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(一)波動的產生： A.
波的來源： (1)
物質的某處受到擾動時，則以擾動處為中心，將能量傳給鄰近的物質，使其依序做同樣的振動，此種現象即稱為『波動』，或簡稱為『波』。 (2)
必須介質受到干擾後，才能引起波動。 甲、傳遞波動的物質稱為介質。 乙、水波的介質是水；繩波的介質是繩子； 丙、波傳播的過程，只有能量前進，介質則在原地附近振動，並不隨波前進。
B.
波的性質： (1)
需要介質才能傳遞的波稱為力學波(機械波)； (2)
不需介質即能傳播的波稱為非力學波(非機械波)； (3)
以不同的施力，振動同一繩子，則用力愈大，振動起伏愈大。 (4)
以相同的力量振動繩子，如果振動的快慢不同，則發現振動愈快時，繩波的數目將愈多，而波紋也愈密。 (5)
實例： 甲、雨滴落在池塘形成圓形波，以波源為起點，沿著半徑方向向四周傳播。 乙、下雨時，雨滴掉落水窪，會產生層層的漣漪，並漸漸向外擴散。 丙、舞臺上的綵帶舞，啦啦隊的波浪舞，彷彿不停止的波動。 (二)波的種類及名稱介紹： A、波的種類：依照介質振動的方向來區分： (1)
(2)
縱波：介質振動方向和波前進方向平行，
B、波的各部名稱： (1)
波峰：波的最高點。 (2)
波長：波峰和波峰間(或波谷、波谷間)距離。 (3)
(4)
振幅：平衡點到波峰(或波谷)的距離。 (5)
週期：振動一次所需的時間(單位：秒) (6)
頻率：平均每一秒鐘內所振動的次數。 (7)
振動一次產生一個波；一個波的振動過程中，介質振動4個振幅，而振幅代表能量。 (8)
波速：波動每一秒鐘所移動的距離。 C、關係式：
(1) C、關係式：【波速＝ 【補充】 1.
電磁波的性質： 甲、電磁波的圖形為下圖。 乙、紅色為電場的變化，藍色為磁場的變化，電場與磁場隨著時間的變化而不斷改變。 丙、電場與磁場即進行方向相互垂直，因此電磁波屬於橫波。 丁、光波為電磁波的一種，因此光波亦為橫波。 2.
波速、波長與週期的關係： 甲、波速
＝
波長÷週期
＝
波長×頻率 乙、介質不變，波速不變。 丙、波長增加時，代表波數減少，於是波動減緩，週期增長，頻率減少。 丁、振動愈快，能使頻率愈大，於是週期愈小，波變得愈密，波長減小。 3.
影響聲波的因素(聲音在空氣中的傳播速率)： 甲、溫度高，聲速快。 乙、順風時，聲速快。 丙、濕度大時，聲速快。 4.
影響繩波的速率因素： 甲、單位長度的線密度：線密度愈大，則波速愈慢。 乙、緊繃的程度：愈緊繃的繩子，張力愈大，波速愈快。 5.
