3.1 波的形成 同步练习 —【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修一（word含答案）

波的形成练习
一、单选题
抖动水平绳的一端，在细绳上产生的横波，当手停止抖动后(????)
A. 波立即消失
B. 波形立刻变乱
C. 波源立即停止振动，但波继续由近及远传播
D. 离波源远的质点先停止振动，离波源近的质点后停止振动
关于机械波的形成，下列说法中正确的是(????)
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，各点振动的频率都相同
C. 物体振动方向一定垂直于波的传播方向
D. 机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是(??? )
A. 左侧的质点重复右侧的质点的振动过程
B. 波的传播速度逐渐减小
C. S点振动的频率逐渐增大
D. 波的传播方向与质点的振动方向相同
《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是(? ?)
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
如图所示，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点．相邻两点的间距依次为2?m、4?m和6?m，一列简谐横波以2?m/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=3?s时a第一次到达最高点．下列说法错误的是(? ?)
A. 在t=6?s时刻波恰好传到质点d处
B. 在t=5?s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4?s
D. 在4?s关于机械波与电磁波的说法中，正确的是(????)
A. 机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的
B. 麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波
C. 机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关
D. 随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
如图所示，两波源分别位于x=?2×10?1m和x=12×10?1m处，形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，两列波的波速均为v=0.4m/s，两波源的振幅均为2cm，t=0时刻两波的图象如图中所示，此时平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的质点P和Q刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况判断正确的是
A. 质点M刚开始振动时的方向沿y轴的负方向
B. t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点
C. t=1s时刻，质点M的位移为4cm
D. 这两列波相遇时将发生干涉，M点振动始终加强，位移始终最大
如图所示，S为上下振动的波源，振动频率为100?Hz，所产生的横波向左、右两方向传播，波速为80?m/s，已知P、Q两质点距波源S的距离为SP=17.4?m，SQ=16.2?m.当S通过平衡位置向上振动时，P、Q两质点的位置是(????)．
A. P在波峰，Q在波谷 B. 都在波峰
C. 都在波谷 D. P在波谷，Q在波峰
关于机械波的形成与传播，下列说法中错误的是
A. 物体做机械振动，不一定产生机械波
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. 参与振动的质点都有相同的频率
D. 机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递
一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图所示，对于其后绳上各点的振动情况，下列判断正确的是(????)
A. 左边的波先到达中点M
B. 两列波波速之比为1：2
C. 中点M的振动总是加强的
D. 绳的两端点P、Q开始振动的方向相同
二、多选题
一列横波沿AB方向传播，波的频率为5?Hz，振幅为2?cm，A、B两点间距离为6?m，振动方向总是相反，在某时刻两质点同处于平衡位置，它们之间还有一个波峰。波的可能波长为(????)
A. ? 4?m B. ? 6m C. 12?m D. 24?m
假设你正浮在海面上，水波平稳地向着海滩运动。你从某个波峰通过你开始计时，发现接下来15?s内有10个波峰通过你，且相邻波峰之间的距离是3?m。则下列说法正确的是(????)
A. 平稳水波将把你推向海滩
B. 平稳水波的周期是1.5?s
C. 平稳水波的波速是4.5?m/s
D. 若你向着海滩游动，则15?s内通过你的波峰可能是9个
一列简谐横波沿x轴负方向传播，振幅为A，在t秒与(t+0.2)秒两个时刻波形完全相同，如图所示。图中M、N两质点在t秒时位移均为22下列说法中正确的是(????)
A. 该波的波速可能为30m/s
B. (t+0.1)秒时刻，x=lm处的质点位移可能不是零
C. 从t秒时刻起，x=1.5m处的质点比x=2.5m的质点后回到平衡位置
D. 从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波谷
关于横波和纵波，下列说法正确的是(????)
A. 对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B. 对于横波，质点的运动方向与波的传播方向不一定垂直
C. 形成纵波的质点随波一起迁移
D. 空气介质只能传播纵波
(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播．波源振动的频率为20?Hz，波速为16?m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8?m、14.6?m．P、Q开始振动后，下列判断正确的是(????)
