2019人教版选择性必修第一册第三章机械波第1节波的形成基础训练（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第三章 机械波 第1节 波的形成 基础训练
一、多选题
1．关于机械振动与机械波，下列说法正确的是（　　）
A．在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移
B．周期T或频率f只取决于波源，而与v、无直接关系；波速v取决于介质的性质，它与T、无直接关系
C．机械波的传播速度与振源的振动速度总是相等
D．横波的质点振动方向总是垂直于波传播的方向
2．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图．经过时间t1，Q点振动状态传到P点，则t1时刻（ ）
A．Q点正在波谷位置
B．Q点加速度沿y轴的正方向
C．P质点已运动到x＜0的位置
D．位于1cm＜x＜3cm内的所有质点正在向y轴的负方向运动
3．一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，a、b、c是波传播路径上的三个质点，质点a、b的平衡位置分别在x轴上和处，从时刻开始，质点b经3s的时间第一次到达波谷，质点c比质点b先到达波谷，则下列判断正确的是（　　）
A．波沿x轴正方向传播
B．时刻，质点a沿y轴负方向振动
C．波传播的速度大小为
D．质点a与质点b的振动方向总是相反
E.质点c在2s内通过的路程为1m
4．图为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x=0.2m处的质点，则下列说法中正确的是
A．甲波的传播速度比乙波的传播速度大
B．这两列波将发生干涉现象，质点M的振动始终加强
C．质点M距离平衡位置的位移大小不会超过20cm
D．由图示时刻开始，再经甲波的3/4周期，M将位于波峰
5．如图所示是一列简谐横波的图像，其振幅为A，波长为λ，则下列说法正确的是（　　）
A．这列波的传播不需要介质
B．介质中每个质点振动后在一个周期的时间内通过的路程都是4A
C．与坐标原点O距离为λ的a点做变速运动，图示时刻速度最大
D．与坐标原点O距离为λ的a点再过一个周期的时间，将到达与O点距离为2λ处
E.如果图像是离观察者越来越近的波源发出的波的图像，则观察者接收到的波的波长将变短
6．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到处的M点，再经时间，在处的Q质点刚好第一次到达负向最大位移处。下列说法正确的是（　　）
A．波速为
B．波的周期可能为
C．质点Q开始振动的方向一定沿y轴正方向
D．从到质点Q第一次到达波峰的过程中，质点M通过的路程为
7．下列说法正确的是
A．要让放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处掷石子形成水波
B．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员也能利用语言交流，是声波在液体中传播的应用
C．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁引起机械振动，不能在飞船体外形成波
D．以上说法全错
8．下列说法中正确的是（　　）
A．机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度就一定增大
B．当波源与观察者相互远离时，观察到的波频率变小
C．在波的干涉中，振动加强点的位移不一定始终最大
D．如果测出单摆的摆长l、周期T，作出l－T2图象，图象的斜率等于重力加速度g
E.在双缝干涉实验中，其它条件不变，仅用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距
二、单选题
9．下列说法中正确的是(　　)
A．振动物体回到平衡位置的过程中，回复力做正功
B．回复力就是振动物体受到的合外力
C．有机械振动必有机械波
D．横波在传播过程中，质点运动方向与波传播方向可相同
10．原点处有一简谐横波波源，时波源开始振动，形成沿轴正向传播的机械波，当时的波形图如图所示，此时质点刚好开始振动，下列说法中错误的是___________。
A．波源的振动周期是
B．时，质点与运动方向沿轴正方向
C．再经过质点通过的路程小于
D．此时质点与质点运动方向相反
