B t nT =，所以,A B T nT =（n=1，2，3……）；由图知：43A a λ=，23B a λ=，所以2A B λλ=。

机械波典型分类例题模型一机械波的基本概念1关于波动下列说法正确的是()A．介质中的质点随波的传播而迁移B．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向C．波不但传递能量，还能传递信息D．波传播的速度和质点振动速度相同2关于横波和纵波，下列说法正确的是()A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D．地震波是横波，声波是纵波3.一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()A．树叶慢慢向湖心运动B．树叶慢慢向湖岸漂去C．在原处上下振动D．沿着波纹做圆周运动4.关于对机械波的认识，有下列说法，其中正确的是（）A．介质中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向B．介质中的质点振动一个周期，波沿传播方向传播一个波长的距离C．介质中的质点振动一个周期，质点运动的路程等于一个波长D．介质中的质点振动一个周期，质点沿传播方向的位移等于一个波长5.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B．物体作机械振动，一定产生机械波C．波的速度即波源的振动速度D．波在介质中的传播频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定6.下列说法中正确的是（）A．如果没有机械振动，一定没有机械波B．只要物体做机械振动，一定有机械波C．在机械波中，波的频率与波源的频率一样D．波在传播过程中，波源的能量靠各质点随波的迁移来传播模型二 波的图像1. ．如图所示是一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的图像，由图可知这列波的振幅是______，波长________。

平衡位置坐标为P 的质点此时刻的运动方向向________，加速度方向与其运动方向______（填“相同”或“相反”）。

2. 一列沿x 轴负方向传播的横波在某时刻波动图像如图所示，则关于此时平衡位置坐标为a 的质点的下列说法中正确的是（ ）A ．速度最大且沿y 轴负方向B ．回复力最大，速度为零C ．回复力最小，加速度为零D ．速度最大且沿y 轴正方向如图所示为一列向右传播的横波某时刻的波动图像，再波传播的介质中有平衡位置坐标为a ，b ，c ，d ，e ，f 的几个质点。

选修3-4第十二章机械波练习题（共100分 90分钟）一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）1．如图1所示，S 点为振源，其频率为100Hz ，所产生的横波向右传播，波速为80m/s ，P 、Q 是波传播途中的两点，已知SP=4.2m ，SQ=5.4m ．当S 通过平衡位置向上运动时 [ ]A ．P 在波谷，Q 在波峰B ．P 在波峰，Q 在波谷C ．P 、Q 都在波峰D ．P 通过平衡位置向上运动，Q 通过平衡位置向下运动．2．如图2所示，一列机械波沿x 轴传播，波速为16m/s ，某时刻的图象如图，由图象可知A ．这列波波长为16mB ．这列波传播8m 需2s 时间C ．x=4m 处质点的振幅为0D ．x=6m 处质点将向y 轴正向运动 3．a 、b 是一条水平绳上相距为L 的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长等于2L/3，当a 点经过平衡位置向上运动时，b 点 [ ]A ．经过平衡位置，向上运动B ．处于平衡位置上方位移最大处C ．经过平衡位置，向下运动D ．处于平衡位置下方位移最大处4．一列沿x 轴正方向传播的波，波速为6m/s ，振幅为2cm ，在某一时刻距波源5cm 的A 点运动到负最大位移时，距波源8cm 的B 点恰在平衡位置且向上运动．可知该波的波长λ，频率f 分别为A ．λ=12cm ，f=50HzB ．λ=4cm ，f=150HzC ．λ=12cm ，f=150HzD ．λ=4cm ，f=50Hz5．一列沿x 方向传播的横波，其振幅为A ，波长为λ，某一时刻波的图象如图3所示。

在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为A ．(5/4)λ，0B ．λ ，－AC ．λ，AD ．(5/4)λ， A 图 1 图3图26．以下对波的说法中正确的是[ ]A ．频率相同的波叠加，一定可以发生稳定的干涉现象B ．横波可以在固体、液体和气体中传播C ．纵波不能用波的图象描述D ．波长和障碍物尺寸相近时，衍射现象明显7．图4所示为一列简谐波在t=7/4s 时的波动图象。

