3.1波的形成同步练习能力提升——2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

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同步练习能力提升（人教版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示是一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　）
A．t1至t2时刻质点完成一次全振动
B．t1至t3时刻质点完成一次全振动
C．t1至t4时刻质点完成一次全振动
D．t2至t4时刻质点完成一次全振动
2．一颗小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片小树叶从树上落下后漂在水面上，则小树叶将（ ）.
A．逐渐漂向湖心 B．逐渐漂向湖晔
C．在落下的地方上下振动 D．沿树叶所在的圆圈做圆周运动
3．有关机械振动和机械波的说法正确的是（　　）
A．机械波的传播速度与介质有关，与波源的频率无关
B．机械波的传播方向总是和质点的振动方向垂直
C．单摆摆动到平衡位置时，回复力和加速度都为零
D．驱动力的频率越大，物体的振幅反而越小
4．一列横波沿一条长绳传播，当波源突然停止振动时（ ）
A．所有质点都立即停止运动
B．已经振动的质点继续振动，尚未振动的质点不会振动
C．离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动
D．离波源远的质点先停止振动，然后才是近的质点停止振动
5．下列说法中正确的是
A．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
B．机械波的传播周期与机械波中的质点做简谐运动的周期—定相等
C．单摆经过平衡位置时，合外力为零
D．做简谐运动的物体在个周期内经过的路程—定为振幅的倍
6．关于机械振动和机械波，下列叙述正确的是（　　）
A．有机械振动必有机械波
B．有机械波必有机械振动
C．在波的传播中，振动质点随波的传播发生迁移
D．在波的传播中，若振源停止振动，波的传播会立即停止
7．有关纵波与横波，下列说法正确的是（ ）
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源水平振动形成的波是纵波
C．波沿水平方向传播质点上下振动，这类波是横波
D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波一定是纵波
8．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
9．关于机械波不正确的说法有（　　）
A．波产生需要两个条件，即波源和介质
B．在传播方向上两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长
C．波动过程是能量由近及远传播的过程
D．波源振动一个周期，波就沿传播方向前移一个波长
10．如图甲所示，S为振源，P质点距S的距离为r，t=0时刻S由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P质点从t1时刻开始振动的振动图像，则下列说法正确的是（　　）
A．t=0时刻振源S的振动方向沿y轴正方向
B．t2时刻P质点振动速度最大，方向沿y轴负方向
C．t2时刻振源S处于平衡位置向y轴正方向振动
D．若波源停止振动，则P质点也马上停止振动
11．关于机械波的概念，下列说法正确的是（　　）
A．横波中质点的振动方向为竖直方向，纵波中质点的振动方向为水平方向
B．简谐横波在长绳中传播，绳上相距半个波长的两振动质点位移大小始终相等
C．任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D．如果振源停止振动，在介质中传播的波也就立即停止
12．图为一列简谐波在时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在时第一次到达波峰。则下列判断正确的是（　　）
A．此时质点P也处于加速运动过程
B．该波沿x轴负方向传播
C．从时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置
D．在时刻，质点N的振动速度大小为1m/s
二、多选题，共4小题
13．关于机械波，下列说法正确的是（　　）
A．在传播过程中能传递能量 B．频率由波源决定
C．能产生干涉、衍射现象 D．能在真空中传播
14．在简谐波的传播过程中，平衡位置相距半个波长的已经开始振动的两个质点的运动情况相比（　　）
A．位移大小总相等 B．速度大小总相等 C．加速度的大小总相等 D．振幅总相等
15．某简谐横波依次经过相距为5m的两质点P和Q，它们的振动图象分别如图甲和图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该简谐波的率为0.4Hz
B．该简谐波的波长一定是10m
C．时质点P的振动方向为沿y轴负方向
D．该简谐波的最大传播速度为
16．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（　　）
A．弹簧振子的周期与振幅有关
B．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率
三、填空题，共1小题
17．从运动学的角度分析，振动一定是一种________（选填“直线”、“曲线”、“匀速”或“变速”）运动；从能量的角度分析，波动是一种________（选填“产生”、“传递”或“消耗”）能量的过程.
