高中物理 第12章 机械波 1 波的形成和传播学业分层测评 新人教版

波的形成和传播(建议用时：45分钟)学业达标1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E机械波可以传递能量和信息【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，E对【答案】BCE2.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图1214所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则() 【导学号：23570041】图1214A此波向x轴负方向传播B质点C此时向y轴负方向运动C质点C将比质点B先回到平衡位置D质点E的振幅为零E各质点的振幅相同【解析】因为机械波在传播过程中，靠近波源的质点的振动带动相邻的后边质点的振动，而后面质点要“模仿”前面质点的振动，所以本题中，已知质点F的运动方向向y轴负方向，即F质点正在“模仿”右边质点的振动，这说明波源在右边，波从右向左传播，即此波向x轴负方向传播，选项A正确；质点C此时刚到达最大位移处，速度为0，此后才向y轴负方向运动，选项B错误；质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置，而质点C直接从波峰位置回到平衡位置，所以选项C正确；振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离，虽然此时质点E的位移为零，但其振幅不为零，选项D错误，E正确【答案】ACE3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E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；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【答案】ABC4.一根张紧的水平弹性绳，绳上的S点在外界驱动力的作用下沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成稳定的横波，在S点的左、右两侧分别有A，B，C，D四点，如图1215所示，已知AB，BS和SC的距离相等，CD的距离为SC的2倍，下面的说法中正确的是()图1215A若B点的位移与S点的位移始终相同，则A点的位移一定与S的位移始终相同B若B点的位移与S点的位移始终相反，则A点的位移一定与S点的位移始终相反C若C点的位移与S点的位移始终相同，则D点的位移一定与C点的位移始终相同D若C点的位移与S点的位移始终相反，则D点的位移一定与C点的位移始终相同E因不知S点的起振方向，以上说法均不对【解析】选项A中，由于B点和S点位移相同，又因为AB，故A点与S点位移也相同选项B中，B点和S点位移始终相反，那么再隔同样距离时，A点和S点的位移就应始终相同了位移始终相同的点和始终相反的点是相互隔开的【答案】ACD5机械波在介质中传播时，下列说法中正确的是() 【导学号：23570042】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E在横波中质点不随波迁移，在纵波中，质点随波一直向前移动【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、E错误【答案】ABC6.如图1216所示，为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形图，由图可判断出A点开始振动的方向是_图1216【解析】由题图可知波向右传播，传播到B点，B点刚开始振动且振动方向向下，其重复波源A的运动，所以A点开始振动的方向向下【答案】向下7.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1217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，求： 【导学号：23570043】图1217 (1)先振动的是哪个振子？(2)震源距地震仪的距离是多少？【解析】横波速度小于纵波速度，所以P先开始振动由5 s，可得x36 km.【答案】(1)P(2)36 km8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”，分析其原因是什么？【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【答案】见解析能力提升9.一列横波某时刻的波形如图1218所示，经过0.25 s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s，P点的位移和速度可能是() 【导学号：23570044】图1218A位移是2 cmB位移是零C位移是2 cmD速度最大，方向沿y的方向E速度最大，方向沿y方向【解析】此列波没有给出传播方向，因而可能向左也可能向右，P点在平衡位置附近振动，由此入手确定0.75 s后的位移和速度如果此波向左传播，此时P点运动方向向上，经0.25 s，P点第一次到达波峰，此时经过T，此后再经0.75 s，即T，P点到达平衡位置并向上运动；如果此波向右传播，此时P点向下运动，经0.25 s，P点第一次到达波峰，此时经T，此后再经0.75 s即3个T后，P点到达平衡位置并向下运动，故B、D、E正确【答案】BDE10.一列横波某时刻的波形如图1219所示质点A的受力方向是_图1219【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【答案】向下11.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图12110所示P为介质中的个质点，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v变_，a变_. 【导学号：23570045】图12110【解析】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，相对于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【答案】大小12.如图12111所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图a是正向最大位移处，b恰好处于平衡位置，经过t时间，a，b两个质点所通过的路程的关系是sa_sb.(填“”，“”或“”)图12111【解析】因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，速度为零，在时间内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度；b正在从平衡位置向上运动，具有最大速度，在时间内，它向正方向最大位移处运动，速度逐渐减小，但平均速度比a的大【答案】13.振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图12112所示，在波传播到细绳上一点P时开始计时，画出P点的振动图象图12112【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【答案】14细绳的一端在外力作用下从t0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12113中甲为t0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. 【导学号：23570046】图12113【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tT/4时刻第4个质点才开始振动，则在t3T/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