人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成课时作业
展开一、基础巩固
1.关于机械振动和机械波,下列说法中正确的是( )
A.物体作机械振动时,一定产生机械波B.没有机械振动,也可能形成机械波
C.有机械波,一定有质点作机械振动D.机械振动和机械波的产生无关
【答案】C
【解析】机械振动在介质中的传播称为机械波,所以有机械波必有机械振动,而有机械振动若没介质不会形成机械波,故C正确,ABD错误.
2.下列关于横波、纵波的说法错误的是( ).
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.纵波的波形是疏密相间的,质点分布最密的部分叫密部,分布最疏的地方叫疏部
D.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
【答案】B
【解析】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,在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷,故A正确;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,故B错误,D正确;质点在纵波传播时来回振动,其中质点分布最密集的地方称为密部,质点分布最稀疏的地方称为疏部,故C正确。本题要求选错误的,故选B。
3.将一部手机调在接收信号就发出声响并且振动的状态,然后将这部手机放在密封的玻璃罩內,当我们抽掉玻璃罩内的空气后,再发出信号呼叫该手机,你可以看到( ).
A.手机发出声音同时振动
B.手机发出声音但是不振动
C.手机没有发出声音也不振动
D.手机没有发出声音但是在振动
【答案】D
【解析】声音是由物体的振动产生的,声音的传播需要介质,声音在真空中不能传播,所以抽调玻璃罩内的空气后,声音传播不出来,故能看到手机没有发出声音但是在振动,故D正确,ABC错误。
4.关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是( ).
A.振动是波动的成因,波动是振动的传播
B.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就同时开始振动
C.波动过程是介质中质点由近及远移动的过程
D.横波的传播需要介质,纵波的传播不一定需要介质
【答案】A
【解析】振动是的波的成因,波动是振动的传播,故A正确;机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动的早一些,故B错误;波动过程是介质中质点振动形式由近及远移动,而质点不随波迁移,故C错误;机械横波与纵波的传播,都需要介质,故D错误。
5.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况,以下正确的是( )
A.因为“随波逐流”木块将被推至远处
B.因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况
C.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
D.无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动
【答案】D
【解析】波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置运动,不随波向前移动,故ABC错误,D正确。
故选D。
6.对于横波和纵波,下列说法中正确的是( )
A.质点在水平面内振动的波一定是横波
B.质点振动方向与波传播方向都在水平面内的波一定是横波
C.某时刻横波中波峰和波谷处的质点位移都是最大
D.横波中波峰处质点位移最大,波谷处质点位移最小
【答案】C
【解析】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,所以质点在水平面内振动的波不一定是横波;质点振动方向与波传播方向都在水平面内的波不一定是横波,故AB错误;横波中波峰和波谷处质点的平衡位置相距半个波长的奇数倍,振动情况总是相反,横波中波峰和波谷处的质点位移都是最大,故C正确,D错误。故选C。
7.关于机械波,下列说法中正确的是( ).
A.波的传播过程就是介质中质点的迁移过程B.波的传播过程就是振动能量的传递过程
C.波的传播方向就是质点振动的方向D.波的传播速度就是质点振动的速度
【答案】B
【解析】波传播过程中,质点只在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,选项A错误;波的传播过程就是振动能量的传递过程,选项B正确;波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念,选项C错误;波的传播速度和质点振动的速度也是两个不同的概念,选项D错误;故选B.
8.波在传播过程中,正确的说法是( )
A.介质中的质点随波迁移
B.波源的振动能量随波传递
C.振动质点的频率随着波的传播而减小
D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
【答案】B
【解析】介质中的质点只在自己平衡位置上下振动,而不随波迁移,选项A错误;波源的振动能量随波传递,选项B正确;振动质点的频率等于波源的振动频率,不随着波的传播而减小,选项C错误;波的振动中传播能量的形式,并不是靠振动质点的迁移来传播;故D错误;故选B.
9.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是( )
A.有机械波一定有机械振动,有机械振动一定有机械波
B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C.在波传播方向上的某个质点的振动速度和波的传播速度是一致的
D.机械波的频率由介质和波源共同决定
【答案】B
【解析】产生机械波两个必备条件,一个是有机械振动,另外还有传播这种振动的介质,若没有介质,有机械振动,而不会产生机械波,A错误;横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,与频率及振幅无关,B正确;质点振动时做简谐振动,而波匀速传播,振动速度与波速完全不同,C错误;机械波的频率由波源决定,与介质无关,D错误.
10.如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到B点时的波形图,由图可判断出A点开始振动的方向是 ( ).
A.向左B.向右C.向上D.向下
【答案】C
【解析】由图可知,沿波传播方向B点的前边质点在其上方,B点要重复前边质点的振动,故B向上运动,故振源开始也是向上起振的,C项正确.
11.从运动学的角度分析,振动一定是一种________(选填“直线”、“曲线”、“匀速”或“变速”)运动;从能量的角度分析,波动是一种________(选填“产生”、“传递”或“消耗”)能量的过程.