四、解答题，共2小题
18．声音是空气中每秒20至2万次的振动．地球上有声音，是因为振动着的物体把振动传给空气，空气再把振动传播开来，形成声音．所以，存在声音的必要条件有两个：一个是要有声源，一个是要有传播声音的介质，二者缺一不可.1969年7月21日，人类首次登上月球．在月球上，两名宇航员虽然近在咫尺，也只能靠无线电来通话．这是为什么呢？原来，月亮上可以产生振动，但月亮上没有空气，即没有传播声音的介质，所以振源的振动传不出去，当然就听不到声音．请你利用实验室中的器材设计一个实验方案，证明月亮上为什么没有声音．(提示：从波的形成条件上考虑)
19．如图所示，一列简谐横波由M向P方向传播，M、P、Q为波上的三个质点，若质点M是振源，当它由平衡位置开始向上振动时，经后第一次到达波峰。当波传到P时，质点M在波谷，再经过，质点Q第一次达到波谷。已知质点M与P之间的距离为，且，从质点M开始振动到质点Q第一次在波谷的过程中，质点M通过的路程是。求：
①质点P与Q平衡位置间的距离；
②这列简谐横波的振幅。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
一次全振动结束，各物理量刚好回到本次全振动开始时的值，从图像上来看，刚好完成一次周期性变化，所以只有t1~t4时间对应一次全振动。
故选C。
2．C
【详解】
一个小石子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C正确，ABD错误。
3．A
【详解】
A．机械波的传播速度与介质有关，与波源的频率无关。故A正确；
B．纵波的传播方向总是和质点的振动方向共线，故B错误；
C．单摆摆动到平衡位置时，回复力为零，但合力不为零，即加速度不为零。故C错误；
D．驱动力的频率越接近物体的固有频率，物体的振幅越大。故D错误。
故选A。
4．C
【详解】
ACD.当波源的振动方向与波的传播方向相互垂直时，称之为横波。当波源突然停止振动时，由于波是使质点间相互带动，并且重复，同时后一个质点比前一个质点滞后，所以离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动；波的形式仍在质点的振动下传播。最终所有质点将会停止振动，但靠近波源先停止，远离波源后停止振动，故AD错误，C正确；
B.已经振动的质点继续振动，尚未振动的质点，将在波的形式传播后，会停止振动，故B错误；
5．B
【详解】
A.电磁波在同种均匀介质中只能沿直线传播，在同一种不均匀的介质中，不一定沿直线传播，故A错误；
B.机械波的传播周期与机械波中的质点做简谐运动的周期相等，故B正确；
C.单摆经过平衡位置时，回复力为零 ，但合力提供向心力，故C错误；
D.做简谐运动的物体在周期内通过的路程不一定为振幅的，故D错误．
6．B
【详解】
AB．机械波的产生条件是机械振动在介质中的传播，二者条件同时具备，所以没有机械振动就没有机械波；有机械波必有机械振动，故A错误，B正确；
C．在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波一起迁移，传播的是振动形式和能量，故C错误；
D．当波源停止振动，波的传播方向上介质中的质点做阻尼振动，所以波的传播不会立即停止，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
试题分析：物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波，若波向下传播，振源上下振动，形成的波与振动的方向在同一条直线上，该波是纵波，故A错误；振源水平振动形成的波不一定是纵波，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故B错误；波沿水平方向传播质点上下振动，质点振动的方向与波传播的方向垂直，这类波是横波，故C正确；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故D错误．
考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系
【名师点睛】本题关键能知道横波与纵波的概念，能知道区别横波与纵波的关键是看质点的振动方向与波的传播方向之间的关系，而不是看水平方向或竖直方向．
8．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。
9．B
【详解】
A．波产生需要两个条件，即波源和介质，选项A正确，不符合题意；
