同步课时精练（十二）3.1机械波的产生和传播（后附解析）

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同步课时精练（十二）3.1 机械波的产生和传播（后附解析）
一、单选题
1．关于机械波的说法，正确的是（ ）
A．有机械振动必有机械波
B．介质质点沿波传播的方向发生迁移
C．离波源近的质点振动快，离波源远的质点振动慢
D．如果波源停止振动，在介质中的波不会立即停止
2．物理思想方法是物理学科素养的重要内容，可帮助我们提升思维水平，形成综合能力. 下列有关思想方法说法正确的是（　　）
A．卡文迪许利用扭秤测量万有引力常量用到了微元法的思想
B．合力、分力等概念的建立都体现了等效替代的思想
C．加速度公式 与功率公式 都采用了比值定义法
D．单摆、机械波都是抓住主要因素忽略次要因素建立的理想化模型
3．区分横波和纵波的依据是（　　）
A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动
B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播
C．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上
D．波传播距离的远近
4．北京时间2023年2月6日9时17分, 在土耳其发生7.8级地震，关于地震波，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
5．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点（ ）
A．它的振动速度等于波的传播速度
B．它的振动频率等于波源的振动频率
C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长
D．它的振动方向一定不垂直于波的传播方向
6．如图所示，1、2、3、4……是一个水平放置松弛状态下的弹簧（可认为是均匀介质）上一系列等间距的质点。某时刻，质点在外力作用下从平衡位置开始沿左右方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点离开平衡位置依次左右振动，形成一列简谐纵波。已知质点1开始振动的方向是向左，经过二分之一周期，质点9开始运动，则针对此时刻，下列说法正确的是（　　）
A．质点3向右运动 B．质点5所受回复力为零
C．质点6的加速度向左 D．质点9的振幅为零
7．下列说法中，正确的是（　　）
A．变化的磁场一定产生变化的电场
B．LC振荡回路电容C增加时，振荡频率增加
C．机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播
D．在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为一个波长
8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长为，振幅为A。当坐标为处的质点位于平衡位置且向y轴负方向运动时，处质点的位移和运动方向分别为（　　）
A．、沿y轴正方向 B．，沿y轴负方向
C．、沿y轴正方向 D．，沿y轴负方向
9．关于简谐波，下面说法中错误的是（ ）
A．波动过程是能量传递的过程
B．波动过程是质点由近向远传递的过程
C．波动过程中质点本身不随波发生迁移
D．波动的产生需要两个条件，即波源和传播波的介质
二、多选题
10．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
11．如图所示，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2m、4m和6m，一列简谐横波以2m／s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点，下列说法正确的是（　　）
A．该列简谐横波的波长为8m
B．在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C．质点b开始振动后，其振动周期为4s
D．在4sE．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动
12．一列简谐横波正沿着x轴正方向传播，波在某一时刻的波形图象如图所示．下列判断正确的是（　　）
A．这列波的波长是8m
B．此时刻x=3m处质点正沿y轴正方向运动
C．此时刻x=6m处质点的速度为0
D．此时刻x=7m处质点的加速度方向沿y轴负方向
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．如下图所示，把金属链条上端的小环挂在铁架台上横杆A的端点附近，用手握住链条下端。在手不能碰到阻挡物B的情况下，你能够使小环从铁架上脱落吗？试一试，如果成功了，说说你是怎样使小环脱落的。
15．一列简谐波在t=0时刻的波形，如图所示，传播方向沿x轴正方向，波速为0.6m/s，在x轴上一点P的横坐标x=0.96m，求
（1）P点开始振动的方向如何？
（2）经过多少时间，P点第一次达到波谷？
（3）经过多少时间，P点第二次达到波峰？
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：A．机械波的传播需要介质，所以有机械振动不一定有机械波，A错误；
B．介质质点在各自平衡位置附近做周期性振动而不沿波传播方向发生迁移，B错误；
C．所有质点都重复波源的振动，振动频率相同，C错误；
D．波源停止振动，但波传播的是形式和能量，所以在介质中的波不会立即停止，D正确。
答案：D。
2．B
解析：A．卡文迪许利用扭秤测量万有引力常量用到了放大法的思想，A错误；
B．合力、分力等概念的建立都体现了等效替代的思想，B正确；
C．加速度公式 是牛顿第二定律的表达式，不是定义式，C错误；
D．单摆是理想化模型，机械波是客观存在的，不属于理想化模型，D错误。
答案：B.
