高二物理人教版（2019）选择性必修一 3.1波的形成 课时作业（含答案）
文档属性
| 名称 | 高二物理人教版（2019）选择性必修一 3.1波的形成 课时作业（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 664.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-16 13:47:51 | ||
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文档简介
3.1波的形成
一、单选题
1．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
2．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（ ）
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波
C．振源左右振动形成的波是纵波
D．在固体中传播的波一定是横波
3．横波和纵波的区别是（ ）
A．横波中，质点做上下振动；纵波中，质点沿波的传播方向运动
B．横波的传播速度一定比纵波慢
C．横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部
D．横波中各质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，纵波中各质点振动方向与波的传播方向垂直
4．下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
B．波动过程是质点由近及远的传播过程
C．如果振源停止振动，在介质中传播的波动也就立即停止
D．波不但能够传递能量，而且可以传递信息
5．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
6．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
7．下图是波源O振动3s后的波形图，从此时刻起波源停止振动1s，然后又开始向上振动，若振动的频率和振幅不变，则从下图时刻起经过3s后的波形是（ ）
A． B．
C． D．
8．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
二、多选题
9．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其振幅为2 cm，波速为30 cm/s．在传播过程中有平衡位置相距30 cm的两质点均在x轴上方距离x轴1 cm的位置，此时两质点运动方向相反，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．此波的周期可能为0.5 s
B．此波的周期可能为1.5 s
C．从此时刻起，经过1.25 s质点b可能处于波峰位置处
D．a质点速度最大时，b质点速度可能为零
10．一列简谐横波在轴上传播，某时刻的波形图如图所示，、、为三个质元，正向上运动．由此可知（ ）
A．该波沿轴正方向传播
B．正向上运动
C．该时刻以后，比先到达平衡位置
D．该时刻以后，比先到达离平衡位置最远处
11．关于机械波的说法正确的是（ ）
A．相邻的质点要相互做功
B．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
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
12．如图所示，A、B两点为某简谐横波上的质点，已知波的传播方向由A到B，时刻该波刚好传到A点，且A点的振动方向竖直向上，经时间质点B刚好起振。已知波的传播周期为T、传播速度为v，则下列说法正确的是（ ）
A．振源位于A的左侧，且起振方向竖直向上
B．质点B点振动后，其振动周期一定为T
C．质点B每次经过平衡位置的速度一定为v
D．质点B的起振方向与A、B两点之间的距离有关
E．如果，则质点B振动后，A、B两点的位移以及速度始终相同
三、解答题
13．2018年9月28日，在印度尼西亚发生7.4级地震，并引发海啸，给当地居民带来了巨大灾难。已知地震中纵波和横波的传播速度分别为和。某地震观测中心记录到两种波到达的时间差为。问：
(1)震源到该地震观测中心的距离为多少？
(2)观测中心首先觉察到的是上下振动还是左右晃动？（设震源在地震观测中心的正下方）
14．声音是空气中每秒20至2万次的振动，地球上有声音，是因为振动着的物体把振动传给空气，空气再把振动传播开来，形成声音，所以存在声音的必要条件有两个：一个是要有声源，一个是要有传播声音的介质，二者缺一不可。1969年7月21日，人类首次登上月球，在月球上，两名宇航员虽然近在咫尺，也只能靠无线电来通话，这是为什么呢？原来，月亮上可以产生振动，但月亮上没有空气，即没有传播声音的介质，所以振源的振动传不出去，当然就听不到声音。请你利用实验室中的器材设计一个实验方案，证明月亮上为什么没有声音。(提示：从波的形成条件上考虑)
15．如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波速v＝2.0 m/s，质点P平衡位置的坐标为(0.4，0)、质点Q平衡位置的坐标为(3.6，0)。
(ⅰ)求出从t＝0时刻到Q点第二次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程；