影響水波速率的因素： 甲、水愈深，速率愈快，愈淺則速率愈慢。 乙、水溫愈高，速率愈快。 |
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【基本練習一】波動 例1. (A)光波 (B)聲波 (C)繩波 (D)電磁波 (E)水波 (F)彈簧波；請以代號回答下列問題： (1) 屬於力學波的是_________； (2) 屬於非力學波的是________； (3) 可以產生橫波的是________； (4) 可以產生縱波的是________； (5) 需要介質存在，才能傳遞波動的是_______； (6) 介質能隨波前進的是________。 【答案】：【C】 【解析】：(1) 需要介質才能傳播的稱為力學波； 例2. 甲乙丙三個不同波動，若波長比=1：2：3，波速比=3：2：1，則： (1)頻率比為_______； (2)週期比為_______。 【答案】：【C】 【解析】：波速＝波長×頻率； 週期＝1／頻率 例3. 一橫波頻率為300赫，若相鄰的波峰、波谷距離為5公尺，則： (1)此波的週期為________； (2)此波的波速為________。 【答案】：【C】 【解析】：相鄰的波峰、波谷距離為 例4. 某波動的波速以 (1) (2)此波動的週期為_________。 (3)此波動的頻率為_________。 (4)此波動的波長為_________。 【答案】：【C】 【解析】：(1) 振幅為平衡位置到最高的距離 ＝ 例5. 某波源的頻率為2赫茲，此波於5秒內進行了100公尺，則： (1)此波源的波速為________米/秒。 (2)此波的波長為________公尺。 (3)此波的週期為________秒/次。 【答案】：【C】 【解析】：(1) 例6. 波速3×108公尺／秒的波稱為電磁波，而廣播電臺發出的無限電波， 【答案】：【C】 【解析】：頻率＝1200仟赫＝1.2×106 赫 例7. 有一水波，其相鄰的波峰、波谷距離為3公尺，且每秒有4個水波撞擊岸邊，則： (1) 此波的波速為______米/秒。 (2) 若波源與岸邊距離120公尺，則水波由波源傳至岸邊共需______秒。 【答案】：【C】 【解析】：(1) 相鄰的峰、波谷距離為 例8. 一彈簧波經連續壓縮及拉長後，得到如圖之波形，若ab間長度 (1)此波的波長為______。 (2)此波的波速為______。 (3)若將此波波長加倍，則波速為______， (4)週期為______，頻率為______。 【答案】：【C】 【解析】：(1) a、b皆為密部，中間距離有3個波長，因此一個波長為9／3 ＝
例9. 某繩波每分鐘振動600次，請回答下列問題： (1)振動頻率為______赫；週期為______秒。 (2)介質上的某點由最高點移至最低點需費時______秒； (3)介質上的某點在5秒內通個的全波數為______個； (4)介質上的某點在10秒內經歷了______個振幅。 【答案】：【C】 【解析】：(1) 每分鐘振動600次 è 頻率 ＝ 600／60 ＝ 10 赫 例10. 如圖，繩波週期為0.4秒，則請根據圖形回答下列問題： (1)經0.1秒後的波形應為______； (2)經0.3秒後的波形應為______； (3)經2.0秒後的波形應為______； (4)若PQ相距 (5)承上題，當Ｐ點振動週期增為0.8秒時，波速______cm/s，波長為______cm。 (6)承上題，當Ｐ振動至最高點時，Ｑ點將振動至 【答案】：【C】
è 圖形成為 (B) 圖。 (2) 經過0.3秒鐘，即經過 3／4 週期，波向右移動3／4波長 (3) 2.0 ÷ 0.4 ＝ 5 è 經2.0秒後，經過5個週期，波形與原波形相同。 (4) PQ間為一個波長＝ (5) 週期加倍0.4 s à 0.8 s (6) PQ間長度原為一個波長，週期加倍後，波長亦跟隨加倍， 一、選擇題： (
)1.
一繩波由甲處傳遞至乙處，它傳遞了什麼？ 【答案】：【C】 【解析】：波由一處傳遞至另一處，主要在傳遞能量。 (
)2.
一條小船在靜止的水面上，當一陣風吹起了層層漣漪時，小船將 【答案】：【B】 【解析】：小船在水面上，水(介質)不隨波前進，因此小船不隨波前進。 (
)3.
下列的各種波動，何者不需介質的傳送？ 【答案】：【D】 【解析】：光波為非力學波，不需要介質。 (
)4.
下列那一種運動，不能使船前進？ 【答案】：【C】 【解析】：海浪只是水面的波動起伏，船在水面上，介質不隨波前進，因此傳指在原處附近上下震盪，不會隨波前進。 (
)5.
觀察繩波的現象，何者可以說明波在前進時，攜帶有能量？ 【答案】：【C】 【解析】：介質在原處附近振盪，但是將能量向前傳遞，震動的起伏愈大，所需的能量愈大，並使附近的介質分子依序振動，可以說明振福代表能量，而介質僅傳遞能量，不傳送介質。 (
)6.
