高中人教版 (2019)1 波的形成课后作业题

1　波的形成

课后·训练提升

基础巩固

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.关于振动和波的关系,下列说法正确的是(　　)

A.有机械振动,一定有机械波

B.有机械波,一定有机械振动

C.波源停止振动,介质中的波立即停止

D.振动是变速的,波动是匀速的

答案B

解析形成波的条件是既要有振源,又要有介质,所以有机械波必有机械振动,而有振动,在无介质的情况下,不能产生机械波,故选项A错误,B正确;在介质中,正在传播的波独立于波源,即已经形成的波跟形成该波后波源的振动无关,在波源停止振动时,波仍将继续向外传播而不会停止,故选项C错误;波只有在同种均匀介质中才会匀速传播,而D选项并没有表明具备这一必要条件,故选项D错误。

2.关于机械波,下列说法正确的是(　　)

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。

3.已知地震发生时主要发出纵波和横波,纵波振动方向与波传播方向一致,而横波振动方向与波传播方向垂直,纵波传播速度约为8 km/s,横波传播速度约为4 km/s,一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息,下列说法正确的是(　　)

A.一般来说,纵波造成的危害比横波大

B.在震源中心地区的人们先感受到上下晃动,过一小会儿再感受到水平晃动

C.根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200 km

D.该新闻说明人类已经掌握了预测地震的技术了

答案B

解析地震波分为纵波和横波,纵波传播快,破坏性弱;横波传播慢,破坏性强,故选项A错误;地震波从深处传到地表,纵波传播速度快,在震源中心地区的人们先感受到上下晃动,故选项B正确;根据s=vt=4km/s×61s=244km,故选项C错误;监测到地震时地震已经发生,说明不可预测,故选项D错误。

4.一列沿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的速度最大

D.c的速率大于b的速率

答案C

解析质点a在最高点,此时a的速度为零,选项A错误;质点b在平衡位置,此时b的加速度为零,选项B错误;此时b的速度最大,c的速率小于b的速率,选项C正确,D错误。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)

5.在机械波传播的某一方向上,关于振动方向和波的传播方向,下列说法正确的是(　　)

A.横波中两者方向有时相同

B.横波中两者方向一定不同

C.纵波中两者方向有时相同

D.纵波中两者方向一定相同

答案BC

解析在机械波传播的某一方向上,横波的传播方向和振动方向垂直,故两者方向一定不同,选项B正确;而纵波的传播方向和振动方向在同一直线上,故有时两者相同,有时相反,选项C正确。

6.一列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

答案BD

解析无论波向左传播还是向右传播,回复力始终指向平衡位置,质点A的受力方向始终向下,故选项B、D正确。

7.一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形如图所示,a、b、c为三个质点,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

答案AC

解析由波传播的规律知质点的振动是由先振动的质点带动后振动的质点,由题图知a质点偏离平衡位置的位移,说明a质点左侧质点先于a质点振动,波是沿x轴正方向传播的,选项A正确。质点c和质点a之间有一波谷,质点c振动方向与质点a振动方向相反,质点c向下运动,故选项B错误。b质点正向着平衡位置运动,故b比c先到达平衡位置,选项C正确。c比b先到达偏离平衡位置的最远处,选项D错误。

三、非选择题

8.下图是一列向右传播的横波,请标出这列波中a、b、c、d、…、h各质点在这一时刻的振动方向。

答案如图所示

解析若以此时最大位移处的c点为参照点,由波的形成特点知d点的振动滞后于c,要追随c移动到负的最大位移处,所以振动方向向下,e、f依次跟上,都向下振动;b的振动超前于c,已从负的最大位移处向平衡位置振动,所以向上振动;a超前于b,已回到平衡位置,速度最大且向上振动;同理以g为参照点,可知h点向上振动。

能力提升

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.下图是一列沿着绳向右传播的绳波波形,此时波刚传到B点,由图可判断波源A点开始的振动方向是(　　)

