3.1机械波的产生 学科素养提升练（word版含答案）

3.1机械波的产生 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．关于横波和纵波，下列说法正确的是（ ）
A．不论是横波还是纵波，都是前一质点的振动带动后一质点的振动，后一质点必须重复前一质点的振动
B．在波的传播过程中，各质点的振动速度是相同的
C．横波只能在固体介质中传播，固体介质不能传播纵波
D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波
2．下面关于横波、纵波的说法中正确的是（　　）
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、纵波中质点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．在固体中传播的波一定是横波
3．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
4．一根粗细均匀的绳子，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。下列说法中正确的是（　　）
A．左侧的质点重复右侧的质点的振动过程
B．波的传播速度逐渐减小
C．S点振动的频率逐渐增大
D．波的传播方向与质点的振动方向相同
5．“蜻蜓点水”是常见的自然现象，蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，其形状如图所示。由图分析可知（　　）
A．蜻蜓第一次点水处为A点
B．蜻蜓第一次点水处为B点
C．蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度
D．蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度
6．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
7．区分横波和纵波的依据是（　　）
A．是否沿水平方向传播
B．质点振动的方向和波传播的远近
C．质点振动的快慢
D．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是相互平行
8．关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（　　）
A．波源发生振动，可能会产生机械波 B．振动的质点不会随波发生迁移
C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时，波不会立即停止传播
9．纵波不可能产生的现象是（　　）
A．偏振现象 B．反射现象 C．折射现象 D．衍射现象
10．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
11．如图所示是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波的图像．绳上有九个质点，下列说法错误的是（　　）
A．具有相同的位移
B．位移相同，位移方向相反
C．振幅相同
D．振幅相同
12．某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．此时刻质点P向上运动
B．手的起振方向向上
C．手振动的频率逐渐增大
D．波的传播速度不变
13．如图所示，介质中静止在各自得平衡位置得六个质点a，b，c，d，e，f，水平间距均为2m，t=0时质点d在周期性的外力作用下沿竖直方向做简谐运动，在介质中形成水平方向传播得简谐横波，质点d开始由平衡位置向上运动.d=1s时，质点d第一次达到最高点，b和f刚好开始振动，则在8sA．波在介质中得传播速度大小为4m/s，周期为8s
B．质点c的加速度先逐渐减小再逐渐增大
C．质点a的速度向上逐渐增大
D．质点f向上振动
E.质点e的回复力先逐渐减小再逐渐增大
14．一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，不考虑能量损耗，关于此时绳上六个质点的说法正确的是（　　）
A．它们的振幅相同 B．质点和的速度方向相同
C．质点A和的速度方向相同 D．从此时算起，质点比先回到平衡位置
15．机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波．关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是(　　)
A．在横波中二者方向有时相同 B．在横波中二者方向一定不同
C．在纵波中二者方向有时相同 D．在纵波中 二者方向一定不同
二、解答题
16．某同学在t＝0时刻手抓绳子左端(右端绳头固定)将其上下抖动，如图所示为经过形成的绳波，试画出再经过形成的绳波．
17．如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，频率为2.5 Hz。在t=0时，xP=2 m的P点位于平衡位置，速度沿-y方向；xQ=6 m的Q点位于平衡位置下方最大位移处。求：
(1)质点P第一次有＋y方向最大加速度需经过的时间t；
(2)PQ两点间距离满足关系。
参考答案
1．A
【详解】
A．不论是横波还是纵波，由于波源的振动，以及相邻质点间的相互作用力，前边的质点会带动后边的质点振动起来，后边的质点是在前一质点的作用下做受迫振动的，周期和频率都是相同的，故A正确；
B．各质点的运动是变速运动，并且各质点不一定是同步调振动的，故B错误；
