3.1机械波的产生 课时提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

3.1机械波的产生 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．一列从左向右传播的横波在某时刻的波形如图所示，a、b、c、d为介质中的四个质点，它们均在做简谐振动，则这四个质点在此时刻的瞬时速度大小的关系是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．2018年足球世界杯在俄罗斯举行，在法国队和克罗地亚队争夺世界杯冠军足球赛中，几万观众自发在观众席上进行人浪游戏．从看台A区到区的观众依次做下列动作：起立——举起双臂——坐下，呈现类似波浪的效果下列关于“人浪”说法正确的是（　　）
A．当“人浪”从看台A区传到区时，很多观众也从看台A区跑到区
B．“人浪”从看台A区传到区的速度由观众从看台A区跑到看台区的速度决定
C．观众“起立——举起双臂——坐下”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快
D．“人浪”的传播是观众动作形式的传播
3．如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2m，各质点均静止在各自的平衡位置。t = 0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是（ ）
A．波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿y轴负方向
B．0 ~ 4s内质点b运动的路程为12cm
C．4 ~ 5s内质点d的加速度正在逐渐减小
D．6s时质点e第一次回到平衡位置
4．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
5．某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（ ）
A．波形甲的振幅比波形乙大 B．波形甲的周期比波形乙大
C．波形甲的形成时间比波形乙早 D．波形甲的起振方向与波形乙相同
6．关于机械振动与机械波说法正确的是（　　）
A．机械波的传播速度与振源的振动速度相等
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波源本身决定
7．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．有振动就一定有波
B．波是质点由近及远的移动过程
C．波是传递波源振动能量的一种方式
D．波源停止振动，则波也立即停止传播
8．如图所示为某绳波形成过程的示意图，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，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．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．t＝时质点5的运动方向向下
B．t＝时质点7的速度方向向上
C．t＝时质点11的运动方向向下
D．t＝T时质点17开始向下运动
9．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法中错误的是（　　）
A．介质中各质点只是振动，没有沿波的传播方向迁移
B．介质中各质点振动方式由近及远传播开去
C．介质中各质点振动的能量由近及远传播
D．介质中各质点由近及远传播开去
10．关于机械波中的横波和纵波，下列说法正确的是（　　）
A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．空气介质只能传播横波
11．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是（　　）
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波
C．人的听觉发生“暂留”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
12．关于机械振动和机械波的关系，以下说法正确的是（　　）
A．波的周期与波源的振动周期无关
B．波的频率等于介质中质点的振动频率
C．波传播的速度正比于质点的振动速度
D．有机械振动一定有机械波
13．如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知质点F此时的运动方向竖直向下，则（　　）
A．波向右传播
B．此时质点H和F的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时速度最大的质点是A、E、I
14．如图所示，有一列减幅传播的简谐横波，x＝0与x＝75m处的A、B两个质点的振动图象分别如图中实线与虚线所示．则这列波的(　　)
A．A点处波长是10cm，B点处波长是5cm
B．周期一定都是2×10－2s
C．t＝0.0125s时刻，两质点的振动速度方向相反
D．传播速度可能是1000m/s
15．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
二、解答题
16．2011年3月11日，日本宫城县发生了里氏9.0级地震并引发海啸，造成重大人员伤亡和财产损失．从这一事件中，你能进一步理解（地震）波本质上传播的是什么吗？
17．如图所示，是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t=0时，质点1开始向上运动，t=时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
（1）t=时，质点6、10、14的运动状态（是否运动、运动方向）如何；
（2）t=时，质点6、10、14的运动状态如何。
参考答案
1．C
【详解】
由于简谐波中各质点都在做简谐运动，而且a，b均在最大位移处，因而
c在平衡位置，速度最大，而 ，故有