下列敘述何者錯誤？ 【答案】：【B】 【解析】：一次完整的振動，產生一個波，一個完整的波有4個振幅。 (
)7.
有關波的敘述，下列何者正確？ 【答案】：【C】 【解析】：波僅傳送能量，不傳送介質。 (
)8.
當懸掛在彈簧下端的砝碼開始上下振動，一直到振動停止，觀察其振幅逐減變小，則每完成一次振動的週期是 【答案】：【C】 【解析】： (
)9.
下列何者不是機械波？ 【答案】：【D】 【解析】：光波不需要介質，為非機械波(非力學波)， (
)10. 若使一繩上的波動之週期加倍，則： 【答案】：【A】 【解析】：同一繩子，波速為固定；波速＝ (
)11. 以大小不同的力對繩作連續的振動，則的波速 【答案】：【D】 【解析】：用力不同，會使得振幅大小不同，但是相同的介質，波速會相同。 (
)12. 觀察海邊的波浪，發現每5分鐘有15個波浪到達岸邊，若海浪的波速為 【答案】：【A】 【解析】：5分鐘有15個波浪 è 5×60＝300秒鐘有15個波浪 (
)13. 有關彈簧圈的振動，下列何者正確？ 【答案】：【C】 【解析】：彈簧可能產生橫波；但也可以形成縱波。 (
)14. 波動的振幅取決於該波振動的 【答案】：【C】 【解析】：振幅為波動的高低起伏，振幅代表能量，振幅愈大，所需的力量需愈大。 (
)15. 相同頻率不同振幅，振動同一條繩子，所得波動不變的是 【答案】：【C】 【解析】：相同繩子，波速相同，波速＝波長×頻率， (
)16. 設一彈簧在5秒鐘振動20次，其週期為 【答案】：【C】 【解析】：週期是一個波的時間，5秒鐘振動20次，產生20個波； (
)17. 有關於波動的敘述，下列何者有錯誤？ 【答案】：【C】 【解析】：波長是相鄰的波峰到波峰距離；或是相鄰的波谷到波谷距離； (
)18. 波速相同的甲乙兩波動，波長比為3：1，則其頻率比為 【答案】：【B】 【解析】：波速＝波長×頻率； (
)19. 相同質料的細繩上有甲乙兩波動，若兩者振幅比為1：2，則甲乙波速比為 【答案】：【A】 【解析】：相同質料的細繩，其波速必定相同，因此波速比為1:1 (
)20. 波長相等的兩波，其週期比為4：1，則兩波的波速比為 【答案】：【B】 【解析】： (
)21. 若波速為 【答案】：【D】 【解析】： (
)22. 有一波動的頻率為f，週期為T，波速為v，則f、T、v三者的關係為何？ 【答案】：【D】 【解析】：週期是頻率的倒數， (
)23. 聲速為 【答案】：【B】 【解析】：波速 ＝ 波長×頻率； 340 ＝ 2×f f ＝ 340÷2 ＝ 170赫 (
)24. 有關波的敘述，下列何者錯誤？ 【答案】：【D】 【解析】：(A) v=331+0.6t 氣溫愈高，聲速愈快。 (
)25. 【答案】：【C】 【解析】：經過5秒鐘的時間，甲圖變成乙圖，增加了0.5個波，表示1個波的傳遞需時10秒鐘。 (
)26. 某繩波的波形如圖，由圖可知該波的振幅與波長分別為 【答案】：【B】 【解析】：如圖，共有4個波， (
)27. 一條細繩一端繫於牆上，另外一端小明用手握住上下振動，使細繩產生連續波，發現P、Q兩點間相距3個波長，若振動週期增為2倍，則PQ間相距若干波長？ 【答案】：【A】 【解析】：同一細繩，波速相同，當週期加倍時，波長也跟著加倍，於是PQ間因波長加大，波的數目減少， (
