高中物理人教版选修3.4 作业题12.1 波的形成和传播 Word版含解析

波的形成和传播
一、选择题(1～5为单选，6～9为多选)
1．以下对机械波的认识正确的是(　A　)
A．形成机械波一定要有振源和介质
B．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
解析：振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确．简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D均错．
2．下列关于横波与纵波的说法中，正确的是(　C　)
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源左右振动形成的波是纵波
C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的波是横波
D．在固体中传播的波一定是横波
解析：区分横波和纵波的依据是波的传播方向和质点振动方向的关系，而横波和纵波都能在固体中传播．
3．关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　A　)
A．有机械波必有振动
B．有机械振动必有波
C．离波源远的质点振动较慢
D．波源停止振动时，介质中的波立即停止传播
解析：机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动．但如果只有振动，而没有介质的传播，就不会有机械波的产生．因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会立即停止．
4．下图是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，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，质点振动周期为T.经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为x.下列判断正确的是(　D　)
A．t＝时质点5的运动方向向下
B．t＝时质点7的加速度方向向上
C．t＝时质点5运动的路程为3x
D．t＝T时质点9向下运动
5．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(　B　)
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
6．机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波．关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是(　BC　)
A．在横波中二者方向有时相同
B．在横波中二者方向一定不同
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：在横波中质点的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，故A错，B对；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C对，D错．
7．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是(　AB　)
A．振动是波的成因，波是振动的传播
B．振动是单个质点呈现的运动现象，波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
解析：机械波的产生条件是有波源和介质，由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A、B正确．波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误．波源一旦将振动传播给了介质，振动就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，不会随波源停止振动而立即停止传播，选项D错误．
8．一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力下列说法中正确的是(　BD　)
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的受力方向始终向下，故B、D正确．
9．一列横波在某时刻的波形图象如图所示，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(　AD　)
A．acB．ac>ab>aa＝ad
C．va＝vd>vb>vc
D．va＝vd解析：由简谐运动规律可知，质点所受回复力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，所以这四个质点的加速度关系为ac二、非选择题
10．如下图所示，有一组学生做游戏来模拟波的传播．该游戏模拟的是横波的传播(选填“横波”或“纵波”)，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垂直(选填“平行”或“垂直”)．
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者为横波，同一直线者为纵波，可确定．
11．2010年1月海地首都地区发生了里氏7.3级大地震，已知地震中的纵波和横波在地表附近的传播速度分别是9.1
km/s和3.7
km/s，在某地的观测站中，记录了海地首都的纵波和横波到达该地的时间差为5.4
s.
(1)求这个观测站距海地首都的距离．
(2)观测站首先观察到的是上下振动还是左右摇晃？
答案：(1)s＝33.67
km
(2)先传到的是纵波，所以是左右晃动．
解析：根据纵、横波传到观测站的时间差，－＝5.4
s，求出s＝33.67
km，先传到的是纵波，所以是左右晃动．
12．假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人耳的时间间隔大于(或等于)0.1
s，人耳就能够把这两次声音分辨开．也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1
s，人耳就只能听到一次声音．某中学课外活动小组的同学为了体验声音在不同介质中传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的直铁管道(充满水)上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置将耳朵贴近铁管听声．实验结束以后，A同学说自己只听到了一次响声；B同学说自己听到了两次响声；C同学说自己听到了三次响声．已知声音在空气中的传播速度是v气＝340
m/s，在水中的传播速度是v水＝1
700
m/s，在钢铁中的传播速度是v铁＝5
100
m/s，请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，A、B、C三位同学的位置到敲击点的距离各在什么范围内(请写出计算过程和对结论的分析过程)?
答案：C同学与敲击处的距离：s≥255
m时，三种物质传播的声音到达听声者的间隔时间均等于或大于0.1
s，能听到三次敲击声．B同学与敲击处的距离：255
m>s≥42.5
m时，水和铁传播的声音到达听声者的间隔时间小于0.1
s(不能区分)，但水和空气传播的声音到达听声者的间隔时间仍然等于或大于0.1
s，能听到两次敲击声．A同学与敲击处的距离：s<42.5
m时，任意两种物质传播的声音到达听声者的间隔时间均小于0.1
s，只能听到一次敲击声．
解析：本题关键弄清计时起点，并注意声音分别沿空气、水及铁管传播的速度不同，到达人耳的时间也不同．
声音到达人耳的先后顺序(传声物质)是：铁、水、空气．设声音传播的距离为s.要分辨(相邻的)空气和水传来的声音，应有：
－≥0.1
s，解得：s1≥42.5
m.
要分辨(相邻的)水和铁传来的声音，应有：
－≥0.1
s，解得：s2≥255
m.