3.1波的形成 课后练习能力提升——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)

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名称 3.1波的形成 课后练习能力提升——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)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-08 11:14:14

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文档简介

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能力提升(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A正向上运动,如图中箭头所示,由此可断定此横波( ).
A.向右传播,且此时质点B正向上运动
B.向右传播,且此时质点C正向下运动
C.向左传播,且此时质点D正向上运动
D.向左传播,且此时质点E正向下运动
2.下列说法中正确的是(  )
A.振动就是波,波就是振动
B.有振动一定有波
C.空气中有声波传播时,就一定有空气分子在振动
D.声波在金属中传播时,金属颗粒没有振动
3.关于机械波,下列说法中正确的是(  )
A.自然界所刮的风就是一种机械波
B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移
C.波将波源的振动形式传播出去的同时,也可以传递信息
D.传播机械波的介质一定是可以自由流动的
4.关于波,下列说法正确的是(  )
A.所有的波(包括电磁波)的传播都需要介质
B.对于传播机械波的介质来说,组成介质的相邻质点之间有相互作用
C.纵波一定有波峰、波谷
D.机械波在传播过程中介质中的质点随波一起传播
5.关于机械振动与机械波说法不正确的是(  )
A.机械波的频率等于振源的振动频率
B.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
C.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离
D.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定
6.如图是一列沿着绳向右传播的绳波波形,此时波刚传到B点,由图可判断波源A点开始的振动方向是(  )
A.向左 B.向右 C.向下 D.向上
7.关于简谐运动与机械波的下列说法中,正确的是(  )
A.受迫振动的振幅与它的振动频率无关
B.在同一种介质中,不同频率的机械波的传播速度不同
C.在波的传播过程中,质点的振动方向总是与波的传播方向垂直
D.同一单摆在月球表面简谐振动的周期大于在地球表面简谐振动的周期
8.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
9.已知一列机械波在一水平绳上匀速传播,则以下说法中正确的是(  )
A.绳子上任意一点做受迫振动的周期相同
B.绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅
C.绳子上相距为一个波长的两点振动情况是异步的
D.绳子上质点随波发生迁移
10.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用。如图所示,1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,会带动2、3、4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。t = 0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动。下列判断正确的是
A.质点1与质点20间相距一个波长
B.质点20开始振动时运动方向向下
C.时质点5的加速度方向向上
D.时质点12的运动方向向上
11.如图所示,沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点A、B、C、D、E、F,均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播,t=0时到达质点A,质点A开始由平衡位置向上运动,t=1s时质点A第一次到达最高点,则在4s<t<5s这段时间内(  )
A.质点A的速度逐渐增大
B.质点F的速度逐渐增大
C.质点C的加速度逐渐增大
D.质点D的加速度逐渐增大
12.下列现象中我们能观察到的是(  )
A.在真空中,单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音
B.只要有机械波发出,一定能找到产生机械波的波源
C.某空间找不到机械波,在这一空间一定找不到波源
D.“一石激起千层浪”,把小石子扔进平静的湖面,能激起无穷无尽的连续水波
二、多选题,共5小题
13.如图,a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点,e点为波源,t=0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动,振幅为3 cm,周期为0.2s,在波的传播方向上,后一质点比前一质点迟0.05 s开始振动,t=0.25 s时,x轴上距e点2.0 m的某质点第一次到达最高点,则(  )
A.该机械波在弹性介质中的传播速度为8m/s
B.该机械波的波长为2 m
C.图中相邻质点间距离为0.5 m
D.当b点在平衡位置上方3cm处时,f点也在平衡位置上方3cm处
14.A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播,在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示,经过时间t(t小于A波的周期TA),这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示,则A、B两列波的波速vA、vB之比可能的是( )
A.1:2 B.2:1
C.1:3 D.3:1
15.图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P、Q为介质中的两个质点,图2为质点P的振动图象,则
A.t=0.2s时,质点Q沿y轴负方向运动
B.0~0.3s内,质点Q运动的路程为0.3m
C.t=0.5s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度
D.t=0.7s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
16.一列沿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
三、填空题,共2小题
17.波的形成(以绳波为例)
(1)一条绳子可以分成一个个小段,这些小段可以看作一个个______质点,这些质点之间存在着______的作用。
(2)当手握绳端上下振动时,绳端______相邻的质点,使它也上下振动,这个质点又______更远一些的质点…绳上的质点都______起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。
18.图甲为一列简谐横波在某时刻的波形图,M是平衡位置为处的质点,N是平衡位置为处的质点,图乙为质点N由该时刻起的振动图像,则下列说法正确的是_________
A.该波沿x轴的负方向传播
B.该波的周期是0.20s
C.该波的传播速度是10m/s
D.时,质点N的速度方向沿y轴正方向
E.从到,质点M通过的路程为5cm
四、解答题,共2小题
19.如图所示,图中实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线,经过0.5s后,其波形如图中虚线所示,求:
(1)该波的速度是多大?
