第三章机械波第一节波的形成高二上学期选择性必修第一册课后练习基础过关(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.关于机械波,下列说法中正确的是( )
A.机械波的振幅与波源振动的振幅不相等
B.在机械波的传播过程中,离波源越远的质点振动的周期越大
C.在波的传播过程中,介质中质点的振动频率等于波源的振动频率
D.在波的传播过程中,介质中质点的振动速度等于波的传播速度
2.一列沿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
3.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/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,震源地地震仪下方,观察到两振子相差5s开始振动,则
A.P先开始振动,震源距地震仪约36km
B.P先开始振动,震源距地震仪约25km
C.H先开始振动,震源距地震仪约36km
D.H先开始振动,震源距地震仪约25km
4.下列属于物理理想模型的是( )
A.电场 B.机械波 C.点电荷 D.元电荷
5.水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…….使质点1沿竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动.则此时关于质点10的运动,下列说法正确的是( )
A.位移为零 B.加速度为最大值
C.正向下运动 D.加速度为零
6.抖动水平绳的一端,在细绳上产生的横波,当手停止抖动后( ).
A.波立即消失
B.波形立刻变乱
C.波源立即停止振动,但波继续由近及远传播
D.离波源远的质点先停止振动,离波源近的质点后停止振动
7.一列波由波源向周围传播开去,以下说法错误的是( )
A.介质中各质点由近及远地传播开去
B.波源的振动形式由近及远地传播开去
C.介质中各质点振动的能量由近及远地传播开去
D.介质中各质点只是振动而没有迁移
8.有关纵波与横波,下列说法中正确的是( )
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,质点振动方向与波的传播方向垂直
C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
D.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播
9.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
10.下列关于横波和纵波的说法,正确的是( )
A.横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B.横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C.纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动
D.能形成波峰、波谷的波是横波
11.有三根平行的弹性绳A、B、C,其左端分布在同一直线M、N上,让它们的左端同时开始振动,经过一定时间后出现了如图所示情况,其中P、Q是平行于M、N的一条参考线由图中信息可知( ).
A.形成的三列波的传播速度相同 B.形成的三列波的波长相同
C.弹性绳A中的质点振动的频率最大 D.弹性绳A中的质点振动的周期最大
12.一张骨牌倒下时引起的相邻骨牌依次倒下的骨牌效应,一阵风吹过麦地形成的麦浪滚滚的景象。关于骨牌和麦浪的运动,下列说法正确的是( )
A.骨牌的运动形成了波,麦子的运动形成的不是波
B.麦子的运动形成了波,骨牌的运动形成的不是波
C.麦浪和骨牌的运动都形成了波
D.麦浪和骨牌的运动都没有形成波
二、多选题,共4小题
13.如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的、两点,。一列简谐横波沿此长绳向右传播,某时刻点的位移达到正最大时,点的位移恰为零且向下运动,经过0.5s时点的位移第一次为零,且向下运动,则这简谐波的波速可能等于( )
A.6.0m/s B.3.0m/s C.1.2m/s D.0.6m/s
14.下列关于机械波的说法正确的是( )
A.机械波是传递能量的一种方式
B.机械波中各质点做的是自由振动
C.机械波中各质点在各自的平衡位置附近做往复运动,并不随波迁移
D.横波和纵波是相对的,一列机械波既可以叫横波,也可以叫纵波
15.一列沿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
16.如图所示,在同一均匀介质中,相距2m的A、B两点放置波源和,在时刻两波源同时开始振动,振动频率均为4Hz,起振方向均垂直连线向上,已知波源的振幅为波源的2倍,波源产生的横波波速为4m/s。下列说法正确的是( )
A.波源产生的横波波长为1m
B.波源产生的横波波速为2m/s
C.在连线之间共有4处振动最弱
D.在时刻,与波源相距0.2m的P点正在远离平衡位置
三、填空题,共2小题
17.一根粗细均匀的绳子,右侧固定,使左侧的S点上下振动,产生一列向右传播的机械波,某时刻的波形如图所示,则该波在传播过程中波速________,波的频率________。(选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变")
18.波:______的传播称为波动,简称波。
四、解答题,共2小题
19.如图所示,在点形成的振动,经过一段时间后沿绳传播到绳上点,则此时、的振动方向是怎样的?质点起振时的方向是怎样的?
20.某同学跟朋友们打篮球时,篮球掉进了球场旁边的湖水里。该同学想向湖中丢一石块激起水波,让篮球随水波漂回岸边。该同学的想法能实现吗?为什么?
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
A.波在传播过程中,机械波的振幅与波源振动的振幅是相等的,故A错误;
B.在波传播中各点的振动周期均与波源的周期相同,故B错误;
C.每个质点都在重复波源的振动,因此质点的振动频率和波源的振动频率相同,故C正确;
D.振动速度与波的传播速度是不相同的,故D错误。
2.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.
3.A
【详解】
试题分析:纵波的速度快,纵波先到.根据求出震源距地震仪的距离.
