《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

【师生互动】高强度的地震往往产生重大的自然灾害，如图甲、乙为地震后的情境。当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时使人感到上下颠簸。

任务1. 地震波是横波还是纵波？
任务2. 横波与纵波的根本区别是什么？

答案： 任务1.地震波既有横波成分也有纵波成分。
任务2.横波与纵波的根本区别是质点的振动方向与波的传播方向之间的关系。

例2（多选）下列关于纵波与横波的说法正确的是（ ）

A.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
B.对于横波，质点的振动方向与波的传播方向垂直
C.纵波中的质点可以随波迁移，而横波中的质点不能随波迁移
D.横波只能在固体中传播，纵波可以在固体、液体和气体中传播
尝试解题：

答案： BD 纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，可能相同，也可能相反，故A错误；横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，故B正确；不管是横波还是纵波，质点只在某平衡位置附近振动，并不随波迁移，故C错误；横波只能在固体中传播，而纵波可以在固体、液体和气体中传播，故D正确。 故选BD。

针对练1. 下列关于横波、纵波的说法正确的是（ ）

A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，因此横波、纵波不可能沿同一方向传播
C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D.只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波

答案： A 同一波源产生的波中可同时具有横波和纵波，如地震波，故A正确；虽然传播这两种波的介质中质点振动方向与波的传播方向关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，故B错误；在同一介质中，横波和纵波传播速度一般不同，如地震波中纵波比横波传播得快，故C错误；横波能在固体中传播，不能在液体和气体中传播，而纵波能在固体、液体和气体中传播，故D错误。 故选A。

针对练2.（多选）2024年1月23日，新疆乌什发生7.1级地震，探测到震源深度为22千米。假设恰好在震源正上方的一个观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差Δt，在这一地区地震波的纵波和横波的传播速率分别为2v、v。若近似认为波的传播速度恒定，震源深度用x表示，则下列判断正确的是（ ）

A.地震时，震源正上方地区的建筑物先左右振动、后上下振动
B.地震时，震源正上方地区的建筑物先上下振动、后左右振动
C.观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差Δt = $\frac{x}{v}$
D.观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差Δt = $\frac{x}{2v}$

答案： BD 地震波由震源向上传播，横波使建筑物左右振动，纵波使建筑物上下振动，由题意可知，纵波传播得快，震源正上方地区的建筑物先上下振动，后左右振动，A错误，B正确；根据运动学公式可知$\frac{x}{v}-\frac{x}{2v}=\Delta t，$解得$\Delta t=\frac{x}{2v}，$C错误，D正确。
故选BD。