11．关于机械波，下列说法中不正确的是（　　）
A．各质点都在各自的平衡位置附近振动，其平衡位置可能会随波的传播而迁移
B．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点的振动
C．振动是波的成因，波是振动的传播
D．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象
12．关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是（　　）
A．机械振动就是机械波，机械波就是机械振动
B．有机械波，则一定有机械振动
C．机械波就是质点在介质中的运动路径
D．在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和不同的振幅
13．一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置．则下列说法正确的是（　　）
A．该时刻质点a正向下运动
B．该时刻质点b正向上运动
C．该时刻质点a、b的速度相同
D．质点a、b的振动周期相同
14．如图中坐标原点处的质点O为一简谐波的波源，当t = 0 s时，质点O从平衡位置开始振动，波沿x轴向两侧传播，P质点的平衡位置在1m~2m之间，Q质点的平衡位置在2m~3m之间。t1=2s时刻波形第一次如图所示，此时质点P、Q到平衡位置的距离相等，则（　　）
A．波源O的初始振动方向是从平衡位置沿y轴向上
B．从t2=2s开始计时，质点P比Q先回到平衡位置
C．当t2=2.5s时，P、Q两质点的速度方向相同
D．当t2=2.5s时，P、Q两质点的加速度方向相同
15．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
16．关于机械波的形成，下列说法中正确的是（　　）
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步，各点振动的频率都相同
C．物体振动方向一定垂直于波的传播方向
D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
17．电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是（ ）
A．电磁波是横波，不能产生衍射现象
B．常用的遥控器通过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围形成电磁波
18．已知一列在弹性绳上传播的简谐横波在某一时刻的波形（　　）
A．绳上某一点的振动周期可能不等于该波的周期
B．波在传播过程中，绳上的各质点将以波的传播速度沿着传播方向运动
C．只要绳上任一点的振动速度已知，就可确定波的传播方向
D．只要波的传播方向已知，就可确定此时绳上任一点(速度不为零的点)的速度方向
三、作图题
19．如图所示，细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波．在细绳上选取15个点，图甲为t＝0时刻各点所处的位置，图乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)．请画出t＝时刻的波形图．
20．图中表示某一时刻的波形图，已知波速为0.5m/s，波沿着x轴的正方向传播，画出经过7s后的波形曲线。
四、解答题
21．如图所示，a、b、c是处于同一均匀介质中某一直线上的三个质点，一列简谐波的波源在b点，波同时沿该直线向ba和bc方向传播，a、b两质点平衡位置之间的距离L1=7 m，各质点做简谐运动时的周期T=0.4 s，波长4 m≤≤5 m，t1=0时刻，波刚好传到质点a，此时质点b恰好位于波峰，t2=1.6 s时刻，质点c第一次到达波谷，求：
（1）简谐横波的波长；
（2）b、c两质点平衡位置之间的距离L．
22．2019年11月25日09时18分在广西崇左市大新县附近（北纬22.90度，东经106.71度）发生5.0级左右地震，已知地震中的纵波和横波在地表附近的传播速度为9.1 km/s和3.7 km/s，在某地观测站中，记录了该地震的纵波和横波到达该地的时间差为5.4 s。
（1）求这个观测站距震源的距离；
（2）观测站首先观察到的是上下振动还是左右晃动。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【分析】
【详解】
