3.1波的形成综合训练-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

3.1波的形成一、选择题（共14题）1．振源A带动细绳上下振动可以产生简谐波，某时刻在绳上形成的波形如图所示．规定向上为位移x的正方向，从波传播到绳上的P点开始计时，下列图中能表示P点振动图象的是A． B．C． D．2．一个小石子投向平静的湖水中央，激起圆形波纹一圈圈向外传播，如果此时树上一片树叶落在水面上，则树叶将A．沿波纹的圆周运动． B．在落下处上下振动．C．渐渐漂向湖心． D．渐渐漂向湖畔.3．一列波由波源向周围传播开去，以下说法错误的是（

）A．介质中各质点由近及远地传播开去B．波源的振动形式由近及远地传播开去C．介质中各质点振动的能量由近及远地传播开去D．介质中各质点只是振动而没有迁移4．关于波，下列说法正确的是（）A．所有的波（包括电磁波）的传播都需要介质B．对于传播机械波的介质来说，组成介质的相邻质点之间有相互作用C．纵波一定有波峰、波谷D．机械波在传播过程中介质中的质点随波一起传播5．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法中错误的是（）A．介质中各质点只是振动，没有沿波的传播方向迁移B．介质中各质点振动方式由近及远传播开去C．介质中各质点振动的能量由近及远传播D．介质中各质点由近及远传播开去6．在平静的湖面上有几片树叶飘着，现在湖中的桥面上竖直掉下一块石头，在湖面上激起水波，则石头掉下处右面湖面上的树叶将()A．一直向右运动B．一边上下振动，一边向右运动C．仅上下振动，不向右运动D．仍静止不动7．有关纵波与横波，下列说法正确的是（）A．振源上下振动形成的波是横波B．振源水平振动形成的波是纵波C．波沿水平方向传播质点上下振动，这类波是横波D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波一定是纵波8．关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向B．简谐波沿长绳传播，绳上平衡位置相距半个波长的两质点振动位移相等C．任一质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D．相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同9．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，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，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1与质点20间相距一个波长B．质点20开始振动时运动方向向下C．时质点5的加速度方向向上D．时质点12的运动方向向上10．下图是波源O振动3s后的波形图，从此时刻起波源停止振动1s，然后又开始向上振动，若振动的频率和振幅不变，则从下图时刻起经过3s后的波形是（