B．在传播方向上两个振动情况完全相同的质点之间的距离是波长的整数倍，选项B错误，符合题意；
C．波动过程是能量由近及远传播的过程，选项C正确，不符合题意；
D．波源振动一个周期，波就沿传播方向前移一个波长，选项D正确，不符合题意。
故选B。
10．A
【详解】
A．P点的起振方向与O点起振方向相同，由乙图读出t1时刻，P点的振动方向沿y轴正方向，即P点的起振方向沿y轴正方向，则t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向，A正确；
B．由图乙知，t2时刻P点位于平衡位置，振动速度最大，方向沿y轴正方向，B错误；
C．根据图乙无法确定t2时刻振源S的位置，C错误；
D．若波源停止振动，则P点不会马上停止振动，当波源停止前的振动形式传播到P后P才停止振动，D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．横波中质点的振动方向为与运动方向相互垂直，纵波中质点的振动方向为沿波的传播方向，故A错误；
B．波在传播中质点不会随波前进，都仍在其平衡位置附近上下振动，故位移大小始终相等，故B正确；
C．质点不会随着波的传播而移动，故C错误；
D．振源停止振动，但介质中的波仍继续传播，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
B．由于Q点正在加速，说明Q点正向平衡位置运动，该波沿x轴正方向传播，B错误；
A．由于波沿x轴正方向传播，P点正在远离平衡位置，因此P点处于减速运动过程，A错误；
C．从时刻起，由于Q点正向平衡位置运动，而P点正向最大位移处运动，因此，质点P比质点Q晚回到平衡位置，C正确；
D．在时刻，N点处于负的最大位移处，因此速度为零，D错误。
故选C。
13．ABC
【详解】
A．波传播振动这种运动形式的同时传递能量，A正确；
B．波的频率是由波源决定的，B正确；
C．干涉、衍射是波的特有现象，机械波在一定条件下也能发生干涉和衍射现象，C正确；
D．机械波传播要借助于介质，真空中不能传播，D错误。
故选ABC。
14．ABCD
【详解】
由振动的规律，位于平衡位置且相距半个波长的两个质点的运动规律特征知，位移大小总相等，方向相反；速度大小相等，方向相反；加速度大小相等，方向相反；振幅总相等，故ABCD均正确。
故选ABCD。
15．CD
【详解】
A．由图可知，该间谐波的周期为0.4s，频率为
A错误；
B．由甲乙图像可知
B错误；
C．由甲图可知，0.2s时，质点P沿y轴负方向向下运动，C正确；
D．简谐波的传播速度为
当时
D正确；
故选CD。
16．CD
【详解】
A．简谐振动具有等时性，则可知弹簧振子的周期与振幅无关，选项A错误；
B．在波传播方向上的某个质点的振动速度与波的传播速度是两回事。在波传播方向上的某个质点做简谐运动，速度是周期性变化的，而在同一均匀介质传播的波，传播过程中速度不变，选项B错误；
C．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，与频率无关，选项C正确；
D．波在一个周期内传播的距离等于一个波长，即传播一个完全波，则单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，选项D正确。
故选CD。
17．变速 传递
【详解】
[1]振动的质点速度在发生变化，故属于变速运动；
[2]波可以将波源的能量传递出去，故波是一种能量传递的过程。
18．见解析；
【详解】
如图所示：将一只闹钟放在有抽气设备的玻璃罩里，当罩内的空气没有被抽出时，我们能听见闹钟的滴答声，当空气逐渐被抽出时，滴答声逐渐减弱；当空气十分稀薄时，滴答声就听不见了．由于没有空气把声音传出来，即使闹钟滴答声一直在响，我们也听不见．对于传播声音来说，月亮上的条件与抽出空气的玻璃罩内的情况相似．所以月亮上就是有振动，也没有声音．
19．①；②
【详解】
①设波的周期为T，，波长为，质点M与P平衡位置间的距离为，且，波从M传到P的时间为，由于质点M与P平衡位置间的距离大于一倍波长小于二倍波长，且当波传到P时质点M在波谷，所以
所以
设质点P与Q平衡位置间的距离为x，波从P传到Q的时间为，当波传到Q点后，质点Q经过时间第一次在波谷，且这过程总时间为，则
解得
所以
解得
②设波的振幅为A，从质点O开始振动到质点Q第一次在波谷经过的时间为，质点O通过的路程为L，且，则
解得
即
所以
解得
答案第1页，共2页
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