A．根据波的特点可知，在机械波传播过程中，介质中的质点在其平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移，故A错误；
B．对于机械波，周期T或频率f只取决于波源，而与v、无直接关系；波速v取决于介质的性质，它与T、无直接关系，故B正确；
C．机械波的传播速度与振源的振动速度没有联系，故C错误；
D．横波在传播时，介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直，而纵波在传播时，介质中质点的振动方向与波的传播方向在一条件直线上，故D正确。
故选BD。
2．AB
【解析】
【详解】
A. 当Q点的振动状态传到P点时，根据波形平移法可知Q点振动四分之三周期，t=0时刻Q点正向上运动，则经过四分之三周期时，Q点正在波谷位置，故A正确；
B. Q点到达波谷时，加速度沿y轴的正方向，故B正确；
C. 质点P正通过平衡位置向上运动，故C错误；
D. x=0cm处质点在波谷，x=2cm处质点在波峰，则1cm＜x＜2cm向y轴的正方向运动，2cm＜x＜3cm向y轴的负方向运动，故D错误。
故选AB。
3．BDE
【详解】
AB．由于质点c比质点b先到达波谷，因此时刻，质点c、b均沿y轴正向振动，因此波沿x轴负方向传播，质点a沿y轴负方向振动，故A错误，B正确；
C．从时刻开始，质点b经3s的时间第一次到达波谷，则
波传播的速度为
故C错误；
D．由于质点a与质点b平衡位置相距半个波长，因此两个质点的振动方向总是相反，故D正确；
E．质点c在2s内通过的路程为，故E正确。
故选BDE。
4．BD
【详解】
A．波速由介质的性质决定，两列均沿绳传播，同种介质，则波速相等，故A错误．
B．由图知，两列波的波长相同，波速也相等，则知两列波的频率相等，将发生干涉现象，质点M是两列波的波峰或波谷相遇点，振动始终加强，故B正确．
C．根据波的叠加原理知，M点的振幅为．故质点M距离平衡位置的位移大小会超过20cm，故C错误．
D．甲向右传播，由波形平移法知，图示时刻M点正向下运动，再经甲波的周期，M将位于波峰，故D正确。
故选BD．
【点睛】
两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱．根据波的叠加原理进行分析．
5．BCE
【详解】
A．机械波只能在介质内传播，故A错误；
B．介质中每个质点振动后只能在平衡位置上下振动，在一个周期的时间内完成一个全振动，通过的路程都是4A，故B正确；
C．与坐标原点O距离为λ的a点图示时刻在平衡位置，速度最大，在a点上下做变速运动，故C正确；
D．介质中每个质点振动后只能在平衡位置上下振动，不能随波移动，故D错误；
E．根据多普勒效应，如果图像是离观察者越来越近的波源发出的波的图像，则观察者接收到的波的波长将变短，故E正确。
故选BCE。
6．AD
【详解】
A．再经时间=3s，在x=10m处的Q质点刚好第一次到达负向最大位移处，则波速
选项A正确；
B．由波形图可知，波长为4m；波的周期为
选项B错误；
C．质点M开始振动的方向沿y轴负方向，则质点Q开始振动的方向也沿y轴负方向，选项C错误；
D．质点Q第一次到达波峰的时间
从t=0开始到质点Q第一次到达波峰，质点M振动的时间为2T，则通过的路程为8A=80cm，选项D正确。
故选AD。
7．BC
【详解】
在波的传播过程中，介质不随波迁移，A错误；由于声波不仅能在气体中传播，也能在液体及固体中传播，B正确；太空为真空，因而飞船外不传播声波，C正确，D错误；故选BC．
8．BCE
【详解】
A．机械波的传播速度只与介质有关，与频率无关，A错误；
B．根据多普勒效应，当波源与观察者相互远离时，观察到的波频率变小，B正确；
C．在波的干涉中，振动加强的点位移随时间变化，只是振幅最大，C正确；
D．根据单摆的周期公式
可得
所以斜率为，D错误；
E．因为红光波长比黄光长，干涉条纹的间距与波长成正比，因此在双缝干涉实验中，其它条件不变，仅用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距，E正确。
故选BCE。
9．A
【详解】
振动物体回到平衡位置的过程中，回复力的方向指向平衡位置，则回复力做正功，选项A正确；回复力是指使物体回到平衡位置的力，不一定是振动物体受到的合外力，选项B错误；有机械振动，若没有传播振动的介质，也不会有机械波，选项C错误；横波在传播过程中，质点运动方向与波传播方向垂直，选项D错误；故选A.
