3.1波的形成 基础练习(Word版含答案)

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名称 3.1波的形成 基础练习(Word版含答案)
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文件大小 392.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-13 17:25:57

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文档简介

3.1、波的形成
一、选择题(共16题)
1.关于机械振动和机械波,下列说法中正确的是(  )
A.物体作机械振动时,一定产生机械波 B.没有机械振动,也可能形成机械波
C.有机械波,一定有质点作机械振动 D.机械振动和机械波的产生无关
2.区分横波和纵波的依据是( ).
A.沿水平方向传播的叫横波 B.质点振动的方向和波传播的远近
C.质点振动的方向和波的传播方向 D.质点振动的快慢
3.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
4.手机A的号码是133××××0002,手机B的号码是133××××0008.手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”,若将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A(  )
A.发出响声,并显示手机B的号码“133××××0008”
B.不发出响声,但显示手机B的号码“133××××0008”
C.不发出响声,但显示手机A的号码“133××××0002”
D.既不发出响声,也不显示号码
5.关于纵波,下列说法中正确的是( )
A.质点在竖直方向振动的波为纵波
B.在水平方向传播的波为纵波
C.只有质点振动方向为水平的,波的传播方向也为水平的波才是纵波
D.只要质点振动方向和波的传播方向平行的波就是纵波
6.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况,以下正确的是(  )
A.因为“随波逐流”木块将被推至远处
B.因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况
C.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
D.无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动
7.在日本近海某次地震引发的海啸,造成了重大的人员伤亡。海啸实际上是一种波浪运动,也可称为地震海浪。下列说法中正确的是(  )
A.波源停止振动时,海啸和地震波的传播立即停止
B.地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
C.地震波和海啸都只有纵波
D.地震波和海啸具有能量,随着传播将愈来愈强
8.关于机械振动和机械波,下列说法中正确的是( )
A.只要有机械振动,就一定会形成机械波
B.在机械波的传播过程中,介质质点将随波向前迁移
C.介质质点的振动方向总是跟波的传播方向垂直
D.机械振动在介质中的传播形成了机械波
9.以下对机械波的认识正确的是(  )
A.形成机械波一定要有振源和介质
B.横波向右传播时,处于波峰的质点也向右迁移
C.振源做简谐运动形成的波中,各质点的运动情况完全相同
D.机械波向右传播时,右方的质点比左方的质点早一些振动
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.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振动,只是时间上落后一步
C.参与振动的质点各自的频率不同
D.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递
12.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15 m.当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是( )
A.0.60 m
B.0.20 m
C.0.15 m
D.0.10 m
13.如图所示,因波源S周期性振动产生向右传播的机械波,振幅呈现A、2A交替变化,当t=0时刻恰好传到x=7d位置处,P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点,下列说法正确的是(  )
A.波源S的起振方向为y正方向
B.机械波的波速在不断变化
C.当机械波刚好传到x=1ld位置处时,P点和Q点经过的路程相等
D.当机械波刚好传到x=8d位置处时,P、Q均在平衡位置且速度方向相同
14.把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来,手有规律地上下振动,则(  )
A.在弹簧上形成一列机械波
B.在弹簧上形成波峰和波谷
C.弹簧上的质点自上而下振动
D.弹簧上的机械波自上而下传播
15.关于机械波的说法正确的是(  )
A.相邻的质点要相互做功
B.机械波在真空中也能传播
C.波源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动
D.除波源外,波中各质点都做受迫振动
16.一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,每个质点振动的振幅都为 2cm,已知在 t=0 时刻相距 4cm 的两个质点 a,b 的位移都是 1cm,但速度方向相反,其中 a 质点的速度沿 y 轴负方向,如图所示,则
A.t=0 时刻,a,b 两质点的加速度相同
B.a、b 两质点的平衡位置间的距离为波长的整数倍
C.当 a 质点的速度最大时,b 质点的速度为零
D.当 b 质点的位移为+2cm 时,a 质点的位移为-1cm
二、填空题
17.取一条较长的软绳,用手握住一端(O点)连续上下抖动,在绳上形成一列简谐横波。已知O点完成一次全振动所用的时间为T,某一时刻的波形如图所示,绳上a、b两点均处于平衡位置,则a、b两点振动方向_________(填“相同”“相反”或“无法确定”),再经________时间(填写一个周期内的时间),b质点将运动到波峰位置。
18.如下图,弹簧振子在竖直平面内上下振动激起水波.当振子振动加快时,水波传播的速度将_______(填“减小、增大、不变”);当振子突然停止振动,水波将________(填:“立刻消失”或“继续向前传播”).
