高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波1 波的形成随堂练习题

2020-2021学年度人教版（2019）选择性必修第一册

3.1波的形成同步训练4（含解析）

1．一根粗细均匀的软绳一端固定，另一端用手抓住并上、下振动，形成了向右传播的波。此波可看成简谐波，波的传播速度为v，周期为T。下列说法正确的是（　　）

A．简谐波的传播速度与振动的振幅有关

B．绳中质点振动的最大速度等于波的传播速度

C．绳中相距为的两个质点的振动位移总是相同

D．离手距离分别为x1、x2（x2＞x1）的两质点，开始振动的时间差为

2．一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b、c为介质中的三个质点，则此刻

A．a的速度最大 B．b的加速度最大

C．b向y轴正方向运动 D．c的速率大于b的速率

3．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图所示，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，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。t = 0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1与质点20间相距一个波长

B．质点20开始振动时运动方向向下

C．时质点5的加速度方向向上

D．时质点12的运动方向向上

4．沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，A， B、C三个质点的平衡位 置分别为xA=1.5m、xB=2m、xC=3m，t=0.9s时质点A恰好第二次到达波峰，下列说法正确中的是

A．波传播的速度为10m/s

B．t=0.1s时质点A运动到质点B的位置

C．质点C在t=0.9s时沿y轴负方向振动

D．质点B的振动表达式为y=5sin（2.5πt）cm

5．关于机械波，下列说法正确的是（    ）

A．波的传播方向就是质点振动的方向 B．波的传播速度就是质点的振动速度

C．波的传播过程就是介质质点的迁移过程 D．波的传播过程就是振动能量的传递过程

6．关于机械波，下列说法中正确的是（    ）

A．机械波的振幅与波源振动的振幅不相等

B．在机械波的传播过程中，离波源越远的质点振动的周期越大

C．在波的传播过程中，介质中质点的振动频率等于波源的振动频率

D．在波的传播过程中，介质中质点的振动速度等于波的传播速度

7．抖动水平绳的一端，在细绳上产生的横波，当手停止抖动后（    ）．

A．波立即消失

B．波形立刻变乱

C．波源立即停止振动，但波继续由近及远传播

D．离波源远的质点先停止振动，离波源近的质点后停止振动

8．图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波（    ）.

A．向右传播，且此时质点B正向上运动

B．向右传播，且此时质点C正向下运动

C．向左传播，且此时质点D正向上运动

D．向左传播，且此时质点E正向下运动

9．有三根平行的弹性绳A、B、C，其左端分布在同一直线M、N上，让它们的左端同时开始振动，经过一定时间后出现了如图所示情况，其中P、Q是平行于M、N的一条参考线由图中信息可知（    ）.

A．形成的三列波的传播速度相同 B．形成的三列波的波长相同

C．弹性绳A中的质点振动的频率最大 D．弹性绳A中的质点振动的周期最大

10．一简谐横波在x轴上传播，在某时刻的波形图像如图所示，已知该时刻质点E向下振动，则下列说法正确的是（    ）.

A．该简谐波沿x轴负方向传播 B．质点A将比质点B先回到平衡位置

C．质点D的振幅最小 D．质点E与质点G的振动方向总是相反

11．如图所示是一列横波在某一时刻的波动图像，以下说法错误的是（    ）.

A． B、I有相同的位移 B．A、E有相同的位移

C．A、H有相同的位移 D．E、F有相同的位移

12．一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播，A、B间的距离为3m，如图甲所示，若质点B的振动图象如图乙所示，则质点A的振动图象为（  ）

A． B． C． D．

13．如图a所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的、、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为lm，t＝0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图像如b所示，当O点第一次达到正方向最大位移时刻，P点刚开始振动，则（　　）