(ⅱ)在图乙中画出质点Q的振动图象(至少画出一个周期)。
参考答案：
1．D
【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。
2．B
【详解】ABC．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫做横波，把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波叫做纵波，对于纵波质点的运动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，AC错误，B正确；
D．固体中不仅仅能传播纵波，横波也可以传播，D错误。
故选B。
3．C
【详解】AD．无论在横波中，还是纵波中，质点都是在各自平衡位置附近振动，只不过横波中振动方向与传播方向垂直，而纵波中振动方向与传播方向在同一直线上，故AD错误；
B．波的传播速度由介质决定，不同介质有不同波速，故B错误；
C．横波传播过程中形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】A．振动方向与传播方向共线的为纵波，振动方向与传播方向垂直的为横波；波动过程是振动形式和振动能量的传递过程，介质中质点并不随波迁移。在横波中质点的振动方向与传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与传播方向共线，A错误；
B．在波的传播中各质点只是在各自的平衡位置做简谐运动，并不会随波逐流，B错误；
C．波源的在振动停止，波还会继续传播下去，C错误；
D．波传播的是能量，是一种振动形式，在振动中加载着信息，D正确。
故选D。
考点：机械波的传播
点评：形成机械波的条件是：一是机械振动；二是有传播振动的介质。介质中各质点振动的频率等于波源的振动频率，各点振动快慢相同。波源停振时，介质中的波动不会立即停止。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】波源振动3s波动图像形成一个半周期，可知波源周期为2s，波源停止振动1s波动图像间断半个波长，因为波源停止振动1s后向上振动，由波传播“上下坡”的特点知，故B正确，ACD错误。
故选B。
8．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。
9．BC
【详解】由正余弦公式y=2sinωt，可知ab间距离可能为，λ=0.9m，也可能，λ=0.45m，周期可能为，也可能为T=1.5s，故A错误，B正确；
波速为30cm/s．经过1.25s波向右传播0.375m，由题意可知，当λ=0.45m，，此时b恰好处于波峰位置处，故C正确；当两点平衡间距为，或时，a质点速度最大时，b质点速度可能为零，而此时间距不等于，或，故D错误；故选BC.
10．AC
【详解】试题分析：a 正向上运动，振动比左侧波峰迟，波向右传播．故A正确．根据波形的平移规律，c点正向下运动．故B错误．此时b向上运动，比c先到平衡位置．故C正确．由图及运动方向判断，c比b先到达离平衡位置最远处．故D错误．
故选AC
考点：横波的图象．
点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系．同时，要熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况．
11．ACD
【详解】A．机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前、后质点间存在相互作用力，使质点的动能改变，因而相互做功，故A正确；
B．无论是横波还是纵波，波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，故B错误；
CD．波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源频率相同，并且都“仿照”波源振动，故CD正确。
故选ACD。
12．ABE
【详解】A．因为质点A刚起振时的振动方向竖直向上，因此振源的起振方向竖直向上，又由于波的传播方向由A到B，因此振源位于A的左侧，故A正确；
B．B点振动的周期等于振源的振动周期，则一定为T，故B正确；
C．波的传播速度与质点的振动速度是两个不同的概念，则B点经过平衡位置的速度不一定为v，故C错误；
D．之间各点在振源的带动下做受迫振动，则开始振动的方向与波源开始起振的方向相同，与A、B两点之间的距离无关，故D错误；
E．若（n为正整数），则质点B与振源A平衡位置之间的距离为波长的整数倍，则质点B开始振动后，其位移与A点的位移以及速度始终相同，故E正确。
故选ABE。
13．(1)；(2)上下振动
【详解】(1)设震源到观测中心的距离为，则有
可得
(2)由于纵波传播得快，故地震发生时纵波先到达观测中心，即先觉察到的是上下振动。
14．见解析
【详解】如图所示
将一只闹钟放在有抽气设备的玻璃罩里，当罩内的空气没有被抽出时，我们能听见闹钟的滴答声，当空气逐渐被抽出时，滴答声逐渐减弱；当空气十分稀薄时，滴答声就听不见了。由于没有空气把声音传出来，即使闹钟滴答声一直在响，我们也听不见，对于传播声音来说，月亮上的条件与抽出空气的玻璃罩内的情况相似。所以月亮上可以产生振动，但没有传播介质，所以没有声音。
