(含24套)人教版高中物理选修3-4【全册】教材知识点梳理汇总

（共24套118页）人教版高中物理选修3-4（全册）

教材知识点梳理汇总

疱丁巧解牛

知识·巧学

一、波的形成和传播 1.机械波的形成

传播机械波的物质，如水、绳、空气等，可以分成许多小部分，每一小部分都可以看作质点.当其中一个质点振动时，由于质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又带动后面的质点振动起来，这样振动的状态就传播出去，形成了机械波.

记忆要诀 “带动”“重复”“滞后”可以描述机械波的形成过程及特点.即前一质点“带动”后一质

点振动，后一质点在前一质点的“带动”下“重复”前一质点的振动形式，因此，后一质点的振动总要“滞后”前一质点一段时间. 2.机械波的传播

（1）各质点的振动周期都与波源的振动周期相同.

联想发散 波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同.

（2）离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振方向相同.

（3）波传播的是振动形式，而各介质的质点并不随波迁移.波传播的只是运动形式，介质的每个质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移，如运动会上表演麦浪的团体操，许多学生手举麦穗，随着音乐声依次上下起伏，于是就形成了像一大片金黄的滚滚麦浪，可是，这里的每个学生谁也没有向前移动一步，仅把上下起伏的运动形式依次传出去了. 二、横波和纵波

从质点的振动方向和波的传播方向之间关系来看，机械波有两种基本类型: 1.横波: 质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波，如绳波、水波.

在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形.

深化升华 横波是物体的形状发生了变化而产生弹力的作用所致，故纯粹的横波只能通过固体传播.

2.纵波: 质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波.

例如: 一根长的弹簧，它的一端固定，在另一端用手轻轻一推，就形成了弹簧圈密集的部分一直向前传播；如用手轻轻一拉，就形成了弹簧圈稀疏的部分也沿着弹簧向前传播，如果不断地推拉弹簧，就可以看到一系列的密集的部分和稀疏的部分依次向前传播，这就是纵波，如图12-1-2所示.

图12-1-2

在纵波中，质点分布最密的地方叫做密部，质点分布最疏的地方叫做疏部，纵波在传播时呈现出疏密相间的波形.

要点提示 声波是纵波，地震波既有横波成分又有纵波成分.

深化升华 在纵波的情况下，物体的各部分经常受到压缩和拉伸，也就是说经常在改变自己的体积，在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播. 三、机械波

1.介质: 波借以传播的物质.

2.机械波: 机械振动在介质中的传播. 3.机械波产生条件:

（1）必须有持续振动的波源. （2）必须有传播的介质.

深化升华 振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必有振动，有振动不一定有波动.因为波源和介质是组成机械波的必有条件，缺一不可. 4.机械波在传递机械振动的同时，也传递能量和信息.

由于质点间的弹力作用，先振动的质点要对相邻的后振动的质点做正功，后者对前者做负功，因而离波源近的质点把机械能传递给离波源远的质点.

联想发散 其他形式的波也能传递信息，如广播电视应用无线电波传递信息，光缆利用光波

传递信息. 典题·热题

知识点一 机械波的形成和传播

例1关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是( ) A.物体做机械振动，一定产生机械波

B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C.参与振动的质点群有相同的频率

D.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递

解析: 机械波的形成必须具备的两个条件: 振源和介质，只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；任何一个振动的质点都是一个波源而带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，故选项B、C正确，形成机械波的各个质点，只有在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远的质点振动的能量，是通过各质点的传递从振源获得，故选项D错误. 答案: BC

方法归纳 本题考查机械波的产生及其传播特点.机械波是由于机械振动在介质中的传播形成机械波，机械波在传播中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同；离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振方向相同；波传播的是振动形式，而各介质的质点并不随波迁移；波在传播振动形式的同时，也在传播能量和信息.

例2图12-1-3所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，下列说法中正确的是( )

图12-1-3

A.若M点为波源，则M点开始振动时方向向下 B.若M点为波源，则P点已经振动了C.若N点为波源，则P点已经振动

3T 43T 4D.若N点为波源，则该时刻P质点动能最大

解析: 若M点为波源，相当于其他点追随M点振动，又因为是经过一个周期的波形，此时M点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者根据波传到了N点，此时N点振动方向

31T，因而P点已振动T，若N点443T为波源，N开始振动方向向下，传到P点经，故P点已振动了T，而此时P点在最大

44向上，即波源的开始振动方向向上，而传到P点要经过

位移处，速度为零，动能最小，答案为C选项.

答案: C

方法归纳 当波源确定后便可确定波传播的方向，由于介质中各质点从波源开始依次运动，即越靠近波源的质点运动的时间越长.另外,任何一个质点的起振方向都与波源的起振方向相同.

知识点二 横波和纵波

例3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

解析: 根据横波和纵波的定义知，A、B、C三项正确，声波是一种纵波，但地震波中既有横波又有纵波，D选项错误. 答案: ABC

知识点三 机械波

例4以下对机械波的认识正确的是( ) A.形成机械波一定要有振源和介质

B.振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同 C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移

D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动

解析: 振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A选项正确.简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D三项都错. 答案: A

误区警示 波动与振动是两个不同的概念，一些同学往往认为: 振动就是波动，我们知道在波的传播过程中，一定有质点的振动，但质点振动，不一定能够形成波动，波动是许多质点振动而形成的，振动则是单个质点的运动. 知识点四 振动和波的关系

例5关于振动和波的关系，下列说法正确的是( ) A.有机械波必有振动 B.有机械振动必有波

C.离波源远的质点振动周期长

D.波源停振时，介质中的波动立即停止

解析: 一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A选项对,B选项错.波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的，C错，大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停振而立即消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D选项错. 答案: A

误区警示 很多同学会认为“波源停振时，介质中的波动立即停止”，错误的主要原因是不能明确波的形成条件及传播特点. 问题·探究 思维发散探究

问题 波的传播方向和质点运动方向关系如何判断？

探究过程: 已知质点运动方向判断波的传播方向或与之相反的问题，判断的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有: 方法一: 上下坡法

沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”（如图12-1-4甲所示）.