2022高中物理 第12章 機械波 課時提升作業(yè)六 12.1 波的形成和傳播 新人教版選修3-4

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1、2022高中物理 第12章 機械波 課時提升作業(yè)六 12.1 波的形成和傳播 新人教版選修3-4 一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分) 1.下列關于波的應用,正確的是　(　　) A.要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸,可向比紙船更遠處投擲石子形成水波 B.兩個在水中潛泳并且靠得較近的運動員能聽到對方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應用 C.光纜利用機械波傳播信息 D.宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁只能引起機械振動不能形成聲波 【解析】選B。機械波在介質中傳播的過程中,質點只是在各自的平衡位置附近振動,介質本身并不遷移,故A錯。光纜是利用光傳播信息的,故C錯。固體也能傳播機械波

2、,故D錯。聲波可以在水中傳播,且比在空氣中的傳播速度快,故B正確。 2.對于一列機械波,判斷它是橫波還是縱波,其依據(jù)是　(　　) A.介質中的質點是在水平方向上振動,還是在豎直方向上振動 B.介質中質點振動的方向與波的傳播方向是垂直還是在一條直線上 C.波的傳播方向是在水平方向上還是在豎直方向上 D.波傳播的速度與質點振動的速度大小的關系 【解析】選B。判斷一列波是橫波還是縱波,依據(jù)是質點振動的方向與波的傳播方向是垂直還是在一條直線上。如果垂直就是橫波,如果在同一條直線上就是縱波。故只有B正確。 3.(多選)關于振動和波的關系,下列說法中正確的是　(　　) A.振動是波形成的原

3、因,波是振動的傳播形式 B.振動是單個質點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象,波是許多質點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象 C.波的傳播速度就是質點振動的速度,波源停止振動時,波立即停止傳播 D.質點的振動頻率等于振源振動的頻率 【解析】選A、B、D。機械波的產生條件是有波源和介質。由于介質中的質點被依次帶動由近及遠傳播而形成波,所以選項A和B正確。波的傳播速度是波形由波源向外延伸的速度,在均勻介質中其大小不變,而質點振動的速度和方向都隨時間發(fā)生周期性地變化,波源一旦將振動傳給了介質,振動就會在介質中向遠處傳播,當波源停止振動時,介質仍然繼續(xù)傳播,波源振動的運動形式,不會隨波源停止振動而停止傳播,即波不會立即停止傳

4、播,選項C錯誤。質點的振動頻率由振源決定,故選項D對。 4.(多選)關于機械波,下列說法正確的是　(　　) A.介質中各相鄰質點間必有相互作用力 B.前一質點的振動帶動相鄰的后一質點的振動,后一質點的振動必定落后于前一質點的振動 C.波傳播的速度方向和質點振動的速度方向相同 D.波除了傳遞能量和振動形式外,還可以傳遞信息 【解析】選A、B、D。波在傳播過程中,由于介質中各相鄰質點之間的相互作用,離波源較近的質點帶動離波源較遠的質點振動,后面質點就重復并落后于前面質點的振動,故A、B正確。波的傳播速度與質點的振動速度不是一回事,在橫波中,二者方向相互垂直,而在縱波中,二者方向在同一條

5、直線上,故C錯。除了傳遞能量,波傳播的還有振動形式,而振動形式本身就是一種信息,如果制成各種不同的信息附加于這種振動形式上,波傳播的同時就傳遞了信息,故D對。 5.(多選)關于機械波的傳播,下列說法中正確的是(　　) A.振源處質點以外的各質點都在做受迫振動且振動周期相同 B.振源的能量和振動隨波向遠處傳遞 C.質點振動的頻率雖由振源決定,但隨著波的傳播會減小 D.波中各質點振動的頻率有時是相同的 【解析】選A、B。在機械波的形成中,振源處質點帶動其他各質點的振動,所以其他各質點都是在做受迫振動,故其振動頻率與波源處質點的振動頻率相同,周期相同,故A對,D錯;各質點振動的頻率都相同

6、,即使振幅隨波的傳播而減小,頻率也不會減小,故C錯;波源的振動和能量隨波傳遞,故B正確。 6.(多選)如圖所示是一位同學做簡諧振動繩子的一端,形成沿繩向右傳播的一列機械波,則下列說法中正確的是　(　　) A.在圖上速度最大的點是第3點與第7點 B.除第1點外,加速度最大的點是第5點 C.只有第3、7點的振動頻率不同,其他點的振動頻率都相同 D.各個點振動的周期都與振源振動的周期一樣 【解析】選A、B、D。由于繩波是橫波且向右傳播,介質中左邊的質點帶動右邊的質點振動,故2、3、4質點向下振動,6、7質點向上振動。如題圖時刻,3、7兩質點在平衡位置,速度最大,1、5兩質點在最大位移

