鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第1节 波的形成和描述达标测试

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第1节 波的形成和描述达标测试，共17页。试卷主要包含了关于机械波,下列说法中正确的是，有关纵波与横波的说法正确的是，5 m/s等内容，欢迎下载使用。
基础过关练
题组一 波的形成与传播
1.(多选题)关于机械波,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的后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点的振动
D.各质点随波的传播而迁移
2.(多选题)关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )
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
3.(多选题)如图所示为介质中沿水平方向的部分质点,每相邻两质点的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,波源从平衡位置竖直向下振动,并开始计时,经T4,质点1开始振动,则下列说法中正确的是( )
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.图中所画出的质点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处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后T4
D.只要图中所有质点都已振动了,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
题组二 横波和纵波
4.(2024江苏南通期中)有关纵波与横波的说法正确的是( )
A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同
B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直
C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
D.纵波只能在液体、气体中传播
5.如图所示是电视中正在播放的体育频道插播的成都地震前从61秒到45秒倒计时时刻的画面。已知地震发生时主要发出纵波和横波,纵波振动方向与波传播方向一致,而横波振动方向与波传播方向垂直,纵波传播速度约为8 km/s,横波传播速度约为4 km/s,一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.一般来说,纵波造成的危害比横波大
B.在震源中心地区的人们先感受到上下震动,过一小会儿再感受到水平晃动
C.根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200 km
D.该新闻说明人类已经掌握了在地震发生前提前“预测地震”技术了
题组三 波的图像
6.一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的图像如图所示,平衡位置的坐标为(3 cm,0)的质点经过14周期后的坐标是( )
A.(3 cm,2 cm) B.(4 cm,2 cm)
C.(4 cm,-2 cm) D.(3 cm,0)
7.一列简谐横波某时刻的波形如图所示,对波上a、b、c、d四个点,有( )
A.它们的振幅相同
B.它们的频率不相同
C.a点和c点的速度总相同
D.b点和d点的加速度总相同
8.(多选题)(2024福建莆田枫亭中学期中)一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传播到O点开始计时,t=4 s时波传播到x轴上的B质点,波形如图所示。下列说法正确的是( )
A.波长为2 m
B.波速大小为0.5 m/s
C.t=4 s时,A质点的加速度沿y轴负方向且最大
D.t=6 s时,B质点经过平衡位置向下运动
9.(2024山东淄博部分学校模拟)如图所示,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动,振动周期为0.4 s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6 s时波形的是( )
题组四 波长、波速和周期(频率)的关系
10.(2024山东泰安第四中学期末)下表给出30 ℃时声波在不同介质中的传播速度。当声波由空气进入铜中时,下列说法中正确的是( )
A.频率增大,波长不变
B.频率不变,波长增大
C.频率和波长都不变
D.频率和波长都变大
11.(2024江苏南京田家炳高级中学月考)如图所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在这两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2,则( )
A.f1=2f2,v1=v2 B.f1=f2,v1=0.5v2
C.f1=f2,v1=2v2 D.f1=0.5f2,v1=v2
12.一列简谐横波沿x轴正方向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6 s,N点开始振动,则该波的振幅A为 ,频率f为 。
能力提升练
题组一 波的形成与传播
1.(2023北京师大附中期中)如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点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,相邻编号的质点间水平距离为2 cm。已知t=0时,质点1开始向上运动;t=0.2 s时,质点1到达上方最大位移处,质点5开始向上运动。则 ( )
A.这列波传播的速度大小为0.2 m/s
B.t=1.0 s时,振动刚好传到质点20
C.t=0.6 s时,质点12正在向下运动
D.t=0.6 s时,质点9处于上方最大位移处
2.(2024山东临沂第二中学月考)一列机械波沿x轴传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c为x轴上的三个质点,图示时刻a正在向上运动。由此可知( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该时刻,c正在向上运动
C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置
D.该时刻,b的速率比c的速率大
3.(2023福建厦门双十中学期中)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,则:
(1)初始时刻,绳的两端点P、Q起振的方向 (选填“相同”或“相反”);
(2)两列波的波速之比为 。
题组二 波的图像
4.(2024重庆长寿期末)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形图,P、Q分别是平衡位置在x=1 m、x=4 m 处的质点,已知波速为2 m/s,此时平衡位置在x=8 m处的质点刚开始运动,则( )
A.这列波的起振方向向上
B.t=3 s时,平衡位置在x=10 m处的质点第一次到达波峰
C.t=3 s时Q质点的加速度方向向下
D.t=1 s时P质点的速度方向向下
5.(多选题)(2024福建厦门期末)“甩绳”是一种时尚的健身运动,如图甲所示,两根相同的绳子一端固定,另一端由健身者双手分别握住上下交替甩动,绳子在竖直面内分别形成两列波。某次健身者以一定的频率开始甩动,某时刻绳子形成的波形如图乙所示(可视为简谐波且还未传到固定点P),其中a、b是右手绳子上的两个相邻的最低点,a、b对应的两质点在波的传播方向上的距离xab=2.0 m,a对应的质点的振动图像如图丙所示,则( )
甲
A.健身者右手刚甩动时的方向向上
B.健身者右手甩动绳子的频率为2 Hz
C.波在绳上传播的速度为2 m/s
D.增大甩动绳子的频率,绳子上的波形传播到P点的时间变短
6.(2023湖北鄂南高中期中)一列简谐横波以速度v=6 m/s沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形图如图所示,介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t=0时刻的位移y=10 cm,下列说法正确的是( )
A.在t=0时刻,质点S沿y轴负方向运动
B.该波的波长为10 m
C.该波的传播周期为2.5 s
D.0~5 s时间内,质点S通过的路程为1 m
题组三 波的图像和振动图像的综合
7.(2023山东日照开学考试)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图像,a、b两质点的横坐标分别为xa=2 m和xb=6 m,图乙为质点a从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是( )