15．(ⅰ) 0.22 m；(ⅱ)质点Q的振动图象如图所示，
【详解】(ⅰ)波的周期
从t＝0到质点Q第二次到达波谷所需时间
在这2.2 s内质点P经历
因而通过的路程为
(ⅱ)质点Q的振动图象如图所示
一、单选题
1．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
2．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（ ）
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波
C．振源左右振动形成的波是纵波
D．在固体中传播的波一定是横波
3．横波和纵波的区别是（ ）
A．横波中，质点做上下振动；纵波中，质点沿波的传播方向运动
B．横波的传播速度一定比纵波慢
C．横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部
D．横波中各质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，纵波中各质点振动方向与波的传播方向垂直
4．下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
B．波动过程是质点由近及远的传播过程
C．如果振源停止振动，在介质中传播的波动也就立即停止
D．波不但能够传递能量，而且可以传递信息
5．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
6．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
7．下图是波源O振动3s后的波形图，从此时刻起波源停止振动1s，然后又开始向上振动，若振动的频率和振幅不变，则从下图时刻起经过3s后的波形是（ ）
A． B．
C． D．
8．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
二、多选题
9．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其振幅为2 cm，波速为30 cm/s．在传播过程中有平衡位置相距30 cm的两质点均在x轴上方距离x轴1 cm的位置，此时两质点运动方向相反，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．此波的周期可能为0.5 s
B．此波的周期可能为1.5 s
C．从此时刻起，经过1.25 s质点b可能处于波峰位置处
D．a质点速度最大时，b质点速度可能为零
10．一列简谐横波在轴上传播，某时刻的波形图如图所示，、、为三个质元，正向上运动．由此可知（ ）
A．该波沿轴正方向传播
B．正向上运动
C．该时刻以后，比先到达平衡位置
D．该时刻以后，比先到达离平衡位置最远处
11．关于机械波的说法正确的是（ ）
A．相邻的质点要相互做功
B．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
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
12．如图所示，A、B两点为某简谐横波上的质点，已知波的传播方向由A到B，时刻该波刚好传到A点，且A点的振动方向竖直向上，经时间质点B刚好起振。已知波的传播周期为T、传播速度为v，则下列说法正确的是（ ）
A．振源位于A的左侧，且起振方向竖直向上
B．质点B点振动后，其振动周期一定为T
C．质点B每次经过平衡位置的速度一定为v
D．质点B的起振方向与A、B两点之间的距离有关
E．如果，则质点B振动后，A、B两点的位移以及速度始终相同
三、解答题
13．2018年9月28日，在印度尼西亚发生7.4级地震，并引发海啸，给当地居民带来了巨大灾难。已知地震中纵波和横波的传播速度分别为和。某地震观测中心记录到两种波到达的时间差为。问：
(1)震源到该地震观测中心的距离为多少？
(2)观测中心首先觉察到的是上下振动还是左右晃动？（设震源在地震观测中心的正下方）
14．声音是空气中每秒20至2万次的振动，地球上有声音，是因为振动着的物体把振动传给空气，空气再把振动传播开来，形成声音，所以存在声音的必要条件有两个：一个是要有声源，一个是要有传播声音的介质，二者缺一不可。1969年7月21日，人类首次登上月球，在月球上，两名宇航员虽然近在咫尺，也只能靠无线电来通话，这是为什么呢？原来，月亮上可以产生振动，但月亮上没有空气，即没有传播声音的介质，所以振源的振动传不出去，当然就听不到声音。请你利用实验室中的器材设计一个实验方案，证明月亮上为什么没有声音。(提示：从波的形成条件上考虑)
15．如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波速v＝2.0 m/s，质点P平衡位置的坐标为(0.4，0)、质点Q平衡位置的坐标为(3.6，0)。
(ⅰ)求出从t＝0时刻到Q点第二次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程；
(ⅱ)在图乙中画出质点Q的振动图象(至少画出一个周期)。
参考答案：
1．D
【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。
2．B