A. P、Q两质点运动的方向始终相同
B. P、Q两质点运动的方向始终相反
C. 当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D. 当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰
三、填空题
某横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻该波的波形图如图甲所示，O、a、b是波上的三个质点。则图乙可能表示________(选填“O”“a”或“b”)质点的振动图象；t=34T时质点a的加速度比质点b的加速度________(选填“大”“小”或“相等”)；经38T质点b运动的路程________(选填“大于”“等于”或“小于”)32A。
如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0机械波的波速与介质的性质有关。在通常情况下，机械波在??????????中传播速度较大，在??????????中传播速度最小。波速与波长、频率之间的关系分别是??????????、??????????。
某简谐波沿x轴正方向传播，波速为v，振幅为A，O、P是x轴上两点，OP=l。t1=0时刻，O、P两点间波形如图所示，此时P点的运动方向________(选填“向上”或“向下”)，这列的周期为________s；当t2=________s时，P点处质点恰好第1次到达波峰。?
答案和解析
1.【答案】C
2.【答案】B
【解答】
A.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波，故A错误；
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，各点振动的频率都相同，故B正确；
C.横波的振动方向与传播方向垂直，而纵波的振动方向与传播方向在同一直线上，故C错误；
D.机械波传播的是振动形式和能量，质点不随波迁移，故D错误。
3.【答案】C
A.右侧的质点重复左侧的质点的振动过程，A错误；
D、波的传播方向与质点的振动方向垂直，D错误．
CB、波速是由介质的性质决定的，与波长无关，所以该波的波速保持不变．由图看出，该波的波长逐渐减小，而波速一定，由波速v=λf分析得知频率逐渐增大．C正确．B错误。
故选C。
4.【答案】B
【解答】
停止撞钟后，大钟的振动不会立即停止，所以会有“余音未绝”；再振动一段时间后，由于阻力的作用，振动才逐渐停止，故B正确，ACD错误。
5.【答案】B
【解答】
A.在t=0时刻到达质点a处，由于ad=12m，波从a到d所用时间t=xadv=122s=6s，故A正确；
C.由于质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3?s时a第一次到达最高点，34T=3s，所以T=4s，质点b开始振动后，其振动周期为4?s，故C正确；
BD．t=xacv=62s=3s时刻，c点开始振动，在t=5?s时刻质点c恰好到达平衡位置，在4?s6.【答案】C
【解答】
A.电磁波与机械波的本质是不同的，电磁波能在真空中传播，但机械波只能在介质中传播；故A错误；
B.变化的电场(磁场)可以产生磁场(电场)；但均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，所以不能产生电磁波；故B错误；
C.机械波在介质中的波速是由介质决定的，与波的频率无关，而电磁波在介质中的波速与波的频率有关；故C正确；
D.麦机械波只能在介质中传播，故D错误；
7.【答案】C
【解答】
A.由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点M的振动方向沿?y轴的正方向，故A错误；
B.质点?P、?Q只在各自的平衡位置附近往复振动，不随波传播，故B错误；
C.由图知波长λ=0.4m，由v=λT，该波的周期为T=λv=0.40.4m=1s，两质点的振动传到M的时间为t=xv=0.30.4s=34T，?t=1s时刻，质点?M振动T4，处于正向最大位移处，所以质点?M的位移为4cm，故C正确；
D.这两列波相遇时将发生干涉，M点振动始终加强，但位移不是始终最大，故D错误。
故选C。
8.【答案】A
【解答】
由λ=vf得λ=0.8?m，即依题意可得SP=2134λ，SQ=2014λ，当S在平衡位置向上振动时，Q、P都应在最大位移处，画出最简波形图如图所示：
????????????
