人教版(2019)物理选修一同步学习笔记:3.1波的形成(有解析)

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名称 人教版(2019)物理选修一同步学习笔记:3.1波的形成(有解析)
格式 zip
文件大小 1.7MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-12-04 21:10:10

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人教版(2019)物理选修一同步学习笔记:3.1波的形成
一、波的形成及特点
1.机械波的形成
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2.波的特点
(1)机械波的传播离不开介质,没有介质就无法形成机械波.
(2)介质中各质点都在做受迫振动,所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同.
(3)离波源越远,质点振动越滞后,但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同.
(4)机械波向前传播的是振动这种运动形式,各质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.
3.振动和波动的联系
(1)振动是波动的原因,波动是振动的结果;有波动必然有振动,有振动不一定有波动.
(2)波动中各质点振动的性质、频率和振幅均与波源相同.
二、横波和纵波
1.横波和纵波的对比
名称项目 横波 纵波
概念 在波动中,质点的振动方向和波的传播方向相互垂直 在波动中,质点的振动方向和波的传播方向在同一条直线上
介质 只能在固体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播
特征 在波动中交替、间隔出现波峰和波谷 在波动中交替、间隔出现密部和疏部
2.几种常见的波
(1)绳波是横波;
(2)空气中产生的声波是纵波;
(3)地震波中既有横波,又有纵波;
(4)水波既不是横波,也不是纵波,是一种比较复杂的机械波.
三、质点振动方向的判定
“带动法”判定质点的振动方向:
(1)原理:先振动的质点带动邻近的后振动的质点.
(2)方法:在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′,P′为先振动的质点,若P′在P上方,则P向上运动,若P′在P下方,则P向下运动,如图所示.
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考点一 波的形成和特点
1.关于简谐运动与波的下列说法中,正确的是(  )
A.处于平衡位置的物体,一定处于平衡状态
B.位移方向总跟加速度方向相反,跟速度方向相同
C.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背向平衡位置时,速度方向跟位移方向相同
D.物体做机械振动,一定会产生机械波
【详解】A.处于平衡位置的物体,物体的回复力为0,但合力不一定为0,也不一定处于平衡状态,故A错误;
B.由于
则位移方向总跟加速度方向相反,,但与速度方向可能相反也可能相同,故B错误;
C.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背向平衡位置时,速度方向跟位移方向相同,故C正确;
D.机械波的形成必须具备两个条件有振源和介质,只有物体做机械振动,其周围没有介质的话,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故D错误。
故选C。
考点二 横波和纵波
2.关于横波和纵波,下列说法不正确的是(  )
A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部
D.地震波是横波,声波是纵波
【详解】A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波,A正确,不符合题意;
B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波,B正确,不符合题意;
C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部,C正确,不符合题意;
D.地震波有横波也有纵波,空气中的声波是纵波,D错误,符合题意。
故选D。
考点三 质点振动情况的判定
3.下图为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形示意图,由图可判断出A开始振动的方向是(  )
向左 B.向右 C.向上 D.向下
【详解】由同侧法从图中可知B点将开始向上振动,波的传播过程中各质点的振动是在波源的带动下依次进行的,每个质点开始的振动方向一定和波源的起振方向相同。所以A开始振动的方向向上。C正确,ABD错误。
故选C。
4.波动的下列说法,正确的是(  )
A.介质中的质点随波的传播而迁移
B.质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
C.波不但传递能量,还能传递信息
D.一切波的传播均需要介质
5.关于振动和波,下列说法正确的是(  )
A.有机械波必有振动
B.纵波中,质点的振动方向与波的传播方向垂直
C.纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动
D.波源停止振动时,介质中的波动立即停止
6.关于机械波的传播,下列说法正确的是(  )
A.机械波可在真空中传播
B.机械波从一种介质传入另一种介质,频率不变
C.机械波的传播方向与介质的振动方向一定沿同一直线
D.机械波的传播方向与介质的振动方向一定垂直
7.关于机械振动及机械波说法正确的是(  )
A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零
B.有机械振动就一定有机械波
C.机械波在传播过程中,介质中的质点随波移动
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式,同时也将波源的能量传递出去
8.在一条软绳上选18个等间距的质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波,由波的形成及图示可知,下列说法中正确的是(  )
A.每个质点均在其平衡位置附近自由振动
B.每个质点开始运动后,均在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动
C.绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期都相同
D.绳上波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等幅振动,故每个质点的机械能守恒
9.关于机械振动与机械波,下列说法不正确的是(  )
A.机械波的频率等于振源的振动频率
B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等
C.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定