10．B
【详解】
A．由图可知波长，周期，所以这列波的传播速度为
则A正确，不符合题意；
B．根据同侧法，可知此时b点向y轴的负方向运动，则t=0.7s时质点b运动方向还是沿y轴负方向，所以B错误，符合题意；
C．根据同侧法，可知此时a点向y轴的正方向运动，经过0.1s质点a通过的路程小于振幅，所以C正确，不符合题意；
D．此时质点a与质点b运动方向相反，所以D正确，不符合题意；
故选B。
11．A
【详解】
A．各质点在平衡位置附近做往复运动，但平衡位置不会随波迁移，故A错误，符合题意；
B．靠近波源的质点先振动，通过相互作用力带动相邻的质点振动，B正确，不符合题意；
C．单个质点的振动在介质中传播形成波。C正确，不符合题意；
D．单个质点在平衡位置附近振动，不能形成波，多个质点“集中表现”才能形成波，D正确，不符合题意。
故选A。
12．B
【详解】
A．机械振动在介质中传播，形成了机械波，A错误；
B．机械波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以有机械波一定有机械振动，B正确；
C．在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错误；
D．离波源较远的质点依靠前面质点的带动，所以频率、振幅相同，D错误。
故选B。
13．D
【详解】
AB．由“带动法”知质点a正向上运动，此时质点b向下运动，AB错误；
C．此时a、b都处于平衡位置，振动速率最大，速度大小相等但方向相反，C错误；
D．a、b两点的振动周期都等于波源的振动周期，因此振动周期相等，D正确；
故选D。
14．D
【详解】
A． 据题，t1=2s时刻刚传到4m处，根据4m处质点向下振动可知波源起振的方向也向下。故A错误；
B．x正方向波向右传播，t2=2s开始计时，则P点先过波峰再向平衡位置运动，质点Q向平衡位置运动，故质点P比Q晚回到平衡位置，故B错误；
CD．根据波形图可得波长4m，由题意可知周期为2s，在t2=2.5s时，即由图示的位置再过0.25个周期，此时质点P在正半轴，向下运动，质点Q在正半轴，向上运动，故此时两质点速度方向相反，加速度方向均沿y轴负方向，相同，故C错误，D正确。
故选D。
15．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。
16．B
【详解】
A．机械波是机械振动在介质中传播的过程，有机械振动不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，A错误；
B．机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，B正确；
C．在纵波中质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上，并不垂直，C错误；
D．机械波向外传播的只是运动的形式和振动的能量，介质并不随波迁移，故D错误。
故选B。
17．C
【解析】
【详解】
电磁波是横波，能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器通过发射红外线脉冲信号来遥控电视机，选项B错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，选项C正确；只要空间某处有振荡的电场或磁场，即周期性变化的电场或磁场时，在其周围产生电磁场，才能形成电磁波，若空间存在均匀变化的电场或磁场，不能形成电磁波，故D错误；故选C．
18．D
【详解】
A．波已形成时，当质点完成一个全振动，则波向前传播一个周期，所以绳上某一点的振动周期等于该波的周期，故A错误；
B．波在传播过程中，绳上的各质点将在平衡位置来回简谐运动，并不随着波迁移，故B错误；
C．只要绳上一点（速度不为零的点）的振动速度方向已知，根据上下坡法，则可确定波的传播方向，但速度为零时（质点处于波峰或波谷），不能确定振动方向，故C错误；
D．只要波的传播方向已知，根据上下坡法，就可确定此时绳上任一点（速度不为零的点）振动的速度方向，故D正确。
故选D。
19．
【详解】
根据机械波的形成特点可知，在t＝时刻1号质点运动到波谷，振动传到10号质点，7号质点在最高点，波形图如下图所示
20．
【详解】
7s波向前传播的距离为
7s后，故x=3.5m位置的原图中x=0位置的振动情况相同，因此作出以下图形
21．（1）4 m；（2）22 m
【详解】
（1）设波长为，则有两种可能：
＋n=L1(n=0，1，2,，3，)，解得=，当n=1时，=4m符号题意．
或者：＋n=L1，(n=0，1，2，3，)，解得=，由于4 m≤≤5 m，没有符号题意的解，所以简谐横波的波长=4 m，且知各质点的起振方向向下．
（2）波速v==m/s=10 m/s，b、c两质点平衡位置之间的距离L=L1+v(t2－)=7m+10 (1.6 s－)m=22 m．
22．（1）34 km；（2）上下振动
【详解】
（1）横波的速度为v1=3.7 km/s，纵波的速度为v2=9.1 km/s，则有
代入数据解得
s=34 km
（2）纵波的速度大于横波的速度，所以纵波先到达，首先观察到的是上下振动。
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