(2)该波的周期是多大?
20.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。
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
AB.质点A正向上运动,由波形平移法可知,波向左传播,质点B、C向下运动,故AB错误
CD.由上可知,波向左传播,由波形平移法可知,质点D、E正向上运动,故C正确,D错误。
2.C
【详解】
A.波是空间内一系列质点一个接一个的有顺序的振动,振动是对质点而言,不涉及空间,A错误;
B.有振动,但没有介质,振动无法传播,就不会产生波,B错误;
C.空气中有声波传播时,就一定有空气分子在振动,C正确;
D.有波就一定有介质质点在振动,D错误;
故选C。
3.C
【详解】
AC.机械波是机械振动在介质中的传播过程,是传递能量和信息的一种方式,A错误,C正确;
BD.参与振动的质点只在其平衡位置上下振动,不随波的迁移而发生移动,BD错误。
故选C。
4.B
【详解】
A.电磁波传播不需要介质,故A错误;
B.对于传播机械波的介质来说,前一质点的振动带动相邻后一质点的振动,相邻质点之间有相互作用,故B正确;
C.纵波没有波峰和波谷,只有密部和疏部,故C错误;
D.机械波传播时,介质中的质点只在平衡位置附近振动,并不随波一起向前传播,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】
A.振源的振动会带动周围质点的振动,从而形成机械波,故机械波的频率等于振源的振动频率,选项A正确,不符合题意;
B.纵波的传播方向与质点振动方向在同一直线上,选项B错误,符合题意;
C.由可知,在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,选项C正确,不符合题意;
D.机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,D正确,不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】
绳波为横波,质点的振动方向与传播方向垂直,不可能沿水平方向.故AB均错误.图示时刻B振动方向向上,则A点刚开始的振动方向向上.故C错误,D正确.故选D.
点睛:波的基本特性:质点起振动方向与波源起振方向相同,各个质点起振方向都相同.
7.D
【详解】
当驱动力的频率等于固有频率时,受迫振动会共振,振幅最大,所以受迫振动的振幅与它振动的频率有关,故A错误;波的传播速度由介质决定,所以在同种介质中,不同频率的波的传播速度相同,故B错误;波分为横波和纵波,纵波的质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上,故C错误.同一单摆在月球和地球上时,月球表面上的重力加速度比地球表面的重力加速度小,据单摆的周期公式可知,在月球表面简谐振动的周期大于在地面表面简谐振动的周期,故D正确.所以D正确,ABC错误.
8.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。
9.A
【详解】
A.机械波在绳子上传播时,各个质点做受迫振动周期相同,故A正确;
B.绳上的质点处于平衡位置或波峰波谷时在四分之一周期内的路程为一个振幅,故B错误;
C.绳子上相距为一个波长的两点振动情况是同步的,故C错误;
D.绳子上质点并不随波发生迁移,故D错误。
故选A。
10.D
【详解】
A.由题意可知,第1到第5个质点之间为,则质点1与质点17间相距一个波长,选项A错误;
B.因为质点1开始起振的方向向上,则质点20开始振动时运动方向也向上,选项B错误;
C.在时刻质点5开始向上振动,在时质点5到达最高点,其加速度方向向下,选项C错误;
D.时质点13刚开始起振,此时质点12已经振动了,则运动方向向上,选项D正确;
故选D.