D.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
10.2021年8月14日上午,某地发生7.3级大地震。地震波既有纵波也有横波,若该地区地震时纵波的传播速度大于横波的传播速度,则震源正上方的房屋(  )
A.同时上下振动和左右摇动 B.先左右摇动后上下振动
C.先上下振动后左右摇动 D.只上下振动
11.关于波的形成和特点,下列说法正确的是(  )
A.随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.随着波的传播,介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
C.传播波的过程中各质点间必有相互作用力
D.某一横波在介质中沿水平方向传播,介质中的质点必沿竖直方向上下振动
12.机械波在介质中传播时,下列说法中错误的是(  )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力,波传播过程中,各质点均做受迫振动
C.后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点也随波的传播而迁移
13.下列说法正确的是(  )
A.机械波可在真空中传播
B.当一列声波从空气中传入水中时,频率不变
C.当机械波从一端传播到另一端时,途中的质点不会沿着波的传播方向迁移
D.机械波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
14.下列关于沿绳传播的一列机械波的正确说法是(  )
A.绳波的形成是由于绳上各质点的相互作用
B.绳上各质点都随绳波向前传播
C.当波源突然停止振动时,离波源较近的质点先停止振动
D.波形成的过程是质点的振动形式及能量的传播过程
15.关于振动和波的关系,正确说法是( )
A.物体做机械振动,一定会产生机械波
B.介质中有机械波传播,其中质点一定在做机械振动
C.如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止
D.介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同
4.C
【详解】A.波在传播时,介质中的质点不随波迁移,而是在其平衡位置附近做往复运动,故A错误;
B.对于纵波,介质中质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上,故B错误;
C.波传播的是振动的形式,实际上传递了能量才使质点振动,波还能传递信息,故C正确;
D.机械波的传播需要介质,光波的传播不需要介质,故D错误。
故选C。
5.A
【详解】A.产生机械波的条件是有振动的波源和传播机械波的介质,故有机械波必有振动,A正确;
BC.纵波中,质点的振动方向与波的传播方向平行,BC错误;
D.波源停止振动时,介质中的波仍继续向远处传播直到振动的能量完全损失为止,D错误。
故选A。
6.B
【详解】A.机械波不能在真空中传播,A错误;
B.机械波从一种介质传入另一种介质,频率不变,B正确;
CD.纵波的传播方向与介质的振动方向沿同一直线,横波的传播方向与介质的振动方向垂直,C、D错误。
7.D
【详解】A.经过平衡位置时回复力为零,不是合力为零,A错误;
B.有机械振动还需有介质才会形成机械波;B错误;
C.机械波在传播过程中,介质中质点在各自平衡位置附件振动,C错误;
D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式,同时也将波源的能量传递出去,这是波的特性,D正确。
故选D。
8.C
【详解】A.质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动,A错误;
B.每个质点开始振动后,只在竖直方向做简谐运动,水平方向上不随波迁移,B错误;
C.绳子上每一个质点的起振方向都相同,振动周期等于波源振动周期,C正确;
D.波的传播过程也是能量的传递过程,所受合力不为零,虽然每个质点均做等幅振动,但是每个质点的机械能并不守恒,D错误;
故选C。
9.B
【详解】A.机械波是波源的振动形式在介质中传播,所以机械波的频率等于波源的振动频率,A正确,不符合题意;
B.机械波的传播速度是由介质决定的,不同介质中机械波的传播速度不同,振源的振动速度周期性变化,两者完全不同,B错误,符合题意;
C.机械波的传播速度由介质决定,周期由振源决定,C正确,不符合题意;
D.根据波长的定义可知,沿着波的传播方向,一个周期内,波传播的距离等于一个波长,D正确,不符合题意。
故选B。
10.C
【详解】纵波振动方向与传播方向一致,横波振动方向与波的传播方向相互垂直,由于纵波传播得快,地震发生时纵波先到达震源正上方,震源正上方房屋先上下振动后左右摇动。
故选C。
11.A
【详解】AB.随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近来回振动,不随波迁移,A正确,B错误;
C.波源的振动使质点由近及远依次被带动,且与波源振动相同,同时总滞后前一个质点,相邻质点间必有相互作用力,C错误;
D.某一水平方向的横波在介质中传播,介质中的质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,不一定沿竖直方向上下振动,D错误;
故选A。
12.D
【详解】机械波在介质中传播时,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不会随波的传播而迁移,相邻质点间必有相互作用力,波传播过程中,各质点均做受迫振动,且后一质点的振动必定落后于前一质点,故ABC正确,D错误。
本题选错误的,故选D。
13.BC
【详解】A.机械波只能在介质中传播,不可在真空中传播,选项A错误;
B.当一列声波从空气中传入水中时,频率不变,选项B正确;
C.当机械波从一端传播到另一端时,途中的质点只能在自己平衡位置上下振动,而不会沿着波的传播方向迁移,选项C正确;
D.机械波传播方向上的某个质点的振动速度与波的传播速度是两个不同的概念,质点做的是简谐振动,振动速度不断变化,而波在同种介质中传播的速度是不变的,选项D错误。
故选BC。
14.ACD
【详解】A.绳波的形成是由于绳上各质点的相互作用,各质点没有相互作用则形不成绳波,故A正确;
B.绳波在传播过程中,各质点在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,故B错误;
C.根据波的形成过程以及“由近及远,依次带动”的特点知,当波源突然停止振动时,离波源较近的质点先停止振动,故C正确;
D.波的形成过程是质点振动形式和能量的传播,故D正确。
故选ACD。
15.BD
【详解】AB.有机械振动不必定会有机械波,有机械波一定有机械振动,A错误,B正确;
C.波传播的是振动的形式和能量,波的传播过程中,若振源停止振动,波的能量没有消失,波的传播不会立即停止,C错误;
D.介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同,D正确;
故选BD。
知识梳理
考点归纳
巩固练习
参考答案
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