A．、P两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反

B．当点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经走过25cm路程

C．当波在绳中传播时，绳中所有质点沿x轴移动的速度大小相等且保持不变

D．若O质点振动加快，周期减为2s，则O点第一次达到正方向最大位移时刻，P点也刚好开始振动

14．关于机械波，下列说法不正确的是（  ）

A．在传播过程中能传递能量

B．频率由波源决定

C．能产生干涉、衍射现象

D．能在真空中传播

15．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点

A．它的振动速度等于波的传播速度

B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向

C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长

D．它的振动频率等于波源振动频率

16．一个小石子投向平静的湖水中央，激起圆形波纹一圈圈向外传播，如果此时树上一片树叶落在水面上，则树叶将

A．沿波纹的圆周运动． B．在落下处上下振动．

C．渐渐漂向湖心． D．渐渐漂向湖畔.

17．一列沿x轴正向传播的简谐横波，其振幅为2cm，波速为30cm/s，在传播过程中，介质中相距30cm的两质点a、b，某时刻均在x轴上方距离x轴1cm的位置，此时两质点运动方向相反，如图所示．则下列说法正确的是

A．b质点可能比a质点先回到平衡位置

B．a质点速度最大时，b质点速度为0

C．从此时刻起，经过1秒钟a质点运动到b位置处

D．此时a、b两质点加速度大小相等，方向相反

18．一列简谐横波沿介质传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其它质点的振动及能量传递的情况是（ ）

A．所有质点都立即停止振动

B．已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动

C．能量将会继续向远处传递

D．能量传递随即停止

19．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．t = 0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． 时质点5的运动方向向下 B．时质点8的加速度方向向上

C．时质点12的运动方向向上 D．时质点16开始运动

20．如图，a、b、c、d是均匀介质中x轴上的四个质点，相邻质点间距依次为2m、4m、6m。一列简谐横波以2m/s的速度沿x轴正向传播，在t=0时刻质点a开始振动，且由平衡位置向下运动，t=5s时a第二次到达最低点，则（   ）

A．t=6s时刻，波恰好传到质点d处 B．t=5s时刻，质点c恰好到达最低位置

C．在5s<t<6s的时间间隔内质点c向上运动 D．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动

21．一列简谐横波在轴上传播，某时刻的波形图如图所示，、、为三个质元，正向上运动．由此可知（    ）

A．该波沿轴正方向传播

B．正向上运动

C．该时刻以后，比先到达平衡位置

D．该时刻以后，比先到达离平衡位置最远处

参考答案

1．D

【详解】

A．简谐波的传播速度与振动的振幅无关，由介质的性质决定．故A错误．

B．机械波传播时，质点做简谐运动，波匀速传播，绳中质点并不随波迁移，传播的只是振动形式和能量，所以质点振动的最大速度并不等于波的传播速度．故B错误．   

C．波长λ=vT，相距为即为，两个质点即相距半个波长的质点，振动情况总是相反，位移总是相反．故C错误．

D．离手距离分别为x1、x2（x2＞x1）的两质点，开始振动的时间差

故D正确．

故选D．

2．C

【解析】

【详解】

A．质点a在最高点，此时a的速度为零，选项A错误；

B．质点b在平衡位置，此时b的加速度为零，选项B错误；

C．波向右传播，可知b向y轴正方向运动，选项C正确；

D．质点b在平衡位置，此时b的速度最大，c的速率小于b的速率，选项D错误；

故选C.

3．D

【详解】

A．由题意可知，第1到第5个质点之间为，则质点1与质点17间相距一个波长，选项A错误；

B．因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，选项B错误；

C．在时刻质点5开始向上振动，在时质点5到达最高点，其加速度方向向下，选项C错误；

D．时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了，则运动方向向上，选项D正确；

故选D.

