人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成优秀课时作业

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成优秀课时作业，文件包含人教版2019高中物理选择性必修第一册31《波的形成》分层练习原卷docx、人教版2019高中物理选择性必修第一册31《波的形成》分层练习解析卷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共17页， 欢迎下载使用。

1．（2022·高二课时练习）在一条软绳上选18个等间距的质点，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，下列说法中正确的是（ ）
A．每个质点均在其平衡位置附近自由振动
B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动
C．绳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．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒
【答案】C
【详解】A．质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动，A错误；
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，B错误；
C．绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；
D．波的传播过程也是能量的传递过程，所受合力不为零，虽然每个质点均做等幅振动，但是每个质点的机械能并不守恒，D错误；
故选C。
2．（2022·辽宁沈阳·统考一模）某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上。手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．此时刻质点P向上运动
B．手的起振方向向上
C．手振动的频率逐渐增大
D．波的传播速度不变
【答案】D
【详解】A．波向右传播，则此时刻质点P向下运动，故A错误；
B．此时刻，刚开始运动的质点向下运动，则波源的起振方向向下，故B错误；
CD．由图可知，波长逐渐增大，而波速由介质决定是不变的，根据
则周期逐渐增大，则频率逐渐减小，故C错误，D正确。
故选D。
3．（2021上·湖南·高二校联考阶段练习）如图所示，用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是（ ）
A．a、b两质点之间的距离为一个波长
B．波从a质点传播到b质点需要半个周期
C．a质点会向右运动到b质点
D．a、b两质点此时速度最大
【答案】A
【详解】A．由波形图可知，a、b两质点之间的距离为一个波长，选项A正确；
B．波从a质点传播到b质点需要一个周期，选项B错误；
C．质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误；
D．a、b两质点此时均在波峰位置，速度为零，选项D错误。
故选A。
横波与纵波
4．（2023下·陕西西安·高二校联考阶段练习）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．横波和纵波都能传递信息
【答案】D
【详解】AB．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反；对于横波质点的振动方向和波的传播方向垂直，选项AB错误；
C．无论是横波还是纵波，形成波的质点都不能随波一起迁移，选项C错误；
D．横波和纵波都能传递信息，选项D正确。
故选D。
5．（2023下·山西阳泉·高二阳泉市第一中学校校考期中）北京时间2023年2月6日9时17分, 在土耳其发生7.8级地震，关于地震波，下列说法不正确的是（ ）
A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D．地震波是横波，声波是纵波
【答案】D
【详解】A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，A正确，不符合题意；
B．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，B正确，不符合题意；
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确，不符合题意；
D．地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误，符合题意。
故选D。
6．（2023下·陕西咸阳·高二校考期中）2022年8月14日，巴布亚新几内亚发生5.9级地震，震源深度110千米，地震波有横波和纵波。关于地震波的形成与传播，下列说法正确的是（ ）
A．地震波中横波传播方向与振动方向垂直，波形中形成疏部与密部
B．地震波只可以传递信息，不可以传递能量
C．地震波在传播过程中各质点在振动的同时还要随波一起向前迁移
D．只要有地震波发出，一定能找到产生地震波的波源
【答案】D
【详解】A．地震波中横波传播方向与振动方向垂直，波形中形成波峰与波谷，A错误；
B．波既可以传递信息，也可以传递能量，B错误；
C．根据波的传播特点，前一个质点带动后一个质点振动，但每一个质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，C错误；
D．机械波的产生应满足两个条件，一是波源，二是介质，二者缺一不可，有波源未必有波动，但有波动一定有波源，D正确.
故选D。
机械波
7（2023下·广东珠海·高三珠海市第三中学校考阶段练习）如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知质点F此时的运动方向竖直向下，则（ ）