A.该波沿x轴负方向传播,波速为1 m/s
B.质点a在4 s内通过的路程为4 m
C.此时刻质点b的速度沿y轴正方向
D.质点a在t=2 s时速度最大
8.(多选题)(2023山东青岛开学考试)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻波源质点O从平衡位置开始振动,图甲是简谐横波在t=0.6 s 时的部分波形图,图乙是这列波上x=0.7 m 处的质点从t=0.7 s时刻开始振动的图像,下列说法正确的是( )

A.波源的起振方向向上
B.t=0.6 s时,x=0.1 m处的质点在波谷处
C.波的频率f=0.5 Hz
D.波源的振动方程为y=-5 sin (5πt) cm
9.(多选题)(2024山东泰安期中)如图甲所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,其中质点A的位置坐标为(0,-5 cm),质点B的位置坐标为(12 m,5 cm)。图乙为质点B的振动图像,图中C点的坐标为(3 s,-10 cm),则下列说法正确的是( )
A.波的传播速度v=43 m/s
B.波的传播速度v=83 m/s
C.波沿x轴正方向传播
D.波沿x轴负方向传播
10.(2024四川凉山宁南中学期中)图甲是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=1 s时刻的波形图,a是平衡位置在x=1 m处的质点,b是平衡位置在x=2 m处的质点,c是平衡位置在x=4 m处的质点,图乙为质点c的振动图像。求:
(1)该波的振幅、波速和传播方向;
(2)从t=1 s时刻起,质点a第一次到达波谷位置所经过的时间;
(3)写出b质点从t=0时刻起的振动方程。

答案全解全析
基础过关练
1.ABC 波在传播过程中,由于介质中各质点间的相互作用,离波源较近的质点带动离波源较远的质点振动,每一质点都以它的平衡位置为中心振动,波传播的只是振动形式和振动能量,介质中的质点并不随波迁移。D错误,A、B、C正确。
2.AB 机械波的形成条件是波源和介质。由于介质中质点间的相互作用,一个质点振动带动相邻质点振动,由近及远传播而形成波,A、B两项正确;波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,而质点振动的速度和方向都随时间周期性变化,C项错误;波源一旦将振动传给介质,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运动形式,波不会随波源停止振动而立即停止传播,D项错误。
3.ACD 由题图可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与波源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A项正确,B项错误;质点7与质点8比较,质点7在质点8的前面会先振动,两质点的振动步调相差T4,故C项正确;质点9比质点1落后2T,质点9起振后与质点1的振动步调完全一致,故D项正确。
4.B 纵波中质点振动方向与波的传播方向在一条直线上,但不一定相同,故A项错误;横波中质点振动方向与波的传播方向垂直,B项正确;机械波传播过程中,质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,故C项错误;纵波可在固体、液体和气体中传播,故D项错误。
5.B 地震波分为纵波和横波,纵波传播速度快,破坏性弱,横波传播速度慢,破坏性强,A错误;地震波从深处传到地表,纵波的传播速度比横波的快,在震源中心地区的人们先感受到上下晃动,过一小会儿再感受到水平晃动,故B正确;根据题目信息可推断长宁县与成都市之间的距离约为s=vt=4 km/s×61 s=244 km,故C错误;监测到地震时地震已经发生,说明不可预测,故D错误。
6.A 简谐波沿x轴正方向传播,该时刻坐标为(3 cm,0)的质点振动方向沿y轴正方向,经过14周期后该质点到达波峰,坐标为(3 cm,2 cm),A项正确。
7.A 波上的各个质点振动情况相同,故振幅相同,频率相同,故A正确,B错误;a点和c点的平衡位置相距半个波长,根据波动规律可知,这两点的振动情况完全相反,故a点和c点的速度方向总相反,故C错误;同理,b点和d点的平衡位置相距半个波长,故b点和d点的加速度方向总相反,故D错误。
8.ABD 由题图可知波长为2 m,A正确;从波传播到O点开始计时,t=4 s时波传播到x轴上的B质点,则波速为v=ΔxΔt=24 m/s=0.5 m/s,B正确;由题图可知,t=4 s时,A质点处于负向最大位移位置,则A质点的加速度沿y轴正方向且最大,C错误;波的周期为T=λv=20.5 s=4 s,t=4 s时,B质点由平衡位置向上振动,则经过2 s(T2周期),即t=6 s时,B质点经过平衡位置向下运动,D正确。
9.C 根据波的传播的周期性,t=0.6 s时的波形是波源振动32个周期形成的,此时波源在平衡位置且向y轴负方向振动,由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C正确。
10.B 波在传播过程中频率不变,一列声波从空气进入铜中时,频率f不变,波速v增大,则由公式v=λf知波长增大,B项正确。
11.C 因两列波的波源都是S,所以它们的周期和频率都相同,即T1=T2,f1=f2,由公式v=xt得v1=L32T=2L3T1,v2=L3T2,则v1=2v2,C项正确。
12.答案 0.5 m 2.5 Hz
解析 由题图可知振幅A=0.5 m。波从M传到N的过程,波速v=xt=11-50.6 m/s=10 m/s。由题图可知λ=4 m,所以T=λv=0.4 s,f=1T=2.5 Hz。
能力提升练
1.D 由题意得,该绳波的波长和周期分别为λ=0.32 m,T=0.8 s,波速为v=λT=0.4 m/s,A错误;t=1.0 s时,传播距离为x=vt=0.4 m=40 cm,相邻编号的质点间距离为2 cm,则振动刚好传到质点21,B错误;振动传播到质点12的时间为t12=0.220.4 s=0.55 s,t=0.6 s时,质点12振动了0.05 s,0.05 s