2019年高考二轮复习选修3-4机械波题型归纳题型一 机械波的特点【例题】2016年2月6日，台湾省高雄市发生6.7级地震，震源深度为15 km 。

如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s ，已知波沿x 轴正方向传播，某时刻刚好传到N 处，如图所示，则下列说法中正确的是( )A. 从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3.75 sB. 从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s 位于x ＝240 m 处的质点加速度最小C. 波的周期为0.015 sD. 波动图象上M 点此时速度方向沿y 轴负方向，经过一段极短的时间后动能减小E. 从波传到N 处开始，经过0.012 5 s ，M 点的波动状态传播到N 点【答案】 BCE【解析】A ：波上质点并不随波迁移，故A 错误。

B ：从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s ，波向前传播1140000.03120x vt m m ==⨯=，即N 点的振动情况刚好到达x ＝240 m 处，x ＝240 m 处的质点在t ＝0.03 s 时从平衡位置开始向下振动，也就是此时质点的加速度为0，故B 正确。

C ：由图象可得：60m λ=，600.0154000T s s v λ===，故C 正确。

D ：借助“微平移法”，将波形图沿波的传播方向稍平移一点；波动图象上M 点此时速度方向沿y 轴负方向，即M 点向平衡位置运动，速度变大，动能增大，故D 错误。

E ：M 点的波动状态传播到N 点需要的时间22120-700.01254000x t s s v ===，故E 正确。

【类题训练】1、介质中有一列简谐机械波传播, 波源振动周期为T ，振幅为A ，波速为v ，对于其中某个振动质点( )A. 它的振动速度等于波的传播速度B. 它的振动振幅一定为AC. 它在一个周期内走过的路程等于一个波长D. 它的振动频率等于波源的振动频率E. 若这一点P 与波源距离s=vT,则质点P 的位移与波源的相同【答案】 BDE【解析】在同种均匀介质中波的传播过程中传播速度为定值，而质点的在平衡两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，和波速无关，故A 错误；波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源质点相同，故BD 正确；质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C 错误；若这一点P 与波源距离s =vT ,恰好为波长的整数倍，所以质点P 的位移与波源的相同，故E 正确。

选修3-4 机械振动和机械波 电磁振荡与电磁波 光现象 相对论知识点1：简谐运动的特点（各物理量的变化及对称性）1．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( )． A ．位移 B ．速度 C ．加速度 D ．回复力 答案 B 2．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度v 1、v 2(v 1＞v 2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f 1、f 2和A 1、A 2，则( )．答案 CA ．f 1＞f 2，A 1＝A 2B ．f 1＜f 2，A 1＝A 2C ．f 1＝f 2，A 1＞A 2D ．f 1＝f 2，A 1＜A 21．(单选)若单摆的摆长适当变大，摆球的质量由20 g 增加为40 g ，摆球离开平衡位置的最大角度不变，则单摆振动的( )．答案 BA ．频率不变，振幅不变B ．频率变小，振幅变大C ．频率变小，振幅不变D ．频率变大，振幅变大 3．(单选)如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( )．答案 C A ．甲的振幅大于乙的振幅 B ．甲的振幅小于乙的振幅C ．甲的最大速度小于乙的最大速度D ．甲的最大速度大于乙的最大速度3．如图所示，弹簧振子在B 、C 间振动，O 为平衡位置，BO ＝OC ＝5 cm ，若振子从B 到C 的运动时间是1 s ，则下列说法正确的是( )．答案 D A ．振子从B 经O 到C 完成一次全振动 B ．振动周期是1 s ，振幅是10 cmC ．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD ．从B 开始经过3 s ，振子通过的路程是30 cm2．如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a 到b 历时0.2 s ，振子经a 、b 两点时速度相同，若它从b 再回到a 的最短时间为0.4 s ，则该振子的振动频率为( )．答案 B A ．1 Hz B ．1.25 Hz C ．2 Hz D ．2.5 Hz如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a 、b 两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A 0，周期为T 0.当物块向右通过平衡位置时，a 、b 之间的粘胶脱开；以后小物块a 振动的振幅和周期分别为A 和T ，则A ________A 0(填“>”、“<”或“＝”), T ________T 0(填“>”、“<”或“＝”)．答案 < <14．如图所示，质量为M 、倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k 、自然长度为L 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m 的物块．压缩弹簧使其长度为34L 时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g .(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；(2)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动； (3)求弹簧的最大伸长量；解析 (1)设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为ΔL ，有mg sin α－k ΔL ＝0解得ΔL ＝mg sin αk ，此时弹簧的长度为L ＋mg sin αk ，(2)当物块的位移为x 时，弹簧伸长量为x ＋ΔL ，物块所受合力为F 合＝mg sin α－k (x ＋ΔL )，联立以上各式可得F 合＝－kx 可知物块做简谐运动。

