高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成当堂检测题
展开1.沿绳传播的一列横波,当波源突然停止振动时(设绳无限长,且波传播过程无能量损失)( )
A.绳上各质点同时停止振动,波同时消失
B.离波源较近的质点先停止振动,直到所有质点全部停止振动
C.离波源较远的质点先停止振动,直到所有质点全部停止振动
D.以上说法都不对
2.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,但每个质点机械能并不守恒
横波和纵波
3.下列关于横波、纵波的说法中,正确的是 ( )
A.横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B.横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C.纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动
D.横波中振动质点不随波迁移,纵波中振动质点随波迁移
4.某地区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。在一次地震中,震源在地震仪正下方,观察到两振子相差10 s开始振动,则( )
A.P先开始振动,震源距地震仪约72 km
B.P先开始振动,震源距地震仪约50 km
C.H先开始振动,震源距地震仪约72 km
D.H先开始振动,震源距地震仪约50 km
机械波
5.关于波的形成和特点,下列说法正确的是( )
A.随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.随着波的传播,介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
C.传播波的过程中各质点间必有相互作用力
D.某一横波在介质中沿水平方向传播,介质中的质点必沿竖直方向上下振动
6.对于机械振动和机械波,下列说法正确的是( )
A.有波一定有振动
B.有振动一定有波
C.波使振动在介质中传播
D.一旦波源停止振动,机械波立即消失
7.如图所示为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.t=时质点5的运动方向向下
B.t=时质点7的速度方向向上
C.t=时质点11的运动方向向下
D.t=T时质点17开始向下运动
8.如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的图形,则关于质点P刚开始振动时的方向和波的性质,下列判断正确的是( )
A.向上、横波B.向下、横波C.向左、纵波D.向右、纵波
9.一列沿着绳子向右传播的横波,在传播方向上有、两点,它们的振动方向相同,是的中点,则点的振动方向( )
A.一定跟、两点的振动方向相同
B.一定跟、两点的振动方向相反
C.可能跟、两点的振动方向相同,可能跟、两点的振动方向相反
D.无法确定
10.如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出),t=0时,O点位于最高点,P点位于最低点,则( )
A.t=时,P点位于平衡位置上方
B.P点的起振方向与O点的起振方向相反
C.t=时,P点的速度方向水平向右
D.P点的起振方向与O点的起振方向相同
11.一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈波纹向外传播,如果此时水面上有一片树叶(如图),下列对树叶运动情况的叙述正确的是( )
A.树叶慢慢向湖心运动
B.树叶慢慢向湖岸漂去
C.在原处上下振动
D.沿着波纹做圆周运动
12.关于机械波的概念,下列说法正确的是( )
A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
B.横波和纵波可同时存在于介质中
C.机械波传播能量,也传递振动信息
D.横波中质点不随波迁移,纵波中质点随波迁移
13.曾在印度尼西亚的苏门答腊岛近海,地震引发了海啸,造成了重大的人员伤亡海啸实际上是一种波浪运动,也可称为地震海浪,下列说法中正确的是( )
A.地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
B.波源停止振动时,海啸和地震波的传播立即停止
C.地震波和海啸都有纵波
D.地震波和海啸具有的能量,随着传播将愈来愈强
14.下图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻质点间的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过T,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点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起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后
D.只要图中所有的质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致
15.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看作一个质点,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,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,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20开始振动时运动方向向上
B.质点20开始振动时运动方向向下
C.t=时质点5的加速度方向向上
D.t=时质点12的运动方向向上
16.一列横波沿绳子向右传播,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 6个质点,有( )
