粤教版高中物理选择性必修第一册课时练15机械波的产生和传播含答案（教师用）

课时素养评价15　机械波的产生和传播
(分值：76分　单选4分　多选6分)
A组　知识点分组练
1．(多选)关于机械波的形成，下列说法正确的是(　　)
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重复振动，只是时间落后一步
C．参与振动的质点均有相同的频率
D．机械波是介质随波的迁移，也是振动能量的传递
解析：机械波的形成必须具备的两个条件是振源和介质，若物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处介质的质点不可能振动起来形成机械波，A错误；任何一个振动的质点都是一个波源，带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后于前一质点，但振动频率相同，B、C正确；形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从波源获得的，D错误．
答案：BC
2.振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图像是(　　)
解析：由“带动法”可知此时P点从平衡位置开始向下运动，B正确．
答案：B
3．关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法中正确的是(　　)
A．在横波中二者方向有时相同
B．在横波中二者方向一定相同
C．在纵波中二者方向有时相同
D．在纵波中二者方向一定不同
解析：在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，A、B错误；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，C正确，D错误．
答案：C
4.(多选)一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的回复力，下列说法正确的是(　　)
A．如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力
B．如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力
C．如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力
D．如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力
解析：无论波向左传播还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，质点A的回复力方向向下，B、D正确．
答案：BD
5.如图所示，为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到B点的波形，由图可判断出A点刚开始的振动方向是(　　)
A．向下　　B．向上 C．向左　　D．向右
解析：图示时刻B振动方向向上，则A点刚开始的振动方向向上， B正确，A错误；绳子上向右传播的横波，质点的振动方向与传播方向垂直，不可能沿水平方向，C、D均错误．
答案：B
6．(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是(　　)
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚
B．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后
D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致
解析：根据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后的时间，A、C正确，B错误；由题意知，质点9比质点1应晚起振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点1与质点9步调完全一致，D正确．
答案：ACD
7．(多选)把闹钟放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声．但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去，就听不到闹钟的铃声．这说明(　　)
A．声波是纵波
B．抽去玻璃罩内的空气后，闹钟不再振铃了
C．气体和固体都能传播声音
D．声波不能在真空中传播
解析：根据题中叙述的现象，无法说明声波是纵波，A错误；抽去玻璃罩内的空气，不会使闹钟停止振铃，B错误；抽去玻璃罩内的空气前，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，说明玻璃罩和空气都能传播声音，C正确；抽去玻璃罩内的空气后，就听不到闹钟的铃声，说明声波不能在真空中传播，D正确．
答案：CD
8.(多选)如图所示是做简谐运动绳子的一段，绳中有沿绳向右传播的一列机械波，则对于该时刻，下列说法中正确的是(　　)
A．图中第3点的速度方向向下
B．除第1点外，加速度最大的点是第5点
C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同
D．各个点振动的周期都与波源振动的周期一样
解析：由于绳波是横波且向右传播，介质中左边的质点带动右边的质点振动，故2、3、4质点向下振动，6、7质点向上振动，如题图时刻3、7两质点在平衡位置，速度最大，1、5两质点在最大位移处，加速度最大，A、B正确；各质点的振动周期(或频率)由波源决定，并且是相等的，C错误，D正确．
答案：ABD
B组　促思提能训练
9.一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为x＝0.当波源质点处于其平衡位置上方且向上运动时，介质中平衡位置坐标x＝2 m的质点所处位置及运动情况是(　　)
A．在其平衡位置下方且向上运动
B．在其平衡位置下方且向下运动
C．在其平衡位置上方且向上运动
D．在其平衡位置上方且向下运动
解析：由波的图像可知，x＝0与x＝2 m的质点差半个周期，故振动步调总相反，即位移总是大小相等，方向相反，速度也是大小相等，方向相反．所以当波源质点处于其平衡位置上方且向上运动时，介质中平衡位置坐标x＝2 m的质点在其平衡位置下方且向下运动，B正确．
答案：B
10．(多选)如图所示，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播．绳上有另一质点P(图中未画出)，t＝0时，O点位于最高点，P点位于最低点，则(　　)
A．t＝时，P点位于平衡位置
B．t＝时，P点的速度方向水平向右
C．P点的起振方向与O点的起振方向相反
D．P点的起振方向与O点的起振方向相同
解析：t＝时，P点从最低点经历个周期后回到平衡位置，A正确；t＝时，P点的速度方向向上，向平衡位置移动，B错误；每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同，C错误，D正确．
答案：AD
11．(12分)某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则：
(1)观测中心首先观察到的是上下振动还是左右振动？
(2)震源到该地震观测中心的距离为多少？
解析：(1)由于纵波传播得快，故地震发生时纵波先到达观察中心，即先觉察到的是上下振动．
(2)设震源到观测中心的距离为x，
则有＝5 s，
所以x＝36 km.
答案：(1)上下振动　(2)36 km
12．(12分)如图所示是振源O振动形成的机械波沿水平绳传播到质点P时，在绳上形成的波形图．试问：
(1)振源O刚开始向什么方向振动？你是如何判断的？
(2)在绳上传播的波是横波还是纵波？为什么？
答案：(1)向下振动，据“同侧法”可知，P点振动方向向下，由于各质点的起振方向均与波源相同，可知振源O刚开始向下振动．
(2)横波，因为绳上各质点的振动方向与波的传播方向垂直．
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