高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成课时作业

第1节 波的形成

1.（多选）关于机械波的形成，下列说法正确的是(      )

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，只是时间上落后一步

C.机械波中介质随波迁移

D.机械波可以传递能量和信息

答案： ; ;

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， 正确；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，离波源越远，振动步调越落后，机械波中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， 错误， 正确。

2.下列关于横波、纵波的说法正确的是(      )

A.凹凸相间的波叫横波，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.沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波

D.沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波

答案：

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， 、 、 错误；横波具有波峰和波谷， 正确。

3.（2021山东济南高二期末）某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是(      )

A.波形甲的振幅比波形乙的大

B.波形甲的周期比波形乙的长

C.波形甲的形成时间比波形乙早

D.波形甲的起振方向与波形乙相同

答案：

解析：由题图可知波形甲的振幅比波形乙的小， 错误；甲、乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长大于波形乙的波长，根据 ，波形甲的周期大于波形乙的周期， 正确；波形乙的形成时间比波形甲早， 错误；波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上， 错误。

4.（多选）在学到“机械振动”“机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表了自己的观点。

小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。

小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过铁桥时要减速，也是同样的道理。

小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹门使之振动产生的。

小赵说：树叶在水面上下振动说明，机械波并不向外传递介质。

从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对(      )

A.小张说的对B.小王说的对

C.小李说的对D.小赵说的对

答案： ; ;

解析：根据机械振动和机械波的概念易判断 、 、 正确；春夏季潮湿，秋冬季干燥，干燥时木板会收缩，产生响声， 错误。

5.（多选）机械波在介质中传播时，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

答案： ; ;

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 、 、 正确， 错误。

6.（多选）一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点 的受力，下列说法中正确的是(      )

A.如果波向右传播，则质点 受到向上的作用力

B.如果波向右传播，则质点 受到向下的作用力

C.如果波向左传播，则质点 受到向上的作用力

D.如果波向左传播，则质点 受到向下的作用力

答案： ;

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 的回复力是由相邻的质点对质点 的作用力提供的，质点 的受力方向始终向下，故 、 正确。

7.（多选）下列关于机械波的说法中正确的是(      )

A.相邻的质点相互做功

B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能

C.波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动

D.除波源外波中各质点都做受迫振动

答案： ; ;

解析：机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故 正确；波在传播的过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，故 错误；每个质点都是由波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，并且都“仿照”波源振动，故 、 正确。

8.（2021江西临川二中期末）下列关于波的应用正确的是(      )

A.要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波

B.两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用

C.光缆是利用机械波传递信息的

D.宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波

答案：

解析：机械波传播时，介质中各质点在各自平衡位置附近振动，质点本身并不随波迁移，所以水波并不能使河中的纸船靠近河岸， 错误；光缆是利用光波传递信息的， 错误；固体也能传播声波， 错误；声波可以在液体中传播， 正确。

素养提升练

9.（多选）如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图， 、 、 、 为介质中的四个质点， 在波峰， 在波谷， 在平衡位置， 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 、 、 、 ，它们的速度大小分别为 、 、 、 ，则(      )

A. B.

C. D.

答案： ;

解析：由简谐运动的特点可知，位移越大，加速度越大，速度越小，故质点 与质点 加速度相等且最大，质点 加速度最小，而质点 速度最大，质点 和质点 速度相等且最小， 、 正确， 、 错误。

10.（多选）位于 处的波源从平衡位置开始沿 轴正方向振动，该波源产生的横波沿 轴正方向传播。关于 处的质点 ，下列说法正确的是(      )

A.质点 开始振动的方向沿 轴负方向

B.质点 开始振动的方向沿 轴正方向

C.质点 沿 轴正方向随波移动

D.质点 沿 轴上下振动

答案： ;

解析：该波源产生的是横波，即波的传播方向与质点的振动方向相互垂直，因波沿 轴正方向传播，故质点 沿 轴上下振动， 错误， 正确；波的传播过程是离波源近的质点依次带动离波源远的质点振动，即所有的质点依次重复波源的振动形式，因波源开始从平衡位置沿 轴正方向振动，故质点 开始振动的方向沿 轴正方向， 错误， 正确。

11.（2021江苏扬州中学期中）如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知此时质点 正向上运动，如图中箭头所示。由此可判定此横波(      )

A.向右传播，且此时质点 正向上运动

B.向右传播，且此时质点 正向下运动

C.向左传播，且此时质点 正向上运动

D.向左传播，且此时质点 正向下运动

答案：

解析：A向上运动，说明 是跟着右边的质点在振动，说明波源在右边，可判定波向左传播，故 、 错误；已知波的传播方向，沿波的传播方向，比 、 质点更早开始振动的各自相邻的质点都在它们的位置的上方，所以 、 向上振动， 正确， 错误。

12.如图是某绳波的形成过程示意图，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。 时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为 ，经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移大小为 。下列判断正确的是(      )

A. 时质点5的运动方向向下

B. 时质点7的加速度方向向上

C. 时质点5运动的路程为

D. 时质点9向下运动

答案：

解析：经过 ，质点1从平衡位置运动到波峰，位移大小为 ，则振幅 ，后一个质点重复前一个质点的振动，质点1开始振动时是从平衡位置开始向上振动，故质点5开始振动时也是由平衡位置开始向上振动， 错误；因为质点1到质点7的距离是质点1到质点5的距离的1.5倍，所以波从质点1传到质点7所需时间为 ，故在 时质点7已振动 ，即质点7在从平衡位置向上运动过程中，根据公式 知此时质点7的加速度方向向下， 错误；在 时刻，质点5已振动 ，故其通过的路程为 ， 错误；波从质点1传播到质点9所需时间为 ，在 时质点9已振动 ，故此时质点9正通过平衡位置向下振动， 正确。

创新拓展练

13.如图是某绳波形成过程的示意图，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。 时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动，下列判断正确的是(      )

A.质点2开始振动时的运动方向向上

B. 时质点5的加速度方向向上

C. 时质点10的运动方向向下

D. 时质点12的运动方向向上

答案：

解析：介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同， 正确；经过 ，质点5振动了 ，处于正向最大位移处，加速度的方向向下， 错误； 时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点运动方向向上，质点10运动方向向上， 错误； 时，质点9～17之间的质点在平衡位置上方，9~13之间的质点运动方向向下，质点12运动方向向下， 错误。

思路导引 根据后一个质点重复前一个质点的振动，可知每一个质点开始振动的时候都和波源起振的情况相同；根据给定时间内质点振动情况和波传播的距离，分析质点运动的方向。

规律总结 机械波的形成和传播特点

（1）机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、重复、落后”，即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动形式，并且后一质点的振动“落后”于前一质点。

（2）就全部质点来说，呈现的现象是波动，而就单个质点来说，所呈现的现象是振动。