A.它们的振幅相同
B.其中D和F的速度方向相同
C.其中A和C的加速度方向相同
D.从此时起,B比C先回到平衡位置
第1节 波的形成
波的形成和传播
1.沿绳传播的一列横波,当波源突然停止振动时(设绳无限长,且波传播过程无能量损失)( )
A.绳上各质点同时停止振动,波同时消失
B.离波源较近的质点先停止振动,直到所有质点全部停止振动
C.离波源较远的质点先停止振动,直到所有质点全部停止振动
D.以上说法都不对
【答案】D
【详解】当波源振动后,通过介质将波源的振动形式传递出去的同时,将能量也传递出去了.当波源停止振动后,传出去的能量不会消失,当没有能量损失时,这种波的形式和能量继续存在并且将继续传递下去。
故选D。
2.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,但每个质点机械能并不守恒
【答案】B
【详解】A.质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点都做受迫振动,故A正确,不符合题意;
B.每个质点开始振动后,只在竖直方向做简谐运动,水平方向上不随波迁移,故B错误,符合题意;
C.绳子上每一个质点的起振方向都相同,振动周期等于波源的振动同期,故C正确,不符合题意;
D.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,故D正确,不符合题意。故选B。
横波和纵波
3.下列关于横波、纵波的说法中,正确的是 ( )
A.横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B.横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C.纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动
D.横波中振动质点不随波迁移,纵波中振动质点随波迁移
【答案】A
【详解】ABC.横波的传播方向与质点的振动方向垂直,纵波的传播方向与质点的振动方向在一条直线上,A正确,BC错误;
D.横波和纵波中振动质点都不随波迁移,D错误。故选A。
4.某地区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。在一次地震中,震源在地震仪正下方,观察到两振子相差10 s开始振动,则( )
A.P先开始振动,震源距地震仪约72 km
B.P先开始振动,震源距地震仪约50 km
C.H先开始振动,震源距地震仪约72 km
D.H先开始振动,震源距地震仪约50 km
【答案】A
【详解】纵波的速度快,纵波先到,所以P先开始振动,根据解得x=72km故选A。
机械波
5.关于波的形成和特点,下列说法正确的是( )
A.随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.随着波的传播,介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
C.传播波的过程中各质点间必有相互作用力
D.某一横波在介质中沿水平方向传播,介质中的质点必沿竖直方向上下振动
【答案】A
【详解】AB.随着波的传播,介质中各质点都在各自的平衡位置附近来回振动,不随波迁移,A正确,B错误;
C.波源的振动使质点由近及远依次被带动,且与波源振动相同,同时总滞后前一个质点,相邻质点间必有相互作用力,C错误;
D.某一水平方向的横波在介质中传播,介质中的质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,不一定沿竖直方向上下振动,D错误;故选A。
6.对于机械振动和机械波,下列说法正确的是( )
A.有波一定有振动
B.有振动一定有波
C.波使振动在介质中传播
D.一旦波源停止振动,机械波立即消失
【答案】A
【详解】AB.有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波,还需要传播振动的介质,故A正确,B错误;
C.振动使波在介质中传播,故C错误;
D.波源停止振动,但机械波不会立即消失,而是继续向前传播,直到能量消耗为止,故D错误。故选A。
7.如图所示为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.t=时质点5的运动方向向下
B.t=时质点7的速度方向向上
C.t=时质点11的运动方向向下
D.t=T时质点17开始向下运动
【答案】B
【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.经过四分之一周期,质点5开始运动,起振方向与质点1相同,为竖直向上,选项A错误;
B.t=T时,传播到9质点,7质点位于平衡位置上方,正竖直向上运动,振动的速度方向竖直向上,选项B正确;
C.时,质点13开始振动,质点11位于平衡位置上方,正在向上运动,选项C错误;
D.t=T时,质点17开始运动,起振方向与质点1相同,为竖直向上,选项D错误.故选B。
8.如图所示是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的图形,则关于质点P刚开始振动时的方向和波的性质,下列判断正确的是( )
A.向上、横波B.向下、横波C.向左、纵波D.向右、纵波
【答案】A
【详解】由于波源带动后面的质点依次振动,后面的质点总是重复前面质点的振动状态,根据波向左传播可判断Q点的起振方向向上,故P点的起振方向也向上,且每个质点的振动方向与波的传播方向垂直,故此波为横波。故选A。
9.一列沿着绳子向右传播的横波,在传播方向上有、两点,它们的振动方向相同,是的中点,则点的振动方向( )
A.一定跟、两点的振动方向相同
B.一定跟、两点的振动方向相反
C.可能跟、两点的振动方向相同,可能跟、两点的振动方向相反
D.无法确定
【答案】C