阶段验收评估（二）机械波(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，其中第1～6小题只有一个选项符合题意，第7～10小题有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．如图1所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。

为使水波能带动叶片振动，可用的方法是()图1A．提高波源频率B．降低波源频率C．增加波源距桥墩的距离D．减小波源距桥墩的距离解析：选B叶片A之所以不动，是因为水波不能绕过桥墩传过来，也就是说水波衍射不太明显，而发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或差不多，所以要让叶片A 动起来，方法只能是减小桥墩的尺寸或增大水波的波长，水波的速度一定，减小频率会增大波长，增大频率会减小波长，A错误，B正确；改变波源与桥墩的距离不会让衍射现象更明显，选项C、D错误。

2．一列横波沿x轴传播，某时刻的波形如图2所示，质点A的平衡位置与坐标原点O 相距0.5 m，此时质点A沿y轴正方向运动，经过0.02 s第一次到达最大位移处。

由此可知()图2A．这列波的波长为2 mB．这列波的频率为50 HzC．这列波的波速为25 m/sD．这列波沿x轴正方向传播解析：选D由题中图像可知这列波的波长为2×0.5 m＝1 m，故A错误；质点A沿y轴正方向运动，因此波源在A 的左侧，波沿x 轴正方向传播，D 正确；A 由平衡位置，经过14T 第一次到达最大位移处，所以波的周期为0.08 s ，频率为12.5 Hz ，由v ＝λT 知，波速v ＝1 m 0.08 s＝12.5 m/s ，故B 、C 错误。

3．简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播，波速为v 。

若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ，a 、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四幅波形图中质点a 最早到达波谷的是( )解析：选D 根据机械波传播方向与质点振动方向之间的关系可知，A 、C 选项中的质点a 此时刻沿y 轴正方向振动，a 点要到达波谷至少还需34个周期，B 、D 选项中的质点a 此时刻沿y 轴负方向振动，只需再经过14个周期即可第一次到达波谷。