故选C。
2．D
【详解】
AB．当“人浪”从看台A区传到区时，观众只在各自的座位上“起立——举起双臂——坐下”，并不向前移动，所以并不是观众从看台A区跑到区，AB错误；
C．“人浪”传播的速度与观众“起立——举起双臂——坐下”的动作快慢没有必然联系，C错误；
D．观众的动作相当于质点的振动形式，“人浪”相当于横波，“人浪”的传播是观众动作形式的传播，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．由振动图象可知，振动周期为T = 2s，波长为
λ = vT = 4m
质点a开始起振的方向为y轴正方向，故波传播到质点c时，质点c开始振动的方向也沿y轴正方向，A错误；
B．振动传到b点需要的时间为1s，故在剩下的3s内，质点b通过的路程为
s = 6A = 12cm
B正确；
C．4s时振动传到e点，此时d点在平衡位置向下振动，故4 ~ 5s内质点d的加速度先逐渐增大后逐渐减小，选项C错误；
D．振动传到e点需时间4s，故6s时质点e正好振动一个周期第二次回到平衡位置，D错误。
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
A．由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A错误；
B．甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正确；
C．波形乙的形成时间比波形甲早，C错误；
D．波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．机械波的传播速度与振源的振动速度无关，故A错误；
B．波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，故B错误；
C．由v＝ 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，故C正确；
D．机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．有机械振动，不一定能形成机械波，还要有传播振动的介质，A错误；
B．波是振动形式由近及远的移动过程，而质点并不随波迁移，B错误；
C．机械波传播的是波的形式和能量，故波是传递波源振动能量的一种方式，C正确；
D．波源停止振动时，由于后面的各质点已经开始振动，并不会立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
根据质点起振动方向与波源起振方向相同，确定质点的振动方向。
A．经过四分之一周期，质点5开始运动，起振方向与质点1相同，为竖直向上，选项A错误；
B．t=T时，传播到9质点，7质点位于平衡位置上方，正竖直向上运动，振动的速度方向竖直向上，选项B正确；
C．时，质点13开始振动，质点11位于平衡位置上方，正在向上运动，选项C错误；
D．t=T时，质点17开始运动，起振方向与质点1相同，为竖直向上，选项D错误．
故选B。
9．D
【详解】
AD．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，故A正确，D错误。
BC．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量，所以波在传播过程中将振动形式以及能量由近及远地传播出去，故BC正确。
本题选择错误的，故选D。
10．A
【详解】
A．波的传播方向和质点的振动方向在一条直线上的为纵波，有时相同，有时相反，A项正确；
B．波的传播方向和质点的振动方向垂直的为横波，B项错误；
C．质点不会随着的波的传播而发生迁移，C项错误；
D．空气介质只能传播纵波，D项错误。
故选A。
11．B
【详解】
停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项ACD错误，B正确。
故选B。
12．B
【详解】
A．机械波传播时，各个质点在振源的作用下做受迫振动，则机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同，故A错误；
B．波传播的过程中，各个质点的频率相同，都等于波的频率，故B正确。
C．波在同一介质中匀速传播，而质点做振动，速度时刻在变化，波传播的速度与介质中各质点的振动速度是两回事，故C错误；
D．机械振动在介质中的传播称为机械波，所以有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波，故D错误。
故选B。
13．CD
【详解】
因质点F的振动方向向下，由同侧法得，波的传播方向向左，此时质点H的振动方向向上，与质点F的振动方向相反．同理，此时质点B的振动方向向上，质点B要先到最高位置，然后再往下到平衡位置，所以质点C比B先回到平衡位置．又因为质点在平衡位置时速度最大．故CD正确。
故选CD。
14．BCD
【详解】
由图可得：周期T=0.02s；根据质点A、B的振动，若波向右传播，则两质点平衡位置间距离△x＝75m＝(n+)λ；波长，波速，n∈N；当n=3时，v=1000m/s；若波向左传播，则两质点平衡位置间距离△x＝75m＝(n′+)λ′，n′∈N；波长，若波向左传播，波速，n′∈N；t=0.0125s=1.25×10-2s，故由图可得：在t=0.0125s时刻，质点A向下振动，质点B向上振动；故选项BCD正确，A错误.
15．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．
16．地震波本质上传播的是能量
【详解】
由于海底发生强烈的地震时会产生巨大的能量，这些能量传递给海水，引发海啸，因此海啸具有很大的机械能，所以有很大的破坏性，从而导致房屋倒塌，所以地震波本质上传播的是能量。
17．见解析
【详解】
各质点在各时刻的情况，如图所示：
（1）由甲图可知，t=时，质点6未达到波峰，正在向上运动，质点10、14未运动；
（2）由乙图可知，t=时，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动。