【详解】波传播时,介质中各质点的振动方向与它们离波源的距离有关。设某时刻绳子形成如答图所示的形状,正在平衡位置的1、2、3点的振动方向相同(向上)。由答图可知:若、为1、2两点,则中点向下振动,与、两点的振动方向相反;若、为1、3两点,则中点向上振动,与、两点的振动方向相同,ABD错误,故选项C正确。故选C。
10.如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出),t=0时,O点位于最高点,P点位于最低点,则( )
A.t=时,P点位于平衡位置上方
B.P点的起振方向与O点的起振方向相反
C.t=时,P点的速度方向水平向右
D.P点的起振方向与O点的起振方向相同
【答案】D
【详解】A.t=时,P点从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A错误;
BD.每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故B错误,D正确;
C.t=时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故C错误。故选D。
11.一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈波纹向外传播,如果此时水面上有一片树叶(如图),下列对树叶运动情况的叙述正确的是( )
A.树叶慢慢向湖心运动
B.树叶慢慢向湖岸漂去
C.在原处上下振动
D.沿着波纹做圆周运动
【答案】C
【详解】由于波在传播过程中,只传递振动能量和波源所发出的信息,而各质点不随波迁移,只在各自的位置附近做振动。故选C。
12.关于机械波的概念,下列说法正确的是( )
A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
B.横波和纵波可同时存在于介质中
C.机械波传播能量,也传递振动信息
D.横波中质点不随波迁移,纵波中质点随波迁移
【答案】BC
【详解】A.质点振动的方向也可以平行于波传播的方向,故A错误;
B.横波和纵波可同时存在于介质中,故B正确;
C.机械波传播能量,也传递振动信息,故C正确;
D.横波和纵波中质点均不随波迁移,故D错误。故选BC。
13.曾在印度尼西亚的苏门答腊岛近海,地震引发了海啸,造成了重大的人员伤亡海啸实际上是一种波浪运动,也可称为地震海浪,下列说法中正确的是( )
A.地震波和海啸都是由机械振动引起的机械波
B.波源停止振动时,海啸和地震波的传播立即停止
C.地震波和海啸都有纵波
D.地震波和海啸具有的能量,随着传播将愈来愈强
【答案】AC
【详解】A.地震波和海啸都是由震源的振动在介质中传播引起的机械波,故A正确;
B.波源停止振动时,由于惯性,海啸和地震波的传播不会立即停止,故B错误;
C.地震波和海啸中都有纵波,故C正确;
D.地震波和海啸具有能量,随着传播将愈来愈弱,故D错误。故选AC。
14.下图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻质点间的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过T,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点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起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后
D.只要图中所有的质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致
【答案】ACD
【详解】AB.从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,起振方向向下,但起振时刻最晚,故选项A正确,选项B错误;
C.质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前质点,质点7先振动,质点8后振动,故选项C正确;
D.质点9比质点1晚2T开始振动,一旦质点9起振后,1、9振动步调就完全一致,故选项D正确。
故选ACD。
15.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看作一个质点,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,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,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20开始振动时运动方向向上
B.质点20开始振动时运动方向向下
C.t=时质点5的加速度方向向上
D.t=时质点12的运动方向向上
【答案】AD
【详解】AB.因为每个质点起振时的情况都和波源的起振情况相同,质点1开始振动时的运动方向向上,所以质点20开始振动时运动方向也向上,A正确,B错误;
C.在t=时刻,质点5开始振动,则在t=时质点5到达最高点,其加速度方向向下,C错误;
D.t=时质点13刚开始振动,此时质点12已经运动了,则运动方向向上,D正确。故选AD。
16.一列横波沿绳子向右传播,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 6个质点,有( )
A.它们的振幅相同
B.其中D和F的速度方向相同
C.其中A和C的加速度方向相同
D.从此时起,B比C先回到平衡位置
【答案】ACD
【详解】A.各质点均做受迫振动,不考虑能量损耗,各质点振幅相同,故A正确;
B.根据“带动法”可知,此时D速度方向向上,F速度方向向下,故B错误;
C.A和C两质点均在平衡位置上方,回复力均向下,加速度方向均向下,故C正确;
D.此时B和C两质点都向上运动,B比C先到达最大位移处,先回到平衡位置,故D正确。
故选ACD。
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