人教版高中物理选修3-4知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习机械波的产生和传播【学习目标】1．知道直线上波的形成过程．2．理解什么是机械波，确认波是传播振动形式和传递能量的一种方式．3．知道什么是横波、波峰和波谷．4．知道什么是纵波、密部和疏部．【要点梳理】要点一、机械波1．机械波的形成（1）介质：能够传播机械振动的物质叫介质，它可以是固、液、气三态中任意一种．可以把介质看成由许多质点构成，质点与相邻质点互相联系．（2）平衡位置：在没有外来振动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在位置称为各自的平衡位置．（3）波源：由于外来的扰动，在水、绳及空气的某一质点会引起振动，首先振动的这个质点即为波源．（4）由于介质之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，波源周围质点跟着波源做受迫振动获得能量后，再带动邻近质点振动，于是振动就在介质中由近及远地传播．（5）尽管各个质点都在重复波源的振动，但是各个质点振动的步调是不一致的，沿着波的传播方向离波源远的质点开始振动的时间要落后于离波源近的质点．这就是说，在同一时刻，介质中各个质点离开平衡位置的位移是不相同的，这样就形成了凸凹相间（或疏密相间）的波形．2．均匀介质中的横波形成过程波源（被手握住的绳端）上、下做简谐振动，如图．水平均质绳上的振动传播过程，如图．要点二、机械波形成的条件及分类1．机械波形成的条件（1）有持续振动的波源．（也叫振源）（2）传播振动的介质．波源做简谐运动时，在均匀介质中传播形成简谐波．2．波的分类（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷．（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波．质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部．要点诠释：气体、液体、固体都能传播纵波，但气体不能传播横波因为气体不能发生剪切形变，无法传播横波．要点三、振动与波2．振动与波动的区别（1）从运动对象看：①振动是一个质点或物体以平衡位置为中心的往复运动．②波动是在波源的带动下，介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动．（2）从运动原因看：①振动是由于质点受回复力作用的结果．②波动是由于介质中相邻质点的带动的结果．（3）从能量变化看：①振动系统的动能和势能相互转化，对简谐运动来说，转化过程中总机械能保持不变．②波传播过程中，介质里每一振动质点的动能和势能同时达到最大，同时达到最小，质点的机械能在最大与最小值之间变化，而每个质点在不断地吸收和放出能量，因而波的传播过程也是能量的传播过程．3．“带动看齐”法分析质点的振动方向在波的传播中，靠近波源的质点带动后面的质点运动，离波源远的质点追随离波源近的质点．用“带动看齐”的思路可分析各个质点的振动方向．方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P＇，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．4．波传播了运动形式，传递了能量，传递了信息（1）各质点都做受迫振动，其振动的频率（或周期）都与波源的频率（或周期）相同，各质点的起振方向都与波源相同，但不同步，离波源越远的质点振动越滞后．（2）机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量，介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动．在横波中，波动方向与振动方向垂直．均匀介质中，波动是匀速运动，振动是变速运动．（3）介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点，故可根据前一质点的位置而确定后一质点的运动方向．此外，若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同．（4）机械波在传播时也传递了信息．【典型例题】类型一、机械波的理解例1．在机械波中有（ ）．A ．各质点都在各自的平衡位置附近振动B ．相邻质点间必有相互作用力C ．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D ．各质点也随波的传播而迁移【思路点拨】波传播的特点是离波源近的质点带动离波源远的质点振动，离波源远的质点重复离波源近的质点的运动，因此各相邻质点间必须有力的作用，但各质点只能在平衡位置附近做简谐运动．【答案】A 、B 、C【解析】振源的振动使其周围质点依次振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移．【总结升华】波传播的特点是离波源近的质点带动离波源远的质点振动，离波源远的质点重复离波源近的质点的运动，因此各相邻质点间必须有力的作用，但各质点只能在平衡位置附近做简谐运动．举一反三: 【机械波的产生和传播 例1】【变式1】关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ） A ．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B ．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等C ．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D ．相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同【答案】D【解析】对于横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向。

机械运动与机械波Ⅰ.基础巩固一、机械振动1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧做的往复运动．振动的特点:①存在某一中心位置;②往复运动,这是判断物体运动是否是机械振动的条件. 产生振动的条件:①振动物体受到回复力作用;②阻尼足够小;2、回复力：振动物体所受到的总是指向平衡位置的合外力．①回复力时刻指向平衡位置;②回复力是按效果命名的, 可由任意性质的力提供．可以是几个力的合力也可以是一个力的分力; ③合外力：指振动方向上的合外力，而不一定是物体受到的合外力．④在平衡位置处：回复力为零，而物体所受合外力不一定为零．如单摆运动，当小球在最低点处，回复力为零，而物体所受的合外力不为零．3、平衡位置：是振动物体受回复力等于零的位置；也是振动停止后，振动物体所在位置；平衡位置通常在振动轨迹的中点。

“平衡位置”不等于“平衡状态”。

平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。

（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）二、简谐振动及其描述物理量1、振动描述的物理量（1）位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段．①是矢量，其最大值等于振幅；②始点是平衡位置，所以跟回复力方向永远相反；③位移随时间的变化图线就是振动图象．（2）振幅：离开平衡位置的最大距离．①是标量； ②表示振动的强弱；（3）周期和频率：完成一次全变化所用的时间为周期T ，每秒钟完成全变化的次数为频率f ． ①二者都表示振动的快慢；②二者互为倒数；T=1/f ；③当T 和f 由振动系统本身的性质决定时（非受迫振动），则叫固有频率与固有周期是定值，固有周期和固有频率与物体所处的状态无关．2、简谐振动：物体所受的回复力跟位移大小成正比时，物体的振动是简偕振动．①受力特征：回复力F=—KX 。

