2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
3.1波的形成
课时作业(解析版)
1.下列说法正确的是( )
A.质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
B.波动过程是质点由近及远的传播过程
C.如果振源停止振动,在介质中传播的波动也就立即停止
D.波不但能够传递能量,而且可以传递信息
2.一个小石子投向平静的湖水中,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中正确的是( )
A.渐渐飘向湖心
B.渐渐飘向湖边
C.在原处上下振动
D.沿着波纹做圆周运动
3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是
A.波速为4m/s
B.波的频率为2.5Hz
C.x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷
D.x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰
4.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有任何生命存在的痕迹,在月球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为( )
A.月球太冷,声音传播太慢
B.月球上没有空气,声音无法传播
C.宇航员不适应月球,声音太轻
D.月球上太嘈杂,声音听不清楚
5.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况,以下正确的是( )
A.因为“随波逐流”木块将被推至远处
B.因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况
C.无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动
D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
6.一列横波某时刻的波形图如图甲所示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象.下列说法正确的是(
)
A.若波沿轴正方向传播,则图乙表示的是质点的振动图象
B.若波沿轴负方向传播,则图乙表示的是质点的振动图象
C.若图乙表示的是质点的振动图象,则波沿轴正方向传播
D.若图乙表示的是质点的振动图象,则波沿轴负方向传播
7.关于机械振动和机械波,下列说法中不正确的是 (
)
A.机械波的传播一定需要介质
B.有机械波必有机械振动
C.波的频率等于该波中质点振动的频率
D.波的传播速度等于该波中质点振动的速度
8.区分横波和纵波的根据是( )
A.是否沿水平方向传播
B.质点振动的方向和波传播的距离
C.质点振动的方向和波传播的方向
D.质点振动的快慢
9.如图所示,质点O在垂直x轴方向上做简谐运动,形成了沿x轴传播的横波。在t=0时刻,质点O从平衡位置开始向y轴正方向运动,经0.2s第一次形成图示波形,则下列判断正确的是( )
A.t=0.4s时,质点A第一次到达波峰
B.t=1.2s时,A在平衡位置,速度沿y轴正方向
C.t=2s时,质点B第一次到达波峰
D.t=2.6s时,质点B的加速度达到最大
10.如图所示,图中有一为上下振动的波源S,频率为100Hz,所激起的波向左右传播,波速为8.0m/s。其振动先后传到A、B两个质点,当S通过平衡位置向上振动时,A、B质点的位置是( )
A.A在波谷,B在波峰
B.A、B都在波峰
C.A在波峰,B在波谷
D.A、B都在波谷
11.一列简谐横波t=0.4时刻的波形如图(甲)所示,甲图中x=15m
处质点A的振动图像如图(乙)所示.则
(
)
A.这列波沿x轴正方向传播.
B.这列波的波速是20m/s
C.再过0.2s质点A将迁移到x=
20
m处
D.质点A在任意的1s内所通过的路程都是0.4m
12.如图所示,为一列机械波在某一时刻的波动图像.已知在处的质点M将向下运动,且过0.2
s第一次回到平衡位置,则这列波的传播方向和传播速度是(
)
A.向右,
B.向左,
C.向右,
D.向左,
13.如图所示,为一列简谐波在某时刻的波形图,a、b、c、d为介质中的四个质点,a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半.四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad,它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd,则(
)
A.ac<ab<aa=ad
B.ac>ab>aa=ad=0
C.va=vd>vb>vc
D.va=vd<vb<vc
14.一列沿x轴方向传播的简谐波,t=0时的波形图如图所示,P点此时的振动方向沿y轴的正方向,经0.1
s第二次回到P点。则下列说法中正确的是( )
A.波的传播方向沿x轴的负方向
B.该简谐波的波速大小为20
m/s
C.t=0.125
s时,P点的振动方向沿y轴的负方向
D.t=0.15
s时,P点的速度正在减小,加速度也正在减小
15.波源在均匀介质中做周期性振动产生了向轴正向传播的机械波,如图所示,波的振幅呈现、交替变化,当时刻恰好传到位置处,、、分别是、和位置处的三个质点,下列说法正确的是( )
A.由图可知,波速在周期性变化
B.当波刚好传到位置处时,质点、经过的路程相等
C.质点、的振动始终同步
D.波源的起振方向为轴负方向
16.如图甲所示为波源1的振动图像,图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t=1
s时的振动状态,其中质点4刚开始振动。请在图丙中画出t=5
s时质点的振动状态。
17.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图,若每隔,波沿轴正方向推进,试画出此后时的波形图。
参考答案
1.D
【详解】
A.振动方向与传播方向共线的为纵波,振动方向与传播方向垂直的为横波;波动过程是振动形式和振动能量的传递过程,介质中质点并不随波迁移。在横波中质点的振动方向与传播方向垂直,纵波中质点的振动方向与传播方向共线,A错误;
B.在波的传播中各质点只是在各自的平衡位置做简谐运动,并不会随波逐流,B错误;
C.波源的在振动停止,波还会继续传播下去,C错误;
D.波传播的是能量,是一种振动形式,在振动中加载着信息,D正确。
故选D。
考点:机械波的传播
点评:形成机械波的条件是:一是机械振动;二是有传播振动的介质。介质中各质点振动的频率等于波源的振动频率,各点振动快慢相同。波源停振时,介质中的波动不会立即停止。
2.C
【详解】
一个小石子投向投向平静的湖水中央,激起圆形的水波向外传播,而水波是横波,传播过程中水面各质点上下振动,既不向外移动,也不向圆心移动,更不会沿波纹作圆周运动。
故选C。
3.D
【详解】
AB.由题,任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则该波的周期为
T=2×0.4s=0.8s,则,由图可知该波的波长是λ=4m,所以波速为:;故A、B错误;
C.x坐标为15m的质点到x=3质点的距离为:△x1=15m-3m=12m=3λ,所以x坐标为15m的质点与x=3处质点的振动始终相同.t=0时刻x=3的质点向下振动,经过时间恰好到达平衡位置,所以x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于平衡位置;故C错误.