11.C
【详解】
由题意可知波的周期为T=4s,则在4s末波传到E点,5s末波传到F点;则在4s<t<5s这段时间内;
A. 质点A正从平衡位置向上振动,则速度逐渐减小,A错误;
B. 在4s<t<5s这段时间内,质点F还未振动,B错误;
C. 质点C正在平衡位置向下振动,其加速度逐渐增大,C正确;
D. 质点D正由最高点向下振动,其加速度逐渐减小,D错误。
故选C。
12.B
【详解】
A.机械波的产生应满足两个条件,一是波源,二是介质,二者缺一不可,所以A错误;
BC.有波源未必有波动,但有波动一定有波源,所以B正确;C错误;
D.波可以传递能量,水波在传递能量的过程有损失,故水波要消失,所以D错误;
故选B。
13.BC
【详解】
据题波的周期为T=0.2s,t=0时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动,经过t=0.05s,e点第一到达最高点,t=0.25s时,x轴上距e点2.0m的某质点第一次到达最高点,则知该质点的振动比e点落后一个周期,所以波长为 λ=2m,波速为
由波的周期为 T=0.2s,后一质点比前一质点迟0.05s= 开始振动,可知相邻质点间的距离等于波长,为0.5m;当b点在平衡位置上方3cm处时,f点在平衡位置下方3cm处。
故选BC。
14.AC
【详解】
由图波长,,又,,得到:
,(k=0,1,2……)
则由波速得到:
当时,
当时,
当时,
故AC正确,BD错误。
15.CD
【详解】
A.由振动图像可知T=0.4s,t=0时刻质点P向上振动,可知波沿x轴负向传播,则t=0.2s=0.5T时,质点Q沿y轴正方向运动,选项A错误;
B.0.3s=T,因质点Q在开始时不是从平衡位置或者最高点(或最低点)开始振动,可知0~0.3s内,质点Q运动的路程不等于,选项B错误;
C.t=0.5s=1T时,质点P到达最高点,而质点Q经过平衡位置向下运动还没有最低点,则质点Q的加速度小于质点P的加速度,选项C正确;
D.t=0.7s=1T时,质点P到达波谷位置而质点而质点Q还没到达波峰位置,则质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离,选项D正确.
16.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。
17.相连的 弹性力 带动 带动 跟着振动
【详解】

18.ACD
【分析】
根据质点N的振动图像,结合波形图可知波的传播方向,从图像中读出波长和周期求解波速;结合波形图进行相关的判断。
【详解】
A.由振动图像可知,质点N在时刻向下振动,可知该波沿x轴的负方向传播,故A正确;
B.由图乙可知,该波的周期为0.40s,故B错误;
C.由振动图像读数周期为,波长为,则波速
故C正确;
D.由N质点的振动图像可知,时,质点N的速度方向沿y轴正方向,故D正确;
E.从到,经过了,由于质点M不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动,则质点M通过的路程不等于5cm,故E错误。
故选ACD。
19.(1)见解析;(2)见解析
【详解】
由图可知λ=24m,又已知t=0.5s
(1)若波沿着x正方向传播:波传播的距离
(n=0、1、2、3……)
波传播的速度
可得
v=(48n+36)m/s(n=0、1、2、3……).
若波沿着x负方向传播:波传播的距离
(n=0、1、2、3……)
波传播的速度
可得
v=(48n+12)m/s(n=0、1、2、3……)
(2)若波沿着x正方向传播:波传播的时间
t=nT(n=0、1、2、3……)
可得周期为
s(n=0、1、2、3……)
若波沿着x负方向传播:波传播的时间
t=nTT(n=0、1、2、3……)
可得周期为
s(n=0、1、2、3……)
20.
【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。
答案第1页,共2页
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