C．固体既能传播横波也能传播纵波，故C错误；
D．两个水平方向不一定在同一直线上，可能两个水平方向是垂直的，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
同一波源产生的波中可同时具有横波波、纵波，如地震波，虽然这两种波中质点的振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，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，在固体中传播的波可能是横波，也可能是纵波。
故选A。
3．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。
4．C
【详解】
A．由机械波产生的机理可知，右侧的质点重复左侧的质点的振动过程，选项A错误；
B．波的传播速度由介质决定，则波速不变，选项B错误；
C．S点振动产生的机械波的波长减小，则根据
可知，振动的频率逐渐增大，选项C正确；
D．由图可知，波的传播方向与质点的振动方向垂直，选项D错误。
故选C。
5．C
【详解】
AB．在同一时刻观察时，越先激起的波纹扩散开来的半径越大，因C的半径大于A的半径，说明蜻蜓第一次点水处为C点，故AB错误；
CD．若蜻蜓飞行速度与水波速度相同，那么蜻蜓点水会在上一个水波边线上，而水波以相同速度运动，所以每个圆都应内切。由题图可知，后击水产生的波纹超过先击水产生波纹，说明蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，故C正确，D错误。
故选C。
6．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。
7．D
【详解】
横波与纵波分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系，若相互垂直，为横波，若相互平行，为纵波，所以D正确；ABC错误；
故选D。
8．C
【详解】
A．波源发生振动，如果有传播振动的介质就会产生机械波，选项A正确；
B．在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，选项B正确；
C．波的传播速度与质点振动的速度是不同的，选项C错误；
D．在波的传播中，如振源停止振动，由于惯性，质点的振动并不立即停止，则波的传播并不会立即停止，选项D正确。
本题选不正确的，故选C。
9．A
【详解】
根据纵波的特点，纵波就是传播方向与振动方向在一条直线上机械波，显然一个狭缝是不能挡住纵波的，即纵波不能发生偏振现象，因为只有橫波才会发生偏振现象，而其他现象，反射、折射、衍射等纵波都能发生。
故选A。
10．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。
11．A
【详解】
AB．在波的图像中，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，故A说法错误，B说法正确；
CD．在简谐波中各质点都做简谐运动，振幅都等于波源的振幅，故C、D说法正确；
本题选择错误的，故选择:A。
12．D
【详解】
A．波向右传播，则此时刻质点P向下运动，故A错误；
B．此时刻，刚开始运动的质点向下运动，则波源的起振方向向下，故B错误；
CD．由图可知，波长逐渐增大，而波速由介质决定是不变的，根据
则周期逐渐增大，则频率逐渐减小，故C错误，D正确。
故选D。
13．BDE
【解析】
质点d由平衡位置开始向上运动，t=1s时质点d第一次达到最高点，可得波的周期为：T=4s，波长为：，波速为：，故A错误；由于波向左传播，在8s＜t＜9s这段时间内，质点c离开平衡位置的位移先减小后增大，所以质点c的加速度先逐渐减小再逐渐增大，故B正确；在8s＜t＜9s这段时间内，质点a正从平衡位置向波峰运动，速度逐渐减小，故C错误；简谐波向右传播，由波形平移法得知：质点f点向上振动，故D正确；在8s＜t＜9s这段时间内，质点e先衡位置在远离平衡位置，所以回复力先逐渐减小再逐渐增大，故E正确．所以BDE正确，AC错误．
14．AD
【详解】
A．波中各质点均做受迫振动，不考虑能量损耗，各质点振幅相同，故A正确；
BC．波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着近的质点振动，跟随向上运动，跟随向下运动；同理，向下运动，向上运动；由此可知，故B、C错误；
D．由于此时和两质点都向上运动，比后到达最大位移处，回到平衡位置也比迟，故D正确。
故选AD。
15．BC
【详解】
对于横波，质点的振动方向与波的传播方向垂直，则在横波中质点的振动方向和波的传播方向一定不同；对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线，质点的运动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，故BC正确，AD错误；
16．
【解析】
【详解】
波在绳中匀速传播，在一个周期内传播的距离为一个波长，则在t=T/4时，波传到质点5，再经过3T/4，波传到第17个质点，此时第17个质点开始向下振动，则此时绳上各质点的状态如图所示．
【点睛】
本题要抓住波在同一均匀介质中是匀速传播的，知道波在一个周期内传播的距离为一个波长，运用波形平移法画波形图．
17．(1)0.1s；(2)xPQ=(n＋）λ（n=0，1，2，…）
【详解】
(1)P质点再经过，达到负向最大位移，此刻有＋y方向最大加速度
波的周期
所以
(2)PQ两点间距离满足
xPQ=(n＋）λ（n=0，1，2，…）