高中物理人教版选修3-4假期作业：12.1 波的形成和传播+Word版含解析

假期作业(六)　波的形成和传播

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，只是时间上落后一步
C．参与振动的质点的振动频率都相同
D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
【解析】　若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，A错．机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，振动步调越落后，B、C正确．机械波中介质各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，D错．
【答案】　BC
2．下列关于横波、纵波的说法正确的是(　　)
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横波
C．沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波
D．沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波
【解析】　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，B、C、D错误；横波具有波峰和波谷，A正确．
【答案】　A
3．科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹．在月球上，两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
【解析】　两宇航员面对面讲话却无法听到，说明声波有振源却传播不出去，缺乏声波传播的另一条件，即没有介质，故B选项正确．
【答案】　B
4．在敲响古刹里的大钟时，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”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
【解析】　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，这就是余音未绝的原因，所以选项B正确．
【答案】　B
5．(多选)(·邯郸高二检测)机械波在介质中传播时，下列说法中正确的是(　　)
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
C．前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，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
【解析】　机械波在介质中传播时，由于各质点间的相互作用力，前一质点带动相邻的后一质点在其平衡位置附近振动，但各质点并不随波迁移，所以A、B、C正确，D错误．
【答案】　ABC
6．(多选)
图12-1-5
一列横波某时刻的波形如图12-1-5所示．则关于质点A的受力，下列说法中正确的是(　　)
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】　无论波向左还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，且质点A的回复力是由相邻的质点对质点A的作用力来提供，质点A的受力方向始终向下，故B、D正确．
【答案】　BD
7．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12-1-6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(　　)
图12-1-6
A．P先开始振动，震源距地震仪约36 km
B．P先开始振动，震源距地震仪约25 km
C．H先开始振动，震源距地震仪约36 km
D．H先开始振动，震源距地震仪约25 km
【解析】　纵波比横波传得快，P先开始振动，设震源与地震仪相距为x，则－＝5 s，解得x＝36 km.
【答案】　A
8．如图12-1-7所示是沿绳向右传出的一列横波．已在图上画出各个质点的振动速度方向，回答下列几个问题：
图12-1-7
(1)速度最大的点是第__________点和第__________点；
(2)第________点所在的位置是波的波峰，此时该质点振动的速度为________．
【解析】　各个质点在各自的平衡位置附近做简谐运动，处在平衡位置时速度最大，所以速度最大的点是第3点、第7点，位移最大时，速度最小，故第5点所在的位置是波的波峰，此时该质点振动的速度为0.
【答案】　(1)3、7　(2)5、0

9.
图12-1-8
(·鹤岗高二检测)振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图12-1-8所示，在波传播到细绳上一点P时开始计时，则图中能表示P点振动图象的是(　　)
【解析】　由于波源带动了后面的质点依次振动，且后面的质点总是重复前面质点的振动状态，所以，介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同，此时波刚好传播至P点，P点此时的振动状态即与波源A开始振动时的状态相同．由波的传播特点可知P点此时是从平衡位置向下运动的，即P点振动图象是C.
【答案】　C
10．如图12-1-9所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，下列说法正确的是(　　)
图12-1-9
A．若M质点为波源，则M质点开始振动时方向向下
B．若M质点为波源，则P质点已经振动了T
C．若N质点为波源，则P质点已经振动了T
D．若N质点为波源，则该时刻P质点动能最大
【解析】　若M质点为波源，相当于N质点追随它左边的质点，又因为是经过一个周期的波形，此时N质点的振动方向向上，即为波源开始振动的方向．振动刚刚传到N质点，P质点已振动了T，A、B错．若N质点为波源，则开始振动的方向向下，P质点已振动了T，又因为P质点离平衡位置最远，故此时速度为零，动能最小，故C对，D错．
【答案】　C
11.
图12-1-10
一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图12-1-10所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是(　　)
A．v变小，a变大
B．v变小，a变小
C．v变大，a变大
D．v变大，a变小
【解析】　本题考查波动与质点振动方向之间的关系，突破点是在波传播过程中，介质质点围绕各自的平衡位置振动．由题图知波传播方向沿x轴正方向，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点P的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿y轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此P质点速度增大；质点P做简谐运动，向平衡位置运动，距离平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度a减小，即v变大，a减小，故只有选项D正确．
【答案】　D
12．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12-1-11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．
图12-1-11
【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＝T/4时刻第4个质点才开始振动，则在t＝3T/4时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了T/2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