A．波向右传播B．此时质点H和F的运动方向相同
C．质点B比质点C先回到平衡位置D．此时速度最大的质点是A、E、I
【答案】D
【详解】A．因质点F的振动方向向下，由同侧法得，波的传播方向向左，故A错误；
B．此时质点H的振动方向向上，与质点F的振动方向相反，故B错误；
C．同理，此时质点B的振动方向向上，质点B要先到最高位置，然后再往下到平衡位置，所以质点C比B先回到平衡位置，故C错误；
D．质点在平衡位置时速度最大，则此时速度最大的质点是A、E、I，故D正确。
故选D。
8．（2023下·陕西咸阳·高二校考阶段练习）下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．只要有质点的振动就一定能产生机械波
B．纵波有波峰和波谷，横波有疏部和密部
C．波不仅可以传递信息和能量，质点还可以随波迁移
D．机械波的传播必须依赖介质
【答案】D
【详解】A．有振源和介质才能形成机械波，故A错误；
B．纵波有疏部和密部，横波有波峰和波谷，故B错误；
C．波可以传递信息和能量，但质点不能随波迁移，故C错误；
D．机械波的传播必须依赖介质，故D正确。
故选D。
9．（2023上·四川甘孜·高二四川省泸定中学（泸定县教师进修校）校考期中）关于振动和波的关系，正确说法是（ ）
A．物体做机械振动，一定会产生机械波
B．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
C．介质中有机械波传播，其中质点不一定在做机械振动
D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同
【答案】D
【详解】AC．物体做机械振动，不一定会产生机械波；介质中有机械波传播，其中质点一定在做机械振动，故AC错误；
B．如果波源停止振动，在介质中传播的波动并不会立即停止，故B错误；
D．介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同，故D正确。
故选D。
10．（2023上·上海浦东新·高二上海市进才中学校考阶段练习）关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（ ）
A．波的传播速度和质点的振动速度相同
B．在波的传播过程中，介质中的质点均做受迫振动
C．参与振动的质点振动方向一定与波的传播方向垂直
D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
【答案】B
【详解】A．介质中质点的振动速度与波的传播速度没有关系，故A错误；
B．由于介质各质点的相互作用，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，故做受迫振动，故B正确；
C．若为横波，参与振动的质点振动方向一定与波的传播方向垂直；若为纵波，则质点的振动方向与传播方向在同一直线上，故C错误；
D．机械波是介质不随波迁移，是振动能量的传递，故D错误。
故选B。
11．（2023上·四川成都·高二校考阶段练习）关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动
B．沿水平方向传播的波为横波
C．有振动一定有波，但有波不一定有振动
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
【答案】D
【详解】A．波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若振源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，故A措误；
B．振动方向与传播方向垂直的波为横波，故B错误；
C．要想产生波，必须有振源和介质，若没介质则不会形成波，故有波必有振动，但有振动不一定有波，故C错误；
D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程，故D正确。
故选D。
12．（2021下·江苏扬州·高二江苏省邗江中学校考期中）如图所示，因波源S周期性振动产生向右传播的机械波，振幅呈现A、2A交替变化，当t=0时刻恰好传到x=7d位置处，P、Q分别是x=2d和x=4d位置处的两个质点，下列说法正确的是（ ）
A．波源S的起振方向为y正方向
B．机械波的波速在不断变化
C．当机械波刚好传到x=1ld位置处时，P点和Q点经过的路程相等
D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P、Q均在平衡位置且速度方向相同
【答案】C
【详解】A．因恰好传到x=7d位置处的质点起振方向沿y轴负方向，则波源S的起振方向为y负方向，选项A错误；
B．同一介质中波速一定，选项B错误；
C．当机械波向右传过11d后，P点路程是

Q点路程
因振幅比为2：1，P点和Q点的路程相等，选项C正确；
D．当机械波刚好传到x=8d位置处时，P在平衡位置，速度方向竖直向下，Q在平衡位置，速度方向竖直向上，不相同，选项D错误；
故选C。
13．（2023上·河北唐山·高二校联考期中）下列说法中正确的是（ ）
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．虽然横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，但横波、纵波可能沿同一方向传播
C．波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快
D．只要发生机械振动均可形成机械波
【答案】AB
【详解】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，故A正确；
B．虽然横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，但横波、纵波可能沿同一方向传播，故B正确；
C．机械波传播速度由介质决定，与波源的频率无关，故C错误；
D．要形成机械波除了有机械振动外、还需要传播介质，故D错误。
故选AB。
14．（2023·全国·校联考模拟预测）位置坐标的波源S在时刻从平衡位置开始向下运动，形成沿轴正、负两个方向传播的简谐横波，沿波传播方向上有间距均为的9个质点，位置坐标如图所示。时刻各质点均处于平衡位置，经0.3秒处的质点第一次具有正向最大速度，同时的质点开始振动，则下列法正确的是（ ）