7、處,加速度最大,故A、B對;各質點的振動周期(或頻率)由振源決定,并且是相等的,故C錯,D對。 7.(多選)在機械波的傳播過程中,關于介質中的各個質點,下列說法中正確的是　 (　　) A.介質中的質點隨波一起沿波的傳播方向運動 B.介質中的各質點只是在平衡位置附近振動,不會隨波向遠處運動 C.離波源越遠的質點,其振動就越滯后 D.介質中各個質點振動的步調不一致,振動的頻率不相同 【解題指南】解答本題時,應掌握以下三點: (1)質點并不隨著波的傳播而遷移,只是在各自的平衡位置附近振動。 (2)波源的振動帶動后面的質點振動,所以離波源遠的質點振動滯后。 (3)各振動質點都在重復

8、波源的振動,故頻率相同。 【解析】選B、C。機械波傳播時,介質中的質點只在平衡位置附近振動,并不隨波一起向前運動,故A錯誤,B正確。波源的振動由近及遠向外傳播,因此離波源越遠的質點振動就會越滯后,故C正確。在波的傳播過程中先發(fā)生振動的質點帶動后面的質點發(fā)生振動,因此,雖然介質中各個質點振動的步調不一致,但頻率都與波源的頻率相同,故D不正確。 二、非選擇題(14分) 8.如圖所示是一列向右傳播的橫波,請標出這列波中a、b、c、d…h(huán)等質點這一時刻的速度方向。 【解析】由波的形成特點可知,介質中先振動的質點將帶動它后面的質點振動,后面質點的振動是前面質點振動的重復,比較沿波傳播方向

9、上相鄰的兩質點,可知后面質點的振動狀態(tài)總是滯后于前面的質點。此題中質點c和g此時在最大位移處,速度為零,無速度方向可言,若以此時最大位移處的c點為參考點,由波的傳播方向和傳播的特點可知d點相對于c點為后一質點,d點的振動滯后于c,要追隨移動到負的最大位移處,所以速度方向向下,e、f依次跟上,速度都向下;b的振動超前,已從負的最大位移回振,所以速度向上;a超前b,已回到平衡位置,速度最大也向上;同理以g為參考點,可知h點速度向上。 答案:a、b、h向上,c、g無速度,d、e、f向下 【總結提升】繩波理解三個關鍵點 (1)結合繩波特點,記住繩波是橫波。 (2)結合繩波形成過程,理解好各質點

10、“依次、帶動、重復”的含義。 (3)結合繩波的傳播特點,理解所有波的傳播實質,即振動形式和波源的能量。 1.(15分)(1)(多選)一列橫波在某時刻的波形圖象如圖所示,此時質點F的運動方向向下,則下列說法正確的是　(　　) A.波水平向左傳播 B.質點H與質點F的運動方向相同 C.質點C比質點B先回到平衡位置 D.此時刻質點C的加速度為零 E.質點D、E、F運動方向相同 (2)AB為一彈性繩。設法在繩上傳播一個脈沖的波,如圖所示,當波從A向B傳播時,繩上質點開始起振的速度方向是________,若波從B向A傳播,繩上質點開始起振時,質點振動的速度方向是________。

11、 【解析】(1)選A、C、E。由于質點F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質點運動,又知道質點F的運動方向是向下的,則與它鄰近的離波源稍近的質點的位置應在它的下方,對照圖象可以判定出波源在質點F的右方,故波是向左傳播的,所以選項A正確。與質點H鄰近的并且離波源稍近的質點I的位置在質點H的上方,則質點H的運動方向是向上的,所以選項B也是錯誤的。用同樣的方法可以判斷出質點C要向下運動直接回到平衡位置,而質點B則先向上運動到達最大位移處后,再返回平衡位置,這樣質點C要比質點B先回到平衡位置,故選項C是正確的。質點C此時處在最大位移處,其加速度最大,所以選項D是錯誤的。質點D、E、F速度方向都是向

12、下的,E正確。 (2)根據(jù)波的形成過程,前質點依次帶動后質點并依次落后,且都重復振源的振動,當由A向B傳播,B剛開始振動時,B左側的相鄰質點比B先振動;并且位置在B的下方,所以B應該向下振,當從B向A傳播,質點剛開始振動時,速度方向向上。 答案:(1)A、C、E　(2)向下　向上 2.(15分)(1)(多選)如圖為一列簡諧波在某時刻的波形圖,a、b、c、d為介質中的四個質點。a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半,四個質點的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad,它們的速度大小分別為va、vb、vc、vd,四個質點的振幅大小為Aa、Ab、Ac、Ad,則　(　　)

13、 A.acab>aa=ad=0 C.va=vd>vb>vc D.va=vd