解:纵波的速度快,纵波先到,所以P先开始振动,根据,x=36km.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
【点评】解决本题的关键运用运动学公式判断哪个波先到.属于容易题.
4.C
【详解】
A.电场是客观存在的物质,不是理想物理模型,故A错误;
B.现实生活中,机械波是真实存在的,所以不是理想物理模型,故B错误;
C.点电荷是忽略了带电体的大小和形状,抽象成的带电的点,是理想物理模型,故C正确;
D.元电荷是最小的电量的单位,不是理想物理模型,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】
A.当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动;故1~13点间波形为一个完整的正弦波形,此时质点10处于正向最大位移处,故A错误;
BD.此时质点10处于正向最大位移处,合力提供回复力,指向平衡位置,根据牛顿第二定律,加速度方向也指向平衡位置,故一定是竖直向下;由于此时质点10处于正向最大位移处,根据
可知,加速度最大;故B正确,D错误;
C.此时质点10处于正向最大位移处,速度为零,故C错误。
故选B。
6.C
【解析】
【详解】
由波的形成可知,已经产生的波会继续由近向远传播,当手停止抖动,波源立即停止振动,则不会形成新的波,故C正确。
故选C。
7.A
【详解】
波在传播时,介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动,它们并没有随波的传播而发生迁移;波传播的是振动形式,而振动由能量引起,也即传播了能量;
A. 与分析相符,故A符合题意;
B. 与分析不符,故B不符合题意;
C.与分析不符,故C不符合题意;
D.与分析不符,故D不符合题意。
8.B
【详解】
A.纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上,方向并不一定相同,故A项不合题意.
B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波;故B项符合题意.
C.机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,无论横波和纵波都是这样,故C项不合题意.
D.横波只能在固体中传播,纵波可在固体、液体和气体中传播,故D选项不合题意.
9.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。
10.A
【详解】
ABC.横波的传播方向与质点的振动方向垂直,纵波的传播方向与质点的振动方向平行,A正确,BC错误;
D.有波峰和波谷,但波的传播方向不一定与质点的振动方向垂直,D错误。
故选A。
11.C
【详解】
A.由图可以看出AB相同时间内传播的距离相等,C传播的距离为AB的一半,故AB波速相等,C的波速为AB的一半,C的速度最小,故A错误;
B.由图中的波形图可以看出B波长最长,故B错误;
CD.由图可知,A完成4次全振动,B完成1.5次全振动,C完成两次全振动,A完成的周期性振动的次数最多,所以A质点振动的频率最大,周期最小,故C正确,D错误。
12.A
【详解】
当物体的某一部分发生振动时,其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来,物质本身没有相应的移动,所以骨牌的运动形成了波,麦浪是在持续的风力作用下形成的,风力停止,麦浪也会停止,而不是继续传播,所以麦子的运动形成的不是波,所以A正确;BCD错误。
故选A。
13.AC
【详解】
ABCD.根据波形图可知
解得
简谐波的周期
所以波速
代入验证,可知,AC正确,BD错误。
故选AC。
14.AC
【详解】
A.机械波传播的是质点的振动形式和能量,选项A正确;
BC.质点在平衡位置附近振动,由于相邻质点的带动,其振动是受迫振动,并不随波迁移,选项C正确,B错误;
D.质点的振动方向与波传播方向垂直时的波叫横波,平行时的波叫纵波,选项D错误。
故选AC。
15.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。
16.AC
【详解】
A.设波长为,根据公式
代入数据,可得
A正确;
B.同一介质中,波的传播速度相同,即有波源产生的横波波速为4m/s,B错误;
C.以A为坐标原点,设P为AB间的任意一点,其坐标为x,则两列波到P点的波程差为
,
合振动振幅最小的点的位置满足
k为整数,可得
,
根据对称性可得另外的两个点的坐标为
故有4个点满足,C正确;
D.波源S1的振动形式传到P点所有的时间为
由于周期为0.25s,则
则单独由波源S1引起的振动,P点在0.4s时向平衡位置运动,同理可得波源S2的振动形式传到P点所有的时间为
则0.4s时波源S2的振动形式还没有传到P点,所以P点在0.4s时向平衡位置运动,故D错误。
故选AC。
17.保持不变 逐渐增大
【详解】
[1].波速是由介质的性质决定的,与波长无关,故该波的波速保持不变;
[2].由图看出,该波的波长逐渐减小,而波速一定,由波速v=λf分析得知频率逐渐增大.
18.振动
【详解】
略
19.正向下振动,正向上振动;质点的起振方向向上。
【详解】
要判断某质点的振动方向,应根据“带动看齐”的思路,找出与该质点相关联的其他质点的振动方向。要判断波源的起振方向,应看波刚传到的那个质点的振动方向。据此分析可知,此时正向下振动,正向上振动,质点的起振方向向上。
20.见解析
【详解】
根据波的传播特点,各质点只能在各自的平衡位置附近做往复运动,并不随波迁移,所以石头激起的水波虽向四周传播,水本身并未向四周运动,因此浮在水面上的排球也只能随水波上下起伏,不能到达河岸。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页