)28. 【答案】：【B】 【解析】：如圖，波向右邊移動，介質則是上下振動，甲為向下運動，乙為向上運動，丙為向上運動。 (
)29. 【答案】：【C】 【解析】：0.1秒鐘後，增加了2個波，因此1秒鐘將有20個波 (
)30. 某廣播電臺的電磁波波長 【答案】：【D】 【解析】：波速＝波長×頻率 è 頻率＝ (
)31. 某繩波在5秒內傳播的波形如圖，繩波週期為 【答案】：【B】 【解析】：如圖，在5秒鐘內有2.5個波產生， (
)32. 實驗觀測水波速率為 【答案】：【D】 【解析】：鄰波峰間距離為 (
)33. 設波速為 【答案】：【C】 【解析】： (
)34. 【答案】：【C】 【解析】：如圖，波向右移動，介質則是上下振動，a向上移動，b向下移動。 (
)35. 將一個拉緊的長彈簧，一端固定，另一端則繫在一個振動體上，隨之做左右的往復運動；若該振動體每分鐘振動90次，在彈簧上所生波的波長為 【答案】：【D】 【解析】：每分鐘振動90次，每秒鐘振動 90÷60＝1.5個波……頻率 (
)36. 下列有關力學波的敘述，何者正確？ 【答案】：【B】 【解析】：波傳遞能量，不傳送物質，物質不隨波前進； (
)37. 【答案】：【A】 【解析】：如圖，一個波的時間為4秒，因此週期＝4秒 (
)38. 將一個拉緊的長彈簧，一端固定，另一端則繫在一個振動體上，隨之作左右的往復運動，若該振動體每分鐘振動72次，在彈簧上所生波的波長為 【答案】：【B】 【解析】：振動體每分鐘振動72次，72÷60＝1.2赫 (
)39. 如圖，若波向右前進，則波動於B點的運動方向為 【答案】：【B】 【解析】：波向右傳遞時，B點將向下振動。 (
)40. 承上題，圖中D點的運動方向為 【答案】：【A】 【解析】：波向右傳遞時，D點將向上振動。 |
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二、填充題： 1.
傳遞波動的物質，稱為【介質】，例如水分子。 2.
波在傳播時，僅在傳播【能量】，並不傳送【介質】； 3.
波的傳遞，需要靠介質的振動才能達成的波動，稱為【力學】波，請舉一例說明：【聲波】。 4.
投石頭於平靜水面產生環狀波紋向外擴散，靜止在湖面上的樹葉是否隨波逐流？【否】。 5.
和介質振動方向平行的波動，稱為【縱波】； 6.
在水面上靜止的小葉片，被傳來的水波頂起來，可以顯示：波是攜帶【能量】在運動。 7.
振動體每振動一次，產生【一】個全波，所行的距離相當於【一】個波長。 8.
在空氣中傳聲的聲波是屬於【縱】波，水波是屬於【橫】波，繩波是屬於【橫】波。 9.
某波動起波器在3秒內產生12個全波，則其週期為【 【解析】：3秒內產生12個全波，平均1秒鐘有 12÷3 ＝4個波／秒….頻率 10.
疏密波傳播時，在密部的中點，介質的密度最【大】，在疏部的中點，介質的密度最【小】。 11.
手指觸動水面，若每兩秒觸動一次，則水波槽中每分鐘將產生【30】個波， 【解析】：每兩秒觸動一次，則一個波需2秒鐘
è 週期(T)＝2秒 12.
某起波器每5秒鐘產生4個全波，則其週期為【1.25秒】，頻率為【0.8赫】， 【解析】：5秒種有4個波，則一個波需時 5÷4 ＝ 1.25 秒…週期 13.
一振動體每分鐘振動1200次，其週期為【0.05】秒/次，頻率為【20】次/秒。 【解析】：振動1次產生1個波，一分鐘(60秒鐘)振動1200次 14.