4．D

【详解】

A．由图可得：波长λ=4m，根据波向右传播可得：当波向右传播△x=4.5m时质点A恰好第二次到达波峰，故波速，周期，故A错误；

B．波上质点不随波的传播而迁移，图示简谐横波只在y方向上振动，x方向的位移为零，故质点A不可能运动到质点 B 的位置，故B错误；

C．质点A、C水平位之间距离△x′＝1.5m，t=0.9s时质点A恰好到达波峰，故质点C位移为负，根据波形，由波向右传播可得：质点C沿y轴正方向运动，故C错误；

D．根据波向右传播可得：t=0时刻，质点B在平衡位置向上振动；由图可得：振幅A=5cm，又有周期T=0.8s，故质点B的振动表达式为为y=5sin2.5πt（cm），故D正确；

故选D。

5．D

【详解】

A.机械波的传播方向与质点振动方向无关，A错误；

B.波的传播速度与质点振动速度无关，B错误；

C.波的传播过程中，质点在平衡位置附近振动，不随波迁移，C错误；

D.波的传播过程将波源的振动能量传播出去，故D正确；

故选D。

6．C

【详解】

A．波在传播过程中，机械波的振幅与波源振动的振幅是相等的，故A错误；

B．在波传播中各点的振动周期均与波源的周期相同，故B错误；

C．每个质点都在重复波源的振动，因此质点的振动频率和波源的振动频率相同，故C正确；

D．振动速度与波的传播速度是不相同的，故D错误。

7．C

【解析】

【详解】

由波的形成可知，已经产生的波会继续由近向远传播，当手停止抖动，波源立即停止振动，则不会形成新的波，故C正确。

故选C。

8．C

【详解】

AB．质点A正向上运动，由波形平移法可知，波向左传播，质点B、C向下运动，故AB错误

CD．由上可知，波向左传播，由波形平移法可知，质点D、E正向上运动，故C正确，D错误。

9．C

【详解】

A．由图可以看出AB相同时间内传播的距离相等，C传播的距离为AB的一半，故AB波速相等，C的波速为AB的一半，C的速度最小，故A错误；

B．由图中的波形图可以看出B波长最长，故B错误；

CD．由图可知，A完成4次全振动，B完成1.5次全振动，C完成两次全振动，A完成的周期性振动的次数最多，所以A质点振动的频率最大，周期最小，故C正确，D错误。

10．A

【详解】

A．简谐波横波在x轴上传播，此时质点E的运动方向向下，由波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确；

B．此时质点A向上运动，而质点B向下运动，直接回到平衡位置，则质点B先回到平衡位置，故B错误；

C．此时质点D的位移为零，但振幅不为零，各个质点的振幅均相同，故C错误；

D．质点E和质点G平衡位置间距离不是半波长的整数倍，故位移、速度不可能总是相同或相反，故D错误。

11．B

【详解】

由波动图像可知，A、C、H有相同的位移，B、I有相同的位移，E、F有相同的位移，故ACD正确，B错误。

本题要求选错误的，故选B。

12．D

【解析】

【详解】

根据图乙可知该简谐横波的周期T=4s，则波的波长=vT=4m；A、B间的距离为3m，波是由A向B传播，所以A点处质点的振动形式传播到B点处需要3s的时间，也就是说图乙中质点B在3s时的振动形式应该是质点A在t=0s时的振动形式，由图乙知3s时质点B在波峰，说明质点A在t=0s时处于波峰。

A.图A与分析不一致，故A错误；

B.图B与分析不一致，故B错误；

C.图C与分析不一致，故C错误；

D.图D与分析相一致，故D正确。

故选D。

13．B

【解析】

【详解】

A．根据对称性，与步调始终一致，故A错误；

B．起振方向与点起振方向相同：向上，当点振动第一次达到负向最大位移时，经过，而波由点传到时间为，故质点的路程为：

故B正确；

C．各质点只是上下振动不会左右移动，故C错误；

D．波速由介质决定，故波速不变，周期变化后，到平衡位置的时间减少，则点第一次达到正方向最大位移时刻，波还未传到点，故D错误；

故选B。

14．D

【详解】

A．波传播振动这种运动形式的同时传递能量，故A正确，不符合题意；

B．波的频率是由波源决定的，故B正确，不符合题意；

C．干涉、衍射是波的特有现象，机械波在一定条件下也能发生干涉和衍射现象，故C正确，不符合题意；

D．机械波传播要借助于介质，真空中不能传播，故D错误，符合题意。

故选D。

15．D

【解析】

A、在同种均匀介质中波的传播过程中传播速度为定值，而质点的在平衡两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，和波速无关，故A错误；

