2024-2025学年高中物理第十二章机械波第1节波的形成和传播练习含解析新人教版选修3-4

PAGE5-波的形成和传播[A组素养达标]1．科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹．在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为()A．月球太冷，声音传播太慢B．月球上没有空气，声音无法传播C．宇航员不适应月球，声音太轻D．月球上太嘈杂，声音听不清晰解析：声波是机械波，传播须要介质，故B选项正确．答案：B2．(多选)关于机械波的以下说法正确的是()A．波动发生须要两个条件：波源和介质B．波动过程是介质质点由近及远移动的过程C．波动过程是能量由近及远传递的过程D．波源与介质质点的振动都是自由振动解析：据波的产生条件和特点知本题选项A、C对，选项B、D错．答案：AC3．(多选)把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则()A．在弹簧上形成一列机械波B．在弹簧上形成波峰和波谷C．弹簧上的质点自上而下振动D．弹簧上的机械波自上而下传播解析：手有规律地上下振动时弹簧上各质点也上下振动，形成纵波，向下传播，故A、D正确，B、C错误．答案：AD4．(多选)机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波．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．在横波中二者方向肯定不同C．在纵波中二者方向有时相同D．在纵波中二者方向肯定不同解析：在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向肯定不同，故A项错，B项对；在纵波中二者方向在同始终线上，有时相同，有时相反，故C项对，D项错．答案：BC5．一个小石子投向安静的湖水中心，激起圆形水纹一圈圈向外传播，假如此时树上一片树叶落在水面上，则树叶将()A．沿水纹做圆周运动 B．在落下处上下振动C．慢慢漂向湖心 D．慢慢漂向湖畔解析：一个小石子投向安静的湖水中心，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，既不向湖畔移动，也不向湖心移动，更不会沿水纹做圆周运动，B正确．答案：B6．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发觉，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其缘由是()A．大钟的回声B．大钟在接着振动C．人的听觉发生“暂留”的原因D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动解析：停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会马上停止，振动的能量不会凭空消逝，它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止，因此还会在空气中形成声波，这就是“余音未绝”的缘由，所以选项B正确．答案：B7．(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是()A．机械振动就是机械波，机械波就是机械振动B．有机械波，则肯定有机械振动C．机械波就是质点在介质中的运动路径D．在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅解析：机械振动在介质中的传播即机械波，A错；波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以，有机械波肯定有机械振动，B对；在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错；离波源较远的质点依靠前面质点的带动而振动，所以频率、振幅相同，D对．答案：BD8．(多选)如图所示是做简谐振动绳子的一段，绳中有沿绳向右传播的一列机械波，则对于该时刻，下列说法中正确的是()A．图中第3点的速度方向向下B．除第1点外，加速度最大的点是第5点C．只有第3、7点的振动频率不同，其他点的振动频率都相同D．各个点振动的周期都与波源振动的周期一样解析：由于绳波是横波且向右传播，介质中左边的质点带动右边的质点振动，故2、3、4质点向下振动，6、7质点向上振动，如题图时刻3、7两质点在平衡位置，速度最大，1、5两质点在最大位移处，加速度最大，故A、B对；各质点的振动周期(或频率)由波源确定，并且是相等的，故C错，D对．答案：ABD9．地震时，震源会同时产生两种波，一种是传播速度约为3.5km/s的S波，另一种是传播速度约为7.0km/s的P波．一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比首次到达的S波早3min.假定地震波沿直线传播，震源的振动周期为1.2s，求震源与监测点之间的距离x.解析：设P波的传播时间为t，则x＝vPt，x＝vS(t＋Δt)解得x＝eq\f(vPvS,vP－vS)Δt，代入数据得x＝1260km.答案：1260km[B组素养提升]10．(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间的距离相等，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起先计时，经eq\f(T,4)质点1起先振动，则下列关于质点的振动和介质中波的说法，正确的是()A．介质中全部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eq\f(T,4)D．只要图中全部质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一样，假如质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动解析：从题图可知，质点9是图中距波源最远的点，尽管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，故A正确，B错误；质点7与质点8比较，质点7是质点8的前质点，7、8质点间的振动步调相差eq\f(T,4)，故C正确；质点9比质点1晚2T起先起振，一旦质点9起振后，质点1、9的振动步调就完全一样，D正确．答案：ACD11．(多选)如图所示为波源起先振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，下列说法中正确的是()A．若M点为波源，则M点起先振动时方向向上B．若M点为波源，则P点已经振动了eq\f(3,4)TC．若N点为波源，则P点已经振动了eq\f(3,4)TD．若N点为波源，则该时刻质点P动能最大解析：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，此时波传到了N点，此时N点振动方向向上，即波源起先振动的方向向上，而传到P点要经过eq\f(3,4)T，因而P点已振动eq\f(1,4)T；若N点为波源，N起先振动方向向下，传到P点经eq\f(1,4)T，故P点已振动了eq\f(3,4)T，而此时P点在最大位移处，速度为零，动能最小，A、C正确．答案：AC12．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Oa＝ab＝bc＝cd，t1＝0时各质点均静止在平衡位置，波源O起先沿y轴正方向做简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐波．在t2＝0.3s，波源O第一次到达负向最大位移处，波恰好传到c点．下列说法正确的是()A．波的周期为1.2sB．t2＝0.3s，a质点向y轴正方向运动C．t2＝0.3s，b质点的加速度达正向最大D．当d点起先振动时的起振方向沿y轴正方向解析：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，据此时波形可知，该时刻a在平衡位置将向y轴负方向运动，b质点在正向最大位移处，即加速度负向最大，故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D正确．答案：D[C组学霸冲刺]13．细绳的一端在外力作用下从t＝0时刻起先上下振动，激发出一列横波，在细绳上选取15个点，图甲为t＝0时刻各点所处的位置，图乙为t＝eq\f(T,4)时刻的波形图(T为波的周期)．在图丙中画出t＝eq\f(3T,4)时刻的波