??? 故P在波峰，Q在波谷，A正确，B、C、D错。
9.【答案】D
【解答】
A.机械波的形成必须具备两个条件：波源和介质。若只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，A正确；
BC.先振动的质点带动与它相邻的后振动的质点，将振动传播开来，所以后一质点总是落后前一质点，但振动频率相同，BC正确；
D.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；
10.【答案】D
【解答】
AB.因波速由介质决定，则它们的传播速度相同，两列波波速之比为1：1，因此两波同时到达中点M，故AB错误；
C.由于波的频率不同，故两列波并不能干涉，M点并不是振动加强点，故C错误；
D.由图可知，左边波向右传播，而右边的波向左，依据上下坡法，那么它们起振方向相同，再依据波产生的原理：带动、重复、滞后，即可判定P、Q开始振动的方向相同，故D正确；
11.【答案】AC
【解答】
由题条件可知，因AB振动方向总是相反，在某时刻两质点同处于平衡位置，它们之间还有一个波峰，它们相距可能是半波长，或一个半波长，即SAB=0.5λ或SAB=1.5λ，解得λ=12m或λ=4m。故选AC正确，BD错误。
12.【答案】BD
13.【答案】CD
【解答】
A.根据两个时刻波形完全相同可得：0.2s=nT，由图可得：波长λ=4m，故波速v=λT=20n，n=1、2、3......，不会等于30m/s，故A错误；
B.由A可知：0.1s是半周期的整数倍；图时时刻，x=1m处的质点位移为零，那么，经过半周期的整数倍，质点位移为零，故B错误；
C.根据波向左传播，由图可知：x=1.5m处质点位移为负，且向下振动；x=2.5m处质点位移为负，且向上振动，故从t秒时刻起，x=1.5m处的质点比x=2.5m的质点后回到平衡位置，故C正确；
D.根据波向左传播，由图可知：质点M向上振动，质点N向下振动，经过18T质点到达波峰，质点N到达平衡位置；故再经过14T，质点M第一次到达平衡位置，质点N恰好到达波谷，故D正确。
14.【答案】AD
【解答】
AB、物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波；把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波，对于纵波质点的运动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，故A正确，B错误；
C、形成纵波的质点，不随波一起迁移，故C错误；
D、因为空气介质能通过压缩而产生相互作用力，故空气介质能传播纵波，选项D正确。
15.【答案】BD
【解答】
AB.由v=λf可知，波的波长为λ=vf=0.8?m，xPS=19+34λ，xQS=18+14λ，根据波传播的周期性可知，P、Q两质点的振动情况正好相反，即运动方向始终相反，A错误，B正确；
C.距离相差半波长整数倍的两点，同时通过平衡位置，而P、Q两质点与S的距离不为半波长的整数倍，C错误；
D.由波的传播特点知，波源经过平衡位置向上运动时，距其n+34λ的点在波峰位置，D正确．
16.【答案】b；小；小于。
【解答】
根据波向右传播，由图甲可得：在t=0时刻，质点b在平衡位置向上振动，质点O在平衡位置向下振动，质点a在波峰；
由图乙可知：t=0时刻，质点在平衡位置向上振动；所以，图乙可能表示b质点的振动图象；
t=34T时刻，质点b在波谷，质点a在平衡位置向上振动，故质点a的加速度较小；
在t=0时刻，质点b在平衡位置向上振动，那么，经过38T?时间，质点b运动路程小于32A；
故答案为：b；小；小于。
17.【答案】2? 沿着x轴的正方向
【解析】解：根据t1=0时的波形图上x=2m处的质点A正向y轴正方向振动，判断出波的传播方向沿着x轴的正方向．
已知0故答案为：2；沿着x轴的正方向
根据x=2m处的质点A正向y轴正方向振动，可判断波的传播方向．已知018.【答案】固体;气体;?v=λT;?v=λf
【解答】
在通常情况下，机械波在固体中传播速度较大，在气体中传播速度最小。波速与波长、频率之间的关系分别是v=λT=λf.
故答案为：固体;气体;?v=λT;?v=λf
19.【答案】向下? ?4l3v??lv
【解答】
由于波向右传播，所以P点左边最近的点为它的前质点，在P点下方，所以P点向下振动；
根据图像l为34λ，可知T=λv=43lv=4l3v；当离P点最近的波峰向右传播l时P点第一次到达波峰，时间为t=lv。
故答案为：向下；4l3v；lv。