B、在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，故B错误；

C、质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C错误；

D、每个质点都在重复波源的振动因此质点的振动频率和波源的振动频率是相同的，故D正确．

点睛：波动过程是传播波源的振动形式和能量的过程，振动质点并不随波一起传播，二是在自己平衡位置振动，因此明确波的形成是解本题关键．

16．B

【解析】

分析：一个小石子投向投向平静的湖水中央，激起圆形的水波向外传播，水面上各质点都在各自平衡位置附近上下振动，不向前迁移．

解答：解：一个小石子投向投向平静的湖水中央，激起圆形的水波向外传播，而水波是横波，传播过程中水面各质点上下振动，既不向外移动，也不向圆心移动，更不会沿波纹作圆周运动．

故选B

点评：本题考查对机械波基本特点的了解程度，机械波向前传播的是振动形式和能量，不是质点．

17．A

【详解】

A．若图示时刻，b质点向下振动，a质点向上振动，则b质点比a质点先回到平衡位置。故A正确。

B．由图看出，当a质点经过平衡位置时，速度最大，而b不在最大位移处，速度不为零。故B错误。

C．简谐横波沿x轴正向传播过程中，两质点都在各自的平衡位置附近振动，a质点并不向前移动，不可能移到b质点处。故C错误。

D．图示时刻，两质点的位移大小、方向相同，则加速度也大小相等、方向相同，方向沿均沿y轴负方向。故D错误。

故选：A。

18．C

【解析】

【详解】

当波源的振动方向与波的传播方向相互垂直时，称之为横波．当波源突然停止振动时，由于波是使质点间相互带动，并且重复，同时后一个质点比前一个质点滞后，所以离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动；波的能量仍在质点的振动下传播．故C正确ABD错误．

19．C

【解析】

【详解】

根据质点起振动方向与波源起振方向相同，确定质点的振动方向．

A、质点5起振方向与质点1相同，为竖直向上，故A错误；

B、t=T时，传播到9质点，8质点正竖直向上运动，振动的速度方向竖直向上，加速度竖直向下，故B错误；

C、时，质点13开始振动，质点12位于平衡位置上方，正在向上运动，故C正确；

D、t=T时，质点17开始运动．故D错误．

20．AC

【详解】

A．波速为 v=2m/s，t=6s内波传播的距离 x=vt=12m，可知，t=6s时刻，波恰好传到质点d处。故A正确。

B．由题t=0时刻质点a开始由平衡位置向下振动，经过T/4第一次到达最低点，t=2s时质点a第二次到达最低点，则：，则T=4s。波从a传到c的时间，则t=5s时刻，质点c已经振动了2s，而2s=T/2，所以t=5s时刻，质点c恰好向上通过平衡位置。故B错误。

C．在5s＜t＜6s的时间间隔内，质点c已振动时间为 2s＜t＜3s，即为 T/2＜t＜3T/4，c点开始向下起振，所以在5s＜t＜6s的时间间隔内质点c向上运动。故C正确。

D．该波的波长为 λ=vT=2×4=8m，db间距离 xbd=10m=1 λ，b、d两点并不是反相点，所以当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动。故D错误。

故选AC。

21．AC

【解析】

试题分析：a 正向上运动，振动比左侧波峰迟，波向右传播．故A正确．根据波形的平移规律，c点正向下运动．故B错误．此时b向上运动，比c先到平衡位置．故C正确．由图及运动方向判断，c比b先到达离平衡位置最远处．故D错误．

故选AC

考点：横波的图象．

点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系．同时，要熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况．