A．波速为
B．和的两质点振动步调完全一致
C．时，的质点具有负向最大速度
D．时，的质点加速度正在减小
【答案】AB
【详解】A．设该波的波速为，周期为，根据题意可得
其中
，
联立解得
，
故A正确；
B．由于该波源形成沿轴正、负两个方向传播的简谐横波，则关于该波源对称的点的振动步调一致，故B正确；
C．该波从波源传播到处所需的时间为
则可知时处的质点才开始振动，且跟波源的起振方向相同，即从平衡位置开始向下振动，而
则可知时，的质点到达平衡位置，正向上振动，此刻该质点具有正向最大速度，故C错误；
D．波传播到处所用的时间为
则再经过，的质点正从平衡位置向正向最大位移处振动，而离平衡位置越远加速度越大，速度越小，即该质点得加速度正在增大，故D错误。
故选AB。
15．（2018·广东汕头·统考二模）资料记载，海啸波浪海啸波是重力长波，波长可达100公里以上；它的传播速度等于重力加速度g与海水深度乘积的平方根，使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪，到达浅海区波长减小，振幅增大，掀起10~40米高的拍岸巨浪，有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。
（i）在深海区有一海啸波（忽略海深度变化引起的波形变化）如图甲，实线是某时刻的波形图，虚线是t =900s后首次出现的波形图。已知波沿x轴正方向传播，波源到浅海区的水平距离s1=1.08万公里，求海啸波到浅海区的时间t1；
（ii）在浅海区有一海啸波（忽略海深度变化引起的波形变化）如图乙，波从进入浅海区到达海岸的水平距离为s2，写出该海啸波的表达式和波谷最先到达海岸的关系式。
【答案】（i）；(i）（s）
【详解】（i）由图甲得
依题意有
，，
解得
（ii）由图像得波的振幅A=20m，波长由②式得波的周期
又，且
解得波的表达式
（m）
海啸波在浅海区的传播速度
波谷最先到达海岸的关系式
解得波谷最先到达海岸的时间
（s）
16．（2016·全国·高三竞赛）某学校地震测报组转发的消息：2016年02月06日3时57分，台湾高维发生里氏规模6.7级地震，地震震中在高雄市美浓，台南市是此次地震重灾区，福建的厦门、福州等多地也有强烈震感，这是由于旗山断层错动引起的地震。地震波既有纵波也有横波。纵波是推进波，又称P波，它在地壳中的传播速度；横波是剪切波，又称S波，它在地壳中的传播速度；面波又称L波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，面波的传播速度。
（1）若位于震源上方的美浓某中学实验室的地震测报组有单摆A与竖直摆B，如图乙所示，如果这两个摆的固有周期相同，地震发生时先剧烈振动的是哪个摆？
（2）假若台南市地震观测台某仪器上记录到的由于地震波形成的曲线如图丙所示，则由图可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？若在图上测得P波与S波的时间差为，则地震观测台距震源有多远？
【答案】（1）竖直摆B先剧烈振动上；（2）P波、S波、L波；
【详解】（1）由单摆和竖直摆的结构及受迫振动的知识可知，单摆在受到水平方向的驱动力时容易发生较剧烈的振动，而竖直摆在受到竖直方向的驱动力时容易发生较剧烈的振动。
因地震P波的波速最大，故P波最先传到实验室。
由于实验室位于震源上方，P波为纵波，其引起的振动方向与波的传播方向平行，故竖直摆B先剧烈振动上。
（2）因，所以到达地震观测台的地震波依次是P波、S波、L波，可知地震曲线中a、b、c三种波形依次对应于P波、S波、L波。
因已测得P波与S波的时间差为，且两列波均为匀速传播，设地震台距震源的距离为s。由匀速运动的知识可知，两列波传到地震台的时间应分别为
、
由题意应有
解得
17．（2022·广东·高考真题）如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至 （选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 P 不变
【详解】[1]经过半个周期，波向右传播半个波长，而M点只在平衡位置附近上下振动，恰好运动到最低点P点。
[2]波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速度仍保持不变。
18．（2017·上海·统考高考真题）机械波产生和传播的条件是：①存在一个做振动的波源，②在波源周围存在 ；机械波传播的是 和 ．
【答案】 介质 运动形式 能量（或信息）
【详解】机械波产生和传播的条件是：①存在一个做振动的波源，②在波源周围存在介质；机械波传播的是运动形式和能量（或信息）．