D.x坐标为22m的质点到x=2质点的距离为:△x2=22m-2m=20m=5λ,所以x坐标为15m的质点与x=2处质点的振动始终相同.t=0时刻x=2的质点向上振动,经过时间恰好到达波峰,所以x坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰位置;故D正确.
4.B
【详解】
声音的传播方式为声波,而形成波必须满足两个条件:振源和介质。月球上没有空气,即没有介质,无法形成波。
故选B。
5.C
【详解】
波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置运动,不随波向前移动,所以无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动,故ABD错误,C正确;
故选C.
6.C
【解析】
试题分析:图甲是波动图像,图乙是振动图像,若波沿x轴正方向传播,则N点的振动图像向下,故图乙不是N点的振动图像,选项A错误;若波沿x轴负方向传播,则K点由最大位置向下振动,故图乙不是表示质点K的振动图象,选项B错误;若图乙表示的是质点L的振动图象,说明L点向上振动,根据波的传播方向与质点的振动关系可知,波沿x轴正方向传播,选项C正确;M点位于负的最大位移处,它要向上运动,故图乙表示的不是质点M的振动图象,故选项D错误.
考点:波的传播与质点的振动关系.
7.D
【详解】
A.有机械振动若没介质不会形成机械波,故A正确,与题意不符;
B.有机械波必有机械振动,而有机械振动若没介质不会形成机械波.故B正确,与题意不符;
C.机械振动产生的机械波,两者的频率是相同的,故C正确,与题意不符;
D.波的传播速度与介质有关,而质点的振动速度与波的传播速度无关.故D错误,与题意相符。
故选D。
8.C
【详解】
物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称做横波;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波,故C正确,ABD错误。
故选C。
9.B
【详解】
质点0从平衡位置开始向上运动,经0.2s第一次形成图示波形,沿x轴正方向传播了一个单位,可知波的周期
A.由图可知,该波在t=0.4s传播到A点,此时A点处于平衡位置,且速度沿y轴正方向,故A错误;
B.t=1.2
s时,质点A振动时间
A点刚好振动一个周期,此时A点处于平衡位置,且速度沿y轴正方向,故B正确;
C.质点B开始振动的时间7×0.2s=1.4s;t=2
s时,质点B振动时间
因为B点开始振动时沿y轴正方向,所以经过,刚好第一次到达波谷,故C错误;
D.t=2.6
s时,质点B振动时间
说明此时质点B在平衡位置,速度最大,加速度最小,故D错误。
故选B。
10.C
【详解】
由可知,波长为
当质点恰通过平衡位置向上运动,结合波形可知,此时刻A质点在波峰,B质点在波谷,故C正确,ABD错误。
故选C。
11.A
【详解】
A、由振动图象乙知时刻质点向下振动,则根据波形平移法可知该波沿轴正方向传播,故选项A正确;
B、由图甲读出波长为,由振动图象乙读出波的周期为,则波速为,故选项B错误;
C、简谐横波沿轴正方向传播,质点只上下振动,不向前迁移,故选项C错误;
D、质点在一个周期内通过的路程为四个振幅,周期,则,若质点初始位置在平衡位置或最大位移处,则它在1s内的路程应为,若质点初始位置不在平衡位置或最大位移处,1s内所通过的路程不是0.4m,故选项D错误.
12.B
【详解】
由题,质点M将向下运动,则知M点的振动比左侧波峰振动早,所以波向左传播.由图知,波长.根据处的质点M将向下运动,且过0.2s再次回到平衡位置,则有 ,则得周期,则波速为.
A.与分析结果不符,故A错误;
B.与分析结果一致,故B正确;
C.与分析结果不符,故C错误;
D.与分析结果不符,故D错误;
13.AD
【详解】
由简谐运动规律可知,质点受F回与位移x的大小成正比,因而a的大小与x的大小成正比,所以aa=ad>ab>ac,A项正确;而质点越衡位置v越大,越远离平衡位置v越小,所以va=vd<vb<vc,D项正确。
14.BC
【详解】
A.质点P向上振动,可以判断出此列波沿x轴的正方向传播,A选项错误;
B.由题意可知,经过0.1
s,质点P由图示位置第二次回到P点,所以T=0.1
s,波的传播速度为
B选项正确;
C.当t=0.125
s时,质点P振动了,P正沿y轴负方向运动,C选项正确;
D.当t=0.15
s时,质点P振动了1.5T,P到达了与x轴对称下方位置,正在沿y轴负方向运动,速度正在减小,加速度正在增大,D选项错误;
故选BC。
15.BD
【详解】
A.波速是由介质决定的,由于介质均匀,因此波速恒定不变,A错误;
B.由图像可知,从当时刻开始,波每前进距离d,质点P、Q运动的路程均为4A,因此当波刚好传到位置处时,质点、经过的路程均为
B正确;
C.由于M、Q间距离有时等于一个波长,有时等于0.5个波长,因此质点、的振动不是始终同步,C错误;
D.由于处质点起振方向为轴负方向。因此波源的起振方向为轴负方向,D正确。
故选BD。
16.
【详解】
由甲图可知,波的周期T=4s,根据波传播的规律t=5
s时,振源出现在波峰,质点16起振,如图所示。
17.
【详解】
由题意知,波速
波长,则周期
17s内的周期数
根据波的时间与空间的周期性,将波向轴正方向平移即可,如图中虚线所示