人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成精品课堂检测

第01节 波的形成

知识点01  机械波

1．波的形成：当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动，相邻质点又带动更远一些的质点振动起来，后面的质点重复前面质点的振动，只是后面的质点总比前面的质点晚一些开始振动．

2．波的传播：绳端这种上下振动的状态沿绳传播出去，称为波的传播．

3．机械波的形成：

(1)机械振动在介质中传播，形成机械波．

(2)介质是指波借以传播的物质．

4．机械波的产生条件

(1)要有波源，(2)要有传播振动的介质．

5．机械波的传播特点

(1)传递运动形式：介质本身并不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式．

(2)传递能量：使本来静止的质点发生振动，说明波是传递能量的一种方式．

(3)传递信息：如：用语言进行交流，说明波可以传播信息．

【即学即练1】(多选)如图所示是一条软绳,绳上选有18个质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波,由波的形成及图示可知,下列说法中错误的是(　 　)

A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动

B．每个质点开始运动后,在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动

C．绳子上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期都相同

D．绳子上波的传播过程,也是能量的传播过程,虽然每个质点均做等幅振动,但每个质点的机械能并不守恒

知识点02  机械波的分类

机械波可分为横波和纵波两类，对比如下：

注意：声波是纵波，它不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播．

【即学即练2】 关于横波和纵波,下列说法正确的是(　 　)

A．对于横波和纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反

B．对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同

C．形成纵波的质点,随波一起迁移

D．形成纵波的质点不随波迁移

知识点03  振动与波动的比较

【即学即练3】(多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是

A．振动是形成波的原因，波动是振动的传播

B．振动是单个质点呈现的现象，波动是许多质点联合起来呈现的现象

C．波的传播速度就是质点振动的速度

D．有波动一定有振动，有振动一定有波动

考法01  机械波的传播

【典例1】  如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，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，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经质点1开始振动，则下列说法中错误的是(    )

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

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

考法02  横波和纵波

【典例2】  下列关于横波、纵波的说法正确的是(    )

A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波

B．由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，因此横波、纵波不可能沿同一方向传播

C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等

D．只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波

考法03  机械波的应用

【典例3】  如图甲所示为波源1的振动图像，图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t＝1 s时的振动状态，其中质点4刚开始振动．请在图丙中画出t＝5 s时质点的振动状态．

题组A  基础过关练

1．(多选)关于机械波的说法正确的是(　　)

A．相邻的质点要相互做功

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

2．沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时(　　)

A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失

B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失

C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动

D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动

3．关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是(　　)

A．在横波中二者方向有时相同

B．在横波中二者方向一定不同

C．在纵波中二者方向一定相同

D．在纵波中二者方向一定不同

4．图中展示了一张骨牌倒下时引起的相邻骨牌依次倒下的照片，以及一阵风吹过麦地形成的麦浪滚滚的景象。关于骨牌和麦浪的运动，下列说法正确的是(　　)

A．骨牌的运动形成了波，麦子的运动形成的不是波

B．麦子的运动形成了波，骨牌的运动形成的不是波

C．麦浪和骨牌的运动都形成了波

D．麦浪和骨牌的运动都没有形成波

5．如图，是以质点P为波源的机械波沿着一条一端固定的轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为(    )

A．向上 B．向下 C．向左 D．向右

6．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．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

D．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

7．把闹钟悬放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，但如果将罩内空气抽去，就听不到闹钟的铃声，这说明(　　)

A．声波是纵波

B．抽去罩内的空气后，闹钟不再运转了

C．气体和固体都能传播声音

D．声波不能在真空中传播

8．(多选)在学到“机械振动与机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点，你从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对。(　　)

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，这是风吹振动的。

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。

A．小张说的对　　　 B．小王说的对

C．小李说的对  D．小赵说的对

9．振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是(　　)

10．(多选)一列简谐横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，下列说法正确的是(　　)

A．如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力

B．如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力

C．如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力

D．如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力

11．(多选)如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的运动方向如图所示，则(　　)