【详解】ABC．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫做横波，把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波叫做纵波，对于纵波质点的运动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，AC错误，B正确；
D．固体中不仅仅能传播纵波，横波也可以传播，D错误。
故选B。
3．C
【详解】AD．无论在横波中，还是纵波中，质点都是在各自平衡位置附近振动，只不过横波中振动方向与传播方向垂直，而纵波中振动方向与传播方向在同一直线上，故AD错误；
B．波的传播速度由介质决定，不同介质有不同波速，故B错误；
C．横波传播过程中形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部，故C正确。
故选C。
4．D
【详解】A．振动方向与传播方向共线的为纵波，振动方向与传播方向垂直的为横波；波动过程是振动形式和振动能量的传递过程，介质中质点并不随波迁移。在横波中质点的振动方向与传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与传播方向共线，A错误；
B．在波的传播中各质点只是在各自的平衡位置做简谐运动，并不会随波逐流，B错误；
C．波源的在振动停止，波还会继续传播下去，C错误；
D．波传播的是能量，是一种振动形式，在振动中加载着信息，D正确。
故选D。
考点：机械波的传播
点评：形成机械波的条件是：一是机械振动；二是有传播振动的介质。介质中各质点振动的频率等于波源的振动频率，各点振动快慢相同。波源停振时，介质中的波动不会立即停止。
5．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。
6．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。
7．B
【详解】波源振动3s波动图像形成一个半周期，可知波源周期为2s，波源停止振动1s波动图像间断半个波长，因为波源停止振动1s后向上振动，由波传播“上下坡”的特点知，故B正确，ACD错误。
故选B。
8．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。
9．BC
【详解】由正余弦公式y=2sinωt，可知ab间距离可能为，λ=0.9m，也可能，λ=0.45m，周期可能为，也可能为T=1.5s，故A错误，B正确；
波速为30cm/s．经过1.25s波向右传播0.375m，由题意可知，当λ=0.45m，，此时b恰好处于波峰位置处，故C正确；当两点平衡间距为，或时，a质点速度最大时，b质点速度可能为零，而此时间距不等于，或，故D错误；故选BC.
10．AC
【详解】试题分析：a 正向上运动，振动比左侧波峰迟，波向右传播．故A正确．根据波形的平移规律，c点正向下运动．故B错误．此时b向上运动，比c先到平衡位置．故C正确．由图及运动方向判断，c比b先到达离平衡位置最远处．故D错误．
故选AC
考点：横波的图象．
点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系．同时，要熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况．
11．ACD
【详解】A．机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前、后质点间存在相互作用力，使质点的动能改变，因而相互做功，故A正确；
B．无论是横波还是纵波，波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，故B错误；
CD．波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源频率相同，并且都“仿照”波源振动，故CD正确。
故选ACD。
12．ABE
【详解】A．因为质点A刚起振时的振动方向竖直向上，因此振源的起振方向竖直向上，又由于波的传播方向由A到B，因此振源位于A的左侧，故A正确；
B．B点振动的周期等于振源的振动周期，则一定为T，故B正确；
C．波的传播速度与质点的振动速度是两个不同的概念，则B点经过平衡位置的速度不一定为v，故C错误；
D．之间各点在振源的带动下做受迫振动，则开始振动的方向与波源开始起振的方向相同，与A、B两点之间的距离无关，故D错误；
E．若（n为正整数），则质点B与振源A平衡位置之间的距离为波长的整数倍，则质点B开始振动后，其位移与A点的位移以及速度始终相同，故E正确。
故选ABE。
13．(1)；(2)上下振动
【详解】(1)设震源到观测中心的距离为，则有
可得
(2)由于纵波传播得快，故地震发生时纵波先到达观测中心，即先觉察到的是上下振动。
14．见解析
【详解】如图所示
将一只闹钟放在有抽气设备的玻璃罩里，当罩内的空气没有被抽出时，我们能听见闹钟的滴答声，当空气逐渐被抽出时，滴答声逐渐减弱；当空气十分稀薄时，滴答声就听不见了。由于没有空气把声音传出来，即使闹钟滴答声一直在响，我们也听不见，对于传播声音来说，月亮上的条件与抽出空气的玻璃罩内的情况相似。所以月亮上可以产生振动，但没有传播介质，所以没有声音。
15．(ⅰ) 0.22 m；(ⅱ)质点Q的振动图象如图所示，
【详解】(ⅰ)波的周期
从t＝0到质点Q第二次到达波谷所需时间
在这2.2 s内质点P经历
因而通过的路程为
(ⅱ)质点Q的振动图象如图所示