下列何者的波動主要是橫波？ 【答案】：【ACD】。 【解析】：光波是 ”橫波”；前後振動的彈簧波為 ”縱波”； 15.
某繩波的波源每分鐘振動600次，試求： (1)
振動的頻率為【10赫】；振動的週期為【0.1秒】； (2)
介質上某一點由最高點振動至最低點所需要的時間為【0.05秒】； (3)
介質上的某一點在5秒鐘內，通過波的數目共有【50】個。 【解析】：(1) 每分鐘振動600次 è 600÷60 ＝ 10次／秒(赫)…頻率 16.
在一深淺相同的水槽裡，以每秒5次的速率打擊水面，測得水波傳播的速率為 【解析】： 水波傳播的速率為 17.
聲波在空氣中的速度為 (1) 人所能聽到的頻率的最小值為【20】赫。 (2)
人所能聽到的頻率的最大值為【2×105】赫。 【解析】：波速＝波長×頻率 è 波長最長時，頻率最小；波長最小時，頻率最大 18.
一人在水池中央拍打水面每秒5次，產生的圓形波的波長為 (1)
此波動的波速為【10】米/秒。 (2)
經10秒後若有反射波回到原拍打處，則岸邊離原拍打處【50】公尺。 【解析】：拍打水面每秒5次 è 頻率＝5赫 19.
水面上有一週期波，其波速為 (1)
此波的頻率為【5】赫。 (2)
若岸邊離波源距離2.2公尺，則波動開始後經【44】秒，見到反射波回到原來的波源處。 【解析】：(1) 波速＝波長×頻率 è 20.
石頭投入距池邊 【解析】： 21.
(1)
此波的頻率為若干？【10】赫茲。 (2)
P點的下一個運動方向為【向下(4)】， (3)
Q點的下一個運動方向為【向上(5)】。 (從1-5中選填) 【解析】：如圖為2.5個波，長度為 22.
(1) 此水波的傳播速度為【6】cm/s。 (2)
此水波的頻率為【2.4】次/秒。 【解析】：如圖ab間為6個波，長度共 23.
某振動波源在2分鐘內，共經歷了4800個振幅的距離，且波形前進了720公分，則： (1) 此振動波的週期為【0.1】秒/次；頻率為【10】次/秒； (2)
此波動的波速為【0.06】公尺/秒；波長為【0.6】公分。 【解析】：(1) 1個波有4個振福 è 4800個振幅，有1200個波 24.
【解析】：(1) 一個波的平衡位置到最高點的距離為振幅。 25.
(1)
波長為【20】公分，頻率為【5】赫茲，週期為【0.2】秒， (2)
一個週期後，介質A的位置在那裏？(A)A (B)C (C)D (D)E。【A】。 (3)
若甩動的頻率加倍，則圖中A、C兩點相距【2】個波長。 【解析】：(1) 每秒甩動5次 è 頻率＝5赫， 週期為1÷5＝0.2秒； 26.
(1)
頻率最高者為【B】；振幅最大者為【A】； (2)
頻率相同而振幅不同者為【A、D】； (3)
C的波速為【1600】米/秒；D的頻率為【400】1/秒。 【解析】：(1) 頻率最高的波振動次數最多，波數最密，因此B頻率最高。 27.
(1)
兩波的波長比為【2：1】； (2)
二波的波速比為【1：1】。 (3)
二波的振幅比為【2：1】。 (4)
若每一小方格長 【解析】：(1) A的波長4格，B的波長為2格，波長比＝2：1 28.
(1)
由圖(一)可得知下列何者？ (2)
由圖(二)可得知下列何者？ (3)
波的振幅【2】公分，週期【0.4】秒，波長【8】公分，波速為【20】公分/秒。 【解析】：(1) 圖一的橫坐標為時間，可求得週期，縱座標為高度，可求得振幅。 29.
(1)
繩波波長【10】cm，振幅為【2】cm。 (2)
繩波最小頻率為【100】次/秒，最小波速為【1000】cm/sec。 【解析】：(1) PQ＝ |
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