A．该波向左传播

B．质点B和D的运动方向相同

C．质点C比质点B先回到平衡位置

D．此时质点F和H的速度方向相反

12．如图所示，1、2、3、4…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点．开始时绳处于水平方向，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．已知t＝0时，质点1开始向下运动，经过二分之一周期，质点9开始运动．则在二分之一周期时，下列说法正确的是(　　)

A．质点3向上运动  B．质点5所受回复力为零

C．质点6的加速度向下 D．质点9的振幅为零

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．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2开始振动时的运动方向向上

B．t＝时质点5的加速度方向向上

C．t＝时质点10的运动方向向下

D．t＝T时质点12的运动方向向上

14．如图甲为波源1的振动图像，图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t=1 s 时的振动状态．请在图丙中画出t=5 s时质点的振动状态．

题组B  能力提升练

1．一列横波在某时刻的波形图像如图所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是(　　)

A．波水平向右传播

B．质点H与质点F的运动方向相同

C．质点C比质点B先回到平衡位置

D．此时刻质点C的加速度为零

2．(多选)一般高层建筑物在底层与岩石之间建有支柱，如图所示．地震时产生的纵波和横波是造成建筑物损坏的主要原因，为了避免在地震时建筑物损坏，可在建造时采取适当的措施，下列做法中比较合理的是(　　)

A．减小支柱的长度

B．增加建筑物的高度

C．在建筑物底层与支柱间嵌入高弹性橡胶块

D．在支柱和岩石间安置可在水平方向滑动的护垫

3．(多选)如图为一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点．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，四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，则(　　)

A．ac<ab<aa＝ad   B．ac>ab>aa＝ad＝0

C．va＝vd>vb>vc   D．va＝vd<vb<vc

4．(多选)一列绳波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质元，a正向上运动．由此可见(　　)

A．该波沿x轴正方向传播

B．c正向上运动

C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置

D．该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处

5．(多选)一列波在某一时刻的波形图如图所示，N为波源，并且此时振动只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，下面说法正确的是(　　)

A．由波源起振开始计时，Q质点已经振动了T

B．由波源起振开始计时，Q质点已经振动了

C．由波源起振开始计时，P质点已经振动了

D．由波源起振开始计时，P质点已经振动了

6．一列波在介质中向某一方向传播，图为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是(　　)

A．波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间T

B．波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间

C．波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间

D．波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间

7．地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。地震中，假定震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则下列说法正确的是(　　)

A．P先开始振动，震源距地震仪约36 km

B．P先开始振动，震源距地震仪约25 km

C．H先开始振动，震源距地震仪约36 km

D．H先开始振动，震源距地震仪约25 km

8．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t＝0时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x＝3 m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为xa＝2.5 m，xb＝5.5 m，则以下说法中正确的是(　　)

A．波沿x轴负方向传播

B．当a质点处在波峰时，b质点在向上运动

C．t＝时，a质点正在向y轴负方向运动

D．t＝时，b质点正在向y轴负方向运动

9．(多选)一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25 s图中P点第一次到达波峰的位置，此后再经0.75 s，P点的位移和速度可能是(　　)

A．位移是2 cm

B．位移是－2 cm

C．速度最大，方向沿－y的方向

D．速度最大，方向沿＋y方向

10．如图所示是一列横波t0时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：

(1)该时刻加速度最大的质点有哪些？

(2)速度最大的质点有哪些？

(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？

(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？

题组C  培优拔尖练

1．(多选)一列横波沿绳子向右传播，传播过程无能量损失，某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状．对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　)

A．它们的振幅相同

B．质点D和F的速度方向相同

C．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置

D．从此时算起，质点E比F先到达波峰

2．(2020-2021学年北京市牛栏山第一中学高二(上)期末)如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、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已发生的位移为下列判断正确的是(　　)

A. 时质点5的运动方向向下 B. 质点7的加速度方向向上

C. 时质点5运动的路程为3S D. 时质点9向下运动