3．C
解析：在现实生活中，绳上波为横波，声波为纵波，有些机械波既有横波，也有纵波。例如：地震波既有横波成分，又有纵波成分。横波与纵波分类的依据是质点振动方向和波传播方向的关系，若两者互相垂直，为横波，若两者在一条直线上，为纵波。
答案：C。
4．D
解析：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。
答案：D。
5．B
解析：A．波在传播过程中，质点的振动速度和波的传播速度是两个不同的概念，故两者不一定相同，故A错误；
B．各个质点在振源的带动下做受迫振动，则它的振动频率等于波源的振动频率，故B正确；
C．质点只在自己平衡位置附近上下振动，不随波迁移，质点在一个周期内走过的路程不等于一个波长，故C错误；
D．横波中，质点的振动方向垂直于波的传播方向；纵波中质点的振动方向平行于波的传播方向；故D错误。
答案：B。
6．A
解析：A.经过时，质点1从平衡位置再次运动到平衡位置，质点3振动了，即质点3在从波谷向平衡位置的运动过程中(向右运动)，故A正确；
B.经过时，质点5从平衡位置运动到波谷，根据
可知加速度方向向右，质点5所受回复力向右，故B错误；
C.经过时，质点6振动了，根据
可知，质点6的加速度方向向右，故C错误；
D.在波传播过程中，后一个质点重复前一个质点的振动，可知每一个质点开始振动的时候都和波源起振的情况相同，其振幅一样大，所以质点9的振幅不为零，故D错误。
答案：A。
7．C
解析：A．均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；
B．根据可知，LC振荡回路中电容C增加时，振荡频率f减小，故B错误；
C．机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播，故C正确；
D．在一个周期内，介质中的振动质点通过的路程为4A，机械波传播一个波长，故D错误。
答案：C。
8．D
解析：处质点与处质点相距，为，所以处质点相位落后，当坐标为处的质点位于平衡位置且向y轴负方向运动时，坐标为处质点位移为，运动方向沿y轴负方向。
答案：D。
9．B
解析：A．波动过程是能量传递的过程，A正确，不符合题意。
BC．波动过程是振动形式由近向远传递的过程，质点只在平衡位置附近振动，质点本身不随波向远处迁移，B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．波动的产生需要两个条件，即一个是要有波源，再一个是要有传播波的介质，D正确，不符合题意；
答案：B。
10．CD
解析：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。
答案：CD。
11．ACD
解析：由题意可知，波的周期为T=4s；则波长λ=vT=8m，选项A正确；机械波从a点传到c点需要，开始起振的方向向下，则到达最高点还需3s，可知在t=6s时刻质点c恰好到达最高点，在4s点睛：本题关键要抓住波在同一介质中是匀速传播的，由t=x/v可求出波传播的时间．要抓住各个质点的起振方向都与波源的起振方向相同，通过分析波的形成过程进行分析．
12．ABD
解析：A．由图象可知波长λ=8m，故A正确；
B．简谐横波沿着x轴正方向传播，波形将向右平移，则此时刻x=3m处质点沿y轴正方向运动．故B正确．
C．x=6m处质点处于平衡位置，速度最大．故C错误．
D．x=7m处质点位移为正值，由a=-kx/m分析得知，加速度为负值，即沿y轴负方向．故D正确．
答案：ABD．
点拨：由波的传播方向判断质点的运动方向是基本功，要熟练掌握．对于简谐运动，要会根据a=-kx/m分析加速度的情况.
13．(1)；(2)上下振动
解析：(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
解析：可以使用波的传递原理，手向架子一侧移动再快速移动返回原来的位置，根据波形的传递，只要振幅大于铁架横杆末端至悬挂点的距离，小环就能脱落。
15．（1）沿y轴负方向；（2）1.3s；（3）1.9s
解析：（1）简谐波沿x轴正方向传播，根据波形的平移法得知，图示时刻x=0.24m处的质点向下运动，而各个质点的起振方向都相同，则知质点P起动时沿y轴负方向向下运动．
（2）当图示时刻x=0.18m处的波谷传到P点时P质点第一次到达波谷，则经过的时间为
（3）当图示时刻x=-0.18m处的波峰传到P点时P质点第二次到达波峰，则经过的时间为
答案第1页，共2页
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