）A． B．C． D．11．一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12．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D．波源停止振动时，波立即停止传播13．关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是()．A．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波B．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些C．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D．一旦波源振动起来，介质中的各个质点也就立刻振动起来14．A、B两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图中甲、乙所示，经过时间t（t小于A波的周期TA），这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则A、B两列波的波速vA、vB之比可能的是A．1:2 B．2:1C．1:3 D．3:1二、综合题15．如图，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。t＝2s时，离O点5m的A点开始振动；t＝4s时，离O点10m的B点开始振动，此时A点第三次到达波峰。该波的波长为_____m，t＝4s时AB连线上处于平衡位置的点有____个（不包括B点在内）。16．学校地震测报组消息：1999年9月21日凌晨，台湾省南投地区发生了7.6级大地震，它是由台湾省中部大茅一双冬及车笼铺两块断层受到挤压，造成剧烈上升及平行移位而形成的。已知地震波分三种：纵波（P波），速度；横波（S波），，面波（L波），，面波在浅源地震中破坏力最大。(1)位于震源上方的南投地区某中学地震测报组有单摆A与竖直摆B（如图甲所示），地震发生时最先剧烈振动的是________摆；(2)地震测观测台记录到的地震曲线假若如图乙所示，则由图可知a、b、c三种波形与地震波种类的对应关系为__________________；若在曲线图上测得P波与S波的时间差为，则地震台距震源约________。17．一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，地震波中的横波和纵波传播速率分别约为3.5km/s和7km/s，震源在地震仪下方，观察到两振子开始振动的时间相差5s。(1)哪个振子先开始振动?(2)震源距地震仪距离为多少?18．声音是空气中每秒20至2万次的振动．地球上有声音，是因为振动着的物体把振动传给空气，空气再把振动传播开来，形成声音．所以，存在声音的必要条件有两个：一个是要有声源，一个是要有传播声音的介质，二者缺一不可.1969年7月21日，人类首次登上月球．在月球上，两名宇航员虽然近在咫尺，也只能靠无线电来通话．这是为什么呢？原来，月亮上可以产生振动，但月亮上没有空气，即没有传播声音的介质，所以振源的振动传不出去，当然就听不到声音．请你利用实验室中的器材设计一个实验方案，证明月亮上为什么没有声音．(提示：从波的形成条件上考虑)19．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＝1s时的振动状态，其中质点4刚开始振动。请在图丙中画出t＝5s时质点的振动状态。20．在一个无限大的薄平面弹性介质中建立如图所示的轴，现使点垂直介质平面（沿轴方向）做简谐运动，于是沿轴形成简谐波，轴上质点的平衡位置为，从点开始振动计时，经过振动传播到质点时的波形如图所示，求：（1）点振动后传播到质点的时间；（2）质点开始振动时，点已通过的路程；（3）画出质点从开始计时的振动图象．参考答案：1．B【详解】由波形得知，波向右传播时，介质中各个质点的起振方向向上，则质点P的起振方向应向上，则从波传播到绳上的P点开始计时，P点的振动图象应是正弦曲线，只有B图中t=0时刻，质点正通过平衡位置向上，与波动情况一致，故B正确，ACD错误。2．B【详解】分析：一个小石子投向投向平静的湖水中央，激起圆形的水波向外传播，水面上各质点都在各自平衡位置附近上下振动，不向前迁移．解答：解：一个小石子投向投向平静的湖水中央，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，既不向外移动，也不向圆心移动，更不会沿波纹作圆周运动．故选B3．A【详解】波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移；波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量；A.与分析相符，故A符合题意；B.与分析不符，故B不符合题意；C.与分析不符，故C不符合题意；D.与分析不符，故D不符合题意．4．B【详解】A．电磁波传播不需要介质，故A错误；B．对于传播机械波的介质来说，前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，相邻质点之间有相互作用，故B正确；C．纵波没有波峰和波谷，只有密部和疏部，故C错误；D．机械波传播时，介质中的质点只在平衡位置附近振动，并不随波一起向前传播，故D错误。故选B。5．D【详解】AD．波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，故A正确，D错误。BC．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量，所以波在传播过程中将振动形式以及能量由近及远地传播出去，故BC正确。本题选择错误的，故选D。6．C【详解】波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移动，故C正确，ABD错误；故选C。7．C【详解】试题分析：物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波，若波向下传播，振源上下振动，形成的波与振动的方向在同一条直线上，该波是纵波，故A错误；振源水平振动形成的波不一定是纵波，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故B错误；波沿水平方向传播质点上下振动，质点振动的方向与波传播的方向垂直，这类波是横波，故C正确；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故D错误．8．D【详解】A．横波传播时质点振动的方向总是垂直于波的传播方向，而纵波传播时，质点振动的方向与波的传播方向在同一直线上，故A错误。B．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动情况总是相反，位移的大小总是相等，方向相反。故B错误。C．任一振动质点都不随波向前移动。故C错误。D．根据波的周期性可知，相隔一个周期的两时刻，介质中各质点位置相同，则简谐波的图象相同。故D正确。故选D。9．D【详解】A．由题意可知，第1到第5个质点之间为，则质点1与质点17间相距一个波长，选项A错误；B．因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，选项B错误；C．在时刻质点5开始向上振动，在时质点5到达最高点，其加速度方向向下，选项C错误；D．时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了，则运动方向向上，选项D正确；故选D.10．B【详解】波源振动3s波动图像形成一个半周期，可知波源周期为2s，波源停止振动1s波动图像间断半个波长，因为波源停止振动1s后向上振动，由波传播“上下坡”的特点知，故B正确，ACD错误。故选B。11．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。12．AB【详解】AB．组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动，这种振动在介质中传播，便形成了波，故AB正确；C．波在传播过程中，介质中的质点是在平衡位置附近振动，不会随波一起迁移，故C错误；D．沿介质传播行进的波独立于波源，即已经形成的波跟波源无关，在波源停止振动时波仍将继续向外传播而不会停止，故D错误。故选AB。13．AC【详解】机械波形成的条件是有波源和介质，两者缺一不可；机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源近的质点振动的早一些，AC正确BD错误．故选AC。14．AC【详解】由图波长，，又，，得到：，（k=0，1，2……）则由波速得到：当时，当时，当时，故AC正确，BD错误。15．

或

4或5【详解】由题知，2s内波传播了5m，所以波速为2.5m/s。当波向上传播时，由题知，在2s内A点第三次到达波峰，有得根据得当波向上传播时，由题知，在2s内A点第三次到达波峰，有得根据得所以该波的波长为或；AB间距离为5m，当时，有则AB之间有2个完整波和个波，又因为A点在波峰，所以AB之间有4个点在平衡位置，当时，有则AB之间有2个完整波和个波，又因为A点在波峰，所以AB之间有5个点在平衡位置。则t＝4s时AB连线上处于平衡位置的点有4个或5个。16．

B

P，S，L

【详解】（1）纵波的速度最快，所以纵波最先到达，在甲图中地震发生时最先剧烈振动的是B摆。（2）由图可知，纵波的速度最快，横波次之，面波速度最小，最先到达的是纵波，最后到达的是面波，a为P波，b为S波，C为L波根据可以求出地震台距震源的距离17．(1)P先开始振动；(2)35km【详解】(1)纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动。(2)根据解得18．如图所示：将一只闹钟放在有抽气设备的玻璃罩里，当罩内的空气没有被抽出时，我们能