19.质点振动方向与波的传播方向______,这种波叫做横波。在横波中,通常把凸起的部分叫做______,凹下的部分叫做______;质点振动方向跟波的传播方向______,这种波叫做纵波。在纵波中,通常把质点分布较密的部分叫做______,质点分布较稀的部分叫做_______。
20.地震震动以波动的形式传播,地震波有纵波和横波之分,且纵波传播速度大于横波传播速度。
(1)如图所示是某一地震波的传播图,其振幅为A,波长为λ,某一时刻质点a的坐标为(λ,0),经周期该质点的坐标是多少?该波是纵波还是横波( )
A.,纵波 B.(λ,-A),横波 C.(λ,A),纵波 D.,横波
(2)若a、b两处与c处分别相距300km和200km.当c处地下15km处发生地震,则( )
A.c处居民会感到先上下颠簸,后水平摇动
B.地震波是横波
C.地震波传到a地时,震动方向垂直于地面
D.a、b两处烈度可能不同
三、综合题
21.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?
22.查阅资料,简述地震波中包含的波的种类和特点。
23.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s,试回答下列问题:
(1)画出x=2.0m处质点的振动图像;
(2)求出x=2.5m处质点在0~4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移;
(3)此时A点的纵坐标为2cm,试求从图示时刻开始经过多少时间A点第一次出现波峰?
24.如图所示,细绳的一端在外力作用下从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个等距点,图甲为时刻各点所处的位置,图乙为时刻的波形图(为波的周期)。请画出时刻的波形图。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
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C正确,ABD错误.
2.C
【详解】
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;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波,故区分横波和纵波的依据是质点振动的方向和波的传播方向,故C正确,ABD错误。
3.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。
4.B
【详解】
声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播,光波、手机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播,故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.D
【详解】
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;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波,而与质点的振动方向或者传播方向无关;
A. 与分析不符,故A错误;
B. 与分析不符,故B错误;
C.与分析不符,故C错误;
D.与分析相符,故D正确.
6.D
【详解】
波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置运动,不随波向前移动,故ABC错误,D正确。
故选D。
7.B
【详解】
AB.地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波,当波源停止振动时,海啸和地震波的传播都不会立即停止,A错误B正确;
C.地震波既有横波,也有纵波,C错误;
D.地震波和海啸具有能量,随着传播将越来越弱,D错误。
故选B。
8.D
【详解】
A.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A错误;
B.在机械波的传播过程中,介质的质点只在平衡位置来回振动,不随着波迁移,故B错误;
C.介质质点的振动方向与波的传播方向可能垂直,也可以平行.当是垂直的,则是横波,当是平行的,则是纵波,故C错误;
D.机械振动在介质中传播从而形成机械波,若没有介质则波不会向前传播,故D正确。
故选D。
9.A
【详解】
A.形成机械波一定要有振源和介质,故A正确;
B.质点只在平衡位置附近振动,不沿波的传播方向迁移,故B错误;
C.振源做简谐运动形成的波中,各质点振动步调不一致,故C错误;
D.机械波向右传播时,右方的质点比左方的质点晚一些振动,故D错误。
故选A。
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】
A.只有振动在介质中传播时才能形成电磁波,故A错误;
B.波动过程是振动在介质中传播的过程,后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,故在时间上落后一步,故B正确;
C.质点的振动频率等于波源的振动频率,可知,参与振动的质点的振动频率是由波源决定的,与介质的性质无关,故C错误;
D.机械波是质点不随波迁移,能传递能量和传递信息,如声波,故D错误。
故选B。
12.D
【详解】
P、Q两质点平衡位置相距0.15m.当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则有:(n+)λ=0.15,解得: (n=0、1、2、3…);当n=0时,λ=0.30m,当n=1时,λ=0.10m,故D正确、ABC错误.故选D.
13.C
【详解】
A.因恰好传到x=7d位置处的质点起振方向沿y轴负方向,则波源S的起振方向为y负方向,选项A错误;
B.同一介质中波速一定,选项B错误;
C.当机械波向右传过11d后,P点路程是
Q点路程
因振幅比为2:1,P点和Q点的路程相等,选项C正确;
D.当机械波刚好传到x=8d位置处时,P在平衡位置,速度方向竖直向下,Q在平衡位置,速度方向竖直向上,不相同,选项D错误;
故选C。
14.AD
【详解】
手有规律地上下振动时弹簧上各质点也上下振动,形成纵波,分为疏部和密部,向下传播,所以AD正确,BC错误;
故选AD。
15.ACD
【详解】
A.机械波传播的过程中,前面质点要带动相邻的后面质点一起振动,则相邻的质点要相互做功,选项A正确;
B.机械波必须要依靠介质传播,不能在真空中传播,选项B错误;
C.后面的质点要重复前面质点的振动,则波源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动,选项C正确;
D.除波源外,波中后面的质点总是在前面质点带动下做受迫振动,选项D正确。
故选ACD。
16.AD
【详解】
A.a、b两个质点都做简谐运动,t=0时刻a、b两质点的位移相同,根据简谐运动的特征:,得知加速度相同,故A正确.
