课时分层作业(十一) 波的形成
?题组一 机械波的形成和传播
1．科学探测表明，月球表面无大气层，在月球上，两名宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为( )
A．月球太冷，声音传播太慢
B．月球上没有空气，声音无法传播
C．宇航员不适应月球，声音太轻
D．月球上太嘈杂，声音听不清楚
2．下列关于机械波的说法正确的是( )
A．机械波是机械振动在介质中传播形成的
B．把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动
C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源
D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同方向传播
3．在敲响大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”。分析其原因是( )
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波
C．人的听觉发生“暂留”
D．大钟停止振动，但空气仍在振动
?题组二 横波与纵波
4．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作横波
B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D．声波是横波
5．下列关于横波、纵波的说法不正确的是( )
A．凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷
B．质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C．横波和纵波传播的都只是振动这种运动形式
D．沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波
6．如图所示，有一组学生做游戏来模拟波的传播。该游戏模拟的是________(选填“横波”或“纵波”)的传播，因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”)。
?题组三 质点振动和波动的关系
7．关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A．振动是波形成的原因，波是振动的传播形式
B．波是单个质点呈现的运动现象，振动是许多质点联合起来呈现的运动现象
C．波的传播速度就是质点振动的速度
D．波源停止振动时，波立即停止传播
8．如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距(间距为a)的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是( )
A．t＝时质点5的运动方向向下
B．t＝时质点8的加速度方向向上
C．t＝时质点12的运动方向向下
D．t＝T时质点17开始运动
9．如图所示是一列横波t0时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：
(1)该时刻加速度最大的质点有哪些？
(2)速度最大的质点有哪些？
(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？
(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？
10．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，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差10 s开始振动，则( )
A．P先开始振动，震源距地震仪约72 km
B．P先开始振动，震源距地震仪约50 km
C．H先开始振动，震源距地震仪约72 km
D．H先开始振动，震源距地震仪约50 km
11．一列横波在某时刻的波形图像如图所示，a、b、c、d为介质中的四个质点。a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，则( )
A．ac＜ab＜aa＝ad B．ac＞ab＞aa＝ad
C．va＝vd＞vb＞vc D．va＜vd＜vb＜vc
12．如图所示为介质中沿水平方向的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中0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开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法不正确的是( )
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经振动，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
13．细绳的一端在外力作用下从t＝0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个点，图中甲为t＝0时刻各点所处的位置，乙为t＝时刻的波形图(T为波的周期)。在丙中画出t＝时刻的波形图。
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1．B
2．A [机械波是机械振动在介质中传播形成的，A正确；丢石块不可以使漂浮物远去，漂浮物只在原平衡位置做上下振动，不随波迁移，B错误；若只有波源而无介质，不能产生机械波，C错误；横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方向传播，例如地震波包含横波和纵波，且两种波的传播方向可能相同，D错误。]
3．B [停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，所以选项A、C、D错误，B正确。]
4．D [本题考查纵波和横波的概念。由定义知，A、B、C正确；声波是纵波，故D错误。]
5．D [质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波；横波具有波峰和波谷，两种波传播的都是运动形式，A、B、C正确，D错误。]
6．解析：根据纵波与横波的概念，质点振动方向与波传播方向垂直的为横波，同一直线的为纵波。
答案：横波 垂直
7．A [机械波的产生条件是有波源和介质，波源开始振动后，介质中的质点依次被带动起来，振动形式由近及远传播而形成波，选项A正确，B错误；波的传播速度是波形由波源向外延伸的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度大小和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的形式，不会随波源停止振动而立即停止传播，即波不会立即停止传播，选项D错误。]
8．D [经过时，质点1从平衡位置运动到波峰，由于后一个质点重复前一个质点的振动，由于质点1开始振动时是从平衡位置开始向上振动，故质点5开始振动时也是由平衡位置开始向上振动，故A错误；振动从质点1传播到质点5经过，质点1和质点5之间的距离为λ，质点1到质点8的距离为λ，所以波从质点1传到质点8所需时间为T，开始时质点8向上振动，故在t＝时质点8已振动了－T＝T，即质点8在从平衡位置向波峰的运动过程中，根据a＝－，得知加速度方向向下，故B错误；质点1和质点12之间的距离为λ，在t＝T时刻，质点12已运动了T－T＝T，开始时质点12向上振动，故在t＝T时刻，质点12的运动方向向上，故C错误；一个周期内振动的距离等于一个波长，则知t＝T时质点17开始振动，故D正确。故选D。]
9．解析：(1)加速度最大的质点一定是位移最大的质点，所以该时刻质点2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同。
(2)该波是简谐波，质点做简谐运动，因此处在平衡位置的质点速度最大，分别是质点0、4、8、12、16。
(3)该时刻具有相同振动方向的质点是0、1、7、8、9、15、16。与上述质点振动方向相反的质点是3、4、5、11、12、13。其规律：从波形图上看相同增减性的单调区间上各质点的振动方向相同，相邻的单调区间上质点的振动方向相反。
(4)如果该波沿x轴负方向传播，则质点3的速度方向向下。因为位移方向是y轴正方向，其加速度方向沿y轴负方向，由牛顿第二定律知，质点3受到周围质点作用的合外力沿y轴负方向。
答案：(1)2、6、10、14 (2)0、4、8、12、16 (3)见解析 (4)沿y轴负方向
10．A [纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据－＝10 s，解得x＝72 km，故A正确，B、C、D错误。故选A。]
11．A [由简谐运动规律可知，质点所受回复力的大小与位移的大小成正比，因而加速度的大小与位移的大小成正比，所以这四个点的加速度大小关系为ac
12．B [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，题图中所示的后一质点总比前一质点起振落后的时间，所以选项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，所以当题图中所有质点都振动后，质点1与质点9的振动步调就完全一致，选项D正确。]
13．解析：机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在t＝时刻第4个质点才开始振动，则在t＝T时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了的时间回到了自己的平衡位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示。
答案：见解析图
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