A.向左 B.向右 C.向下 D.向上

答案D

解析由于波刚刚传到B点,所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向,由题图根据波的传播与质点振动的关系可以知道,B质点此时正向上振动,所以波源A质点刚开始的振动方向向上,选项D正确。

2.振源A带动细绳振动,某时刻形成的横波波形如图所示,在波传播到细绳上一点P时开始计时,则图中能表示P点振动图像的是(　　)

答案C

解析由于波源带动了后面的质点依次振动,且后面的质点总是重复前面质点的振动状态,所以,介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同,此时波刚好传播至P点,P点此时的振动状态即与波源A开始振动时的状态相同。由波的传播特点可知P点此时是从平衡位置向下运动的,即选项C正确。

3.如图所示,O是波源,a、b、c、d是波传播方向上四个质点的平衡位置,且lOa=lab=lbc=lcd,t1=0时各质点均静止在平衡位置,波源O开始沿y轴正方向做简谐运动,形成一列沿x轴正方向传播的波。在t2=0.3 s时,波源O第一次到达负向最大位移处,波恰好传到c点,波形如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.波的周期为12 s

B.t2=0.3 s时,a质点向y轴正方向运动

C.t2=0.3 s时,b质点的加速度达正向最大

D.当d点开始振动时,起振方向沿y轴正方向

答案D

解析由于波源的起振方向向上,且在t2=0.3s,波源O第一次到达负向最大位移处,可知T=0.4s;据此波形可知,该时刻a在平衡位置将向下运动,b质点在正向最大位移处,即加速度负向最大,故选项A、B、C错误;各质点的起振方向与波源的起振方向相同,故d的起振方向沿y轴的正方向,故选项D正确。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)

4.波源开始振动后经过一个周期的波形如图所示,设介质中质点振动周期为T,下列说法正确的是(　　)

A.若M点为波源,则M点开始振动时方向向上

B.若M点为波源,则P点已经振动了T

C.若N点为波源,则P点已经振动了T

D.若N点为波源,则该时刻质点P动能最大

答案AC

解析若M点为波源,相当于其他点追随M点振动,又因为是经过一个周期的波形,此时M点的振动方向向上,即为开始振动时的方向,或者根据波传到了N点,此时N点振动方向向上,即波源开始振动的方向向上,而传到P点要经过T,因而P点已振动T;若N点为波源,N开始振动方向向下,传到P点经T,故P点已振动了T,而此时P点在最大位移处,速度为零,动能最小,选项A、C正确。

5.一列横波沿水平方向传播,某一时刻的波形如图所示,则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是(　　)

A.a和c B.a和d C.b和c D.b和d

答案BC

解析若波向右传播,则a、d向上振动,b、c向下振动;若波向左传播,则a、d向下振动,b、c向上振动,故选项B、C正确。

6.健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”,健身者把两根绳子一端同定在P点上,用双手各自将绳子的另一端分别握住,然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子,使绳子振动起来,从而达到健身的目的。某时刻,绳子形成的波形如图所示(还未传到P点),其中a、b是右手绳子上的两个点,下列说法正确的是(　　)

A.健身者右手刚抖动时的方向向上

B.无论右手如何抖动绳子,a、b两点的振动步调都不可能相反

C.如果增大抖动的频率,绳上波形传播到P点的时间变短

D.无论如何改变抖动的幅度,绳子上的波形传播到P点的时间不变

答案AD

解析由题图可知,右手绳上质点起振方向向上,所以波源,即右手刚抖动时的方向向上,故选项A正确;若改变抖动的频率使a、b两点间相差半个周期,a、b两点的振动步调相反,故选项B错误;波的传播速度由介质决定,介质不变,波速不变,绳子上的波形传播到P点的时间不变,故选项C错误,D正确。

三、非选择题

7.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,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。

甲

乙

丙

答案如图所示

解析根据波传播的规律,t=5s时,振源出现在波峰,质点16起振。