B.图示时刻两质点位移相同,速度相反,但不是同相点,所以a、b两质点的平衡位置间的距离不是波长的整倍,故B错误.
C.由图看出,a正向平衡位置运动,速度增大,b正向波峰运动,速度减小,当a通过1cm位移到达平衡位置时,b还没有到达波峰,则a质点速度最大时,b质点速度不为零.故C错误.
D.假设在t=0时刻,ab之间只有一个波峰则其位置在x=3的位置,当b质点位移为+2cm到达波峰时,波向右传播2m的距离,将波形向右平移2m可看出,此时a质点位于平衡位置下方,位移为-1cm,故D正确.
17. 相反
【详解】
根据波的传播规律,利用带动法,可知,a点在向下运动,b点在向上运动,a、b两点振动方向相反;
由图可知b点在向上运动,再经,b质点将运动到波峰位置。
18. 不变 继续向前传播
【详解】
波的传播速度由介质决定,介质不变,则速度不变;振子停止振动时,波可以继续向前传播。
19. 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部
【详解】
质点振动方向与波的传播方向垂直,这种波叫做横波。在横波中,通常把凸起的部分叫做波峰,凹下的部分叫做波谷;
质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上,这种波叫做纵波。在纵波中,通常把质点分布较密的部分叫做密部,质点分布较稀的部分叫做疏部。
20. B AD
【详解】
(1)由题图知,波的传播方向与振动方向垂直,该地震波为横波,质点不随波传播,仅在各自的平衡位置附近做简谐振动,结合波的,此时质点向下振动,经周期,a点到达负的最大位移处,即位移大小等于振幅,坐标为(λ,-A),B正确,ACD错误。
故选B;
(2)A.当c处地下15km处发生地震,而纵波速度比横波速度大,因此纵波比横波先到达c处,且纵波与传播方向平行,而横波与传播方向垂直的,因此c处居民会感到先上下颠簸,后水平摇动,A正确;
BC.地震波有横波、纵波之分,二者同时发生,且不在震源正下方,地震波传到时,震动方向不垂直于地面,BC错误;
D.影响烈度的因素,除了震级、震中距外,还与震源深度、地震的传播介质、表土性质、建筑物的动力特性和施工质量等许多因素有关,因此a、b两处烈度可能相同,也可能不同,D正确。
故选AD。
21.(1)见解析;(2)见解析
【解析】
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……)
22.见解析
【解析】
地震波是指从震源产生向四周辐射的弹性波。
地震发生时,震源区的介质发生急速的破裂和运动,这种扰动构成一个波源。由于地球介质的连续性,这种波动就向地球内部及表层各处传播开去,形成了连续介质中的弹性波。
地震波按传播方式分为三种类型:纵波、横波和面波。
纵波是推进波,地壳中传播速度为5.5~7千米/秒,最先到达震中,又称P波,它使地面发生上下振动,破坏性较弱。
横波是剪切波:在地壳中的传播速度为3.2~4.0千米/秒,第二个到达震中,又称S波,它使地面发生前后、左右抖动,破坏性较强。
面波又称L波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。其波长大、振幅强,只能沿地表面传播,是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
23.(1);(2)72cm,-4cm;(3)0.83s
【详解】
(1)由波动图象读出振幅
A=4cm
波长
λ=2m
则周期为
t=0时刻,x=2.0m处质点经过平衡位置向下振动,其振动图象如图:
(2)当
t=4.5s=4.5T
x=2.5m处质点在0~4.5s内通过的路程为
s=4.5×4A=18×4cm=72cm
t=4.5s时x=2.5m处质点到波谷,则t=4.5s时的位移为
y=-4cm
(3)该波的方程为
y=Asinx(cm)=4sinπx(cm)
当y=2cm时,x=cm,A左侧最近的波峰状态离A点的距离为
Δx=1.5cm+cm=cm
从图示时刻开始A点第一次出现波峰的时间为
24.
【详解】
根据机械波的形成特点可知,在时刻1号点运动到波峰,且此时振动传到10号点,7号点在波谷,如答图所示。
答案第1页,共2页