②运动特征：加速度a=一kx ／m ，方向与位移方向相反，总指向平衡位置。

机械波专题复习一、相关概念及解题方法1.物体在平衡位置附近做往复运动叫机械振动，而简谐运动中回复力的大小与位移成正比，回复力的方向指向平衡位置。

简谐运动具有往复性、周期性和对称性的基本特征。

在偏角很小的情况下单摆做简谐运动，单摆的周期公式为T=2πgl .2. 受迫振动和共振：物体在外界驱动力的作用下的运动叫做受迫振动。

物体做稳定的受迫振动时振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。

当驱动力的频率接近物体的固有频率时，受迫振动的振幅增大，这种现象叫做共振。

当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大。

反之，驱动力的频率与物体的固有频率相差越远，受迫振动的振幅越小。

3．机械波产生的必要条件是：有振动的波源；同时有传播振动的介质,二者却一不可。

沿着波的传播方向，后一质点的振动总是迟于前一质点；且后面的质点总是重复前一质点的振动. 机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动，并没有随波迁移。

各个质点振幅相同，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同；一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A ，位移为零；一个周期后，质点的振动将重复．4．质点的振动方向与波的传播方向的关系：①质点振动比较法（带动法）：波向右传播，右边M 点的振动落后于左边的P 点，故M 点重复P 点的振动，P 点在M 点的下方，应“追随”P 点的运动，故M 点向下振动，即“波向右传，M 点向下运动”；“波向左传，M 点向上运动”。

简而言之，即在M 点靠近振源的较近处选择一参考点，该点的位置即为M 点的振动方向。

②平移波形法(微元移动法)：如图所示，一列横波向右传播，判断M 点的振动方向。

设想在极短时间内波向右平移，则下一刻波形如虚线上M 正下方向的M ’点，由此知M 点应向下振动。

反之，已知M 向下振动，波形应该右移，故波是向右传播的。

5．振动图象与波动图象的区别：（1）研究对象不同(前者是一个质点，后者是一系列质点)；(2)意义不同(前者反映一个质点在不同时刻的位移随时间的变化，而后者反映在同一时刻不同位置的质点的位移)；(3)坐标不同；(4)两个相邻峰值间距离的意义不同(前者是T 、后者是λ)。

高中物理人教版选修3-4 机械波专题：波的形成和传播、波的图像练习题高中物理选修3-4波的形成和传播、波的图像题型1（波的形成和传播）1、机械波的产生（1）定义机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波；（2）产生条件波源和介质有机械振动才有可能有机械波，波的传播速度与质点振动速度没有直接关系。

横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定。

（3）产生过程沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做受迫振动，对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都相同，各质点只在自己的平衡位置附近振动。

2、机械波的特点（1）介质依存性机械波离不开介质，真空中不能传播机械波（2）能量信息性机械波传播的是振动的形式，因此机械波可以传递能量、传递信息（3）传播不移性在波的传播方向上，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移（4）时空重复性机械波传播时，介质中的质点不断地重复着振源的振动形式（5）周期、频率同源性介质（包括在不同介质）中各质点的振动周期和频率都等于振源的振动周期和频率，而且在传播过程中保持稳定（6）起振同向性各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向相同3、波的分类（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷。

（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。

质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部。

4、振动与波动的区别（1）从运动对象看：①振动是一个质点或物体以平衡位置为中心的往复运动。

②波动是在波源的带动下，介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动。

（2）从运动原因看：①振动是由于质点受回复力作用的结果。

②波动是由于介质中相邻质点的带动的结果。

（3）从能量变化看：①振动系统的动能和势能相互转化，对简谐运动来说，转化过程中总机械能保持不变。

②波传播过程中，介质里每一振动质点的动能和势能同时达到最大，同时达到最小，质点的机械能在最大与最小值之间变化，而每个质点在不断地吸收和放出能量，因而波的传播过程也是能量的传播过程。