【答案】变速 传递
【解析】[1]振动的质点速度在发生变化,故属于变速运动;
[2]波可以将波源的能量传递出去,故波是一种能量传递的过程。
12.一列横波在某时刻的波形图如图所示.若此时刻质点a的振动方向向下,则波向_______传播.若波向右传播,此时刻d点向________振动.
【答案】左 下
【解析】[1]质点a的振动方向向下,由波形平移法可知,则知波向左传播;
[2]若波向右传播,波形向右平移,则知此时时刻b点向下振动。
二、拓展提升
1.如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出)。t=0时,O位于最高点,P位于最低点,下列判断正确的是( )
A.时,P位于平衡位置上方B.P的起振方向与O的起振方向相反
C.时,P的速度方向水平向右D.P、O的振动频率相同
【答案】D
【解析】时,P从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A错误;每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故B错误;时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故C错误;该简谐波上的点的振动频率都相同,故D正确。故选D。
2.关于机械波的概念,下列说法正确的是( )
A.横波中质点的振动方向为竖直方向,纵波中质点的振动方向为水平方向
B.简谐横波在长绳中传播,绳上相距半个波长的两振动质点位移大小始终相等
C.任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D.如果振源停止振动,在介质中传播的波也就立即停止
【答案】B
【解析】横波中质点的振动方向为与运动方向相互垂直,纵波中质点的振动方向为沿波的传播方向,故A错误;波在传播中质点不会随波前进,都仍在其平衡位置附近上下振动,故位移大小始终相等,故B正确;
质点不会随着波的传播而移动,故C错误;振源停止振动,但介质中的波仍继续传播,故D错误。故选B。
3.如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出)。t=0时,O位于最高点,P位于最低点,下列判断正确的是( )
A.时,P位于平衡位置上方B.P的起振方向与O的起振方向相反
C.时,P的速度方向水平向右D.P、O的振动频率相同
【答案】D
【解析】时,P从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A错误;每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故B错误;时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故C错误;该简谐波上的点的振动频率都相同,故D正确。故选D。
4.关于机械波的概念,下列说法正确的是( )
A.横波中质点的振动方向为竖直方向,纵波中质点的振动方向为水平方向
B.简谐横波在长绳中传播,绳上相距半个波长的两振动质点位移大小始终相等
C.任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D.如果振源停止振动,在介质中传播的波也就立即停止
【答案】B
【解析】横波中质点的振动方向为与运动方向相互垂直,纵波中质点的振动方向为沿波的传播方向,故A错误;波在传播中质点不会随波前进,都仍在其平衡位置附近上下振动,故位移大小始终相等,故B正确;
质点不会随着波的传播而移动,故C错误;振源停止振动,但介质中的波仍继续传播,故D错误。
故选B。
4.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。已知相邻两质点间的距离为1m,t=0.5s时,质点1第一次偏离平衡位置20cm速度恰好为零,此时质点5刚要被带动。下列说法正确的是
A.绳波是横波,其振幅为20cm,波长为16m
B.t =0.5s时,质点5开始向下运动
C.t=7.3s到t=7.4s,质点8的速度先减小后增大
D.若波源周期变为1s时,波速变为原来的两倍
【答案】AC
【解析】绳波中振动方向与传播方向垂直,可知绳波是横波,其振幅为20cm,波长为,选项A正确;t =0.5s时,质点5开始向上运动,选项B错误;因T=2s,波速振动传到质点8需要,则t=7.3s到t=7.4s,质点8已经振动6.425s~6.525s,即质点8处在从平衡位置向上振动到最高点后再向下振动的阶段,其速度先减小后增大,选项C正确;波速由介质决定,与质点振动的周期无关,选项D错误。
5.如图所示,是沿绳向右传播的一列横波.
(1)在图上标出B、D两点的振动速度方向(______)
(2)________点正处于波峰,它此时具有最________(选填“大”或“小”)的位移,最______(选填“大”或“小”)的加速度,最_______(选填“大”或“小”)的速度.
(3)再经________T,A第一次回到平衡位置.
【答案】见解析所示 C 大 大 小
【解析】(1)[1]根据波沿绳向右传播,由波形平移法知,B点向下振动,D点向上振动,如图所示:
(2)[2][3][4][5]由图可知,C点正处于波峰,它此时具有最大的位移,最大的加速度,最小的速度。
(3)[6]A点,向上振动,经过第一次回到平衡位置。
6.细绳的一端在外力作用下从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,图为时刻各点所处的位置,图为时刻的波形图(T为波的周期).请在图中画出时刻的波形图________
【答案】
【解析】[1]设方格的边长为 由图可知,波的波长应为,波的振幅应为;在内波传播了,则再过半个周期波应再传播,故9点开始向上振动,此时0点应到达负向最大位移处;6点达正向最大位移处;故波形如图所示:
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