高中物理 第2章 第1节波的形成和描述课时训练 鲁科版选修34(1).doc

2014-2015学年高中物理 第2章 第1节波的形成和描述课时训练 鲁科版选修3-4【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于机械波的说法，下列正确的是()a.机械波是质点随波移动形成的b.在简谐波中，各质点的振动步调都相同c.空气介质只能传播纵波d.机械波中各质点的振动方向与波的传播方向有时相同，有时相反e.如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止f.发声体在振动时，一定会产生声波g.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2.一列波由波源向周围扩展开，由此可知()a.介质中各质点由近及远地传播开b.介质中的振动形式由近及远地传播开c.介质中振动的能量由近及远传播开d.介质中质点只是振动而没有迁移3.(2012浙江高考)用手握住较长软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两点之间的距离为半个波长b.a、b两点振动开始时刻相差半个周期c.b点完成全振动次数比a点多一次d.b点完成全振动次数比a点少一次4.(2013北京高考)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是()a.这列波的振幅为4cmb.这列波的周期为1sc.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动d.此时x=4m处质点的加速度为05.横波和纵波的区别是()a.横波中，质点在各自平衡位置附近振动，纵波中，质点沿波的传播方向运动b.横波的传播速度一定比纵波慢c.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部d.横波中各质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，纵波中各质点振动方向与波的传播方向垂直6.(2013南昌高二检测)如图所示为一列横波在某时刻的波形，已知f质点在此时的运动方向向下，那么下列说法中正确的是()a.波向左传播b.质点c比b先回到平衡位置c.质点c和f的振幅相同d.质点c在此时刻的加速度为零7.(2011上海高考)两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v=0.4m/s，两波源分别位于a、b处，t=0时的波形如图所示。当t=2.5s时，m点的位移为cm，n点的位移为cm。8.(2013洛阳高二检测)如图所示，实线表示一列横波在某时刻的波形图线，虚线是经过0.2s时的波形图线。(1)若波向左传播，求它在这段时间内传播的距离。(2)若波向右传播，求它的最大周期。(3)若波的传播速度为115m/s，试判断波的传播方向。【能力提升】1.(2013福建高考)如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是()2.图中所示为简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点a正向上运动，如图中箭头所示。由此可断定此横波()a.向右传播，且此时质点b正向上运动b.向右传播，且此时质点c正向下运动c.向左传播，且此时质点d正向上运动d.向左传播，且此时质点e正向下运动3.对公式v=f的理解，以下说法中正确的是()a.由v=f可知，波速与频率成正比b.波速v由介质决定，频率f由波源决定c.当波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速、波长改变d.v=f适用于横波，不适用于纵波4.(2012山东高考)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点p、q分别位于x=2m、x=4m处。从t=0时刻开始计时，当t=15s时质点q刚好第4次到达波峰。(1)求波速。(2)写出质点p做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。5.(能力挑战题)一列简谐横波，在波传播方向上有相距为s=1m的两个质点a和b，当质点a在正的最大位移处时，b质点刚好通过平衡位置向位移负方向运动。(1)试确定这列波的波长可能值。(2)这列波的波长最大值是多少?此种情况下波向什么方向传播?答案解析【基础达标】1.【解析】选c、g。机械波中各质点只能在自己的平衡位置附近振动，不随波迁移，a错。由波的形成可知，距离波源近的质点比远的质点振动早一些，即由近及远各质点的振动步调依次滞后，b错。因为空气介质只能通过压缩产生相互作用力，所以在空气中传播的机械波只能是纵波，故c对。形成横波的质点振动方向与传播方向垂直，只有形成纵波的质点振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故d错。波源停止振动，介质中的质点仍然在振动，所以波仍继续传播，e错误。产生波的条件必须有介质，f错误。在波动过程中质点不随波的传播而迁移，只是向外传递信息和能量，g正确。2.【解析】选b、c、d。机械波传播的只是振源的振动形式和能量，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会迁移，故b、c、d对。【总结提升】波动与振动的区别与联系1.区别：振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动。2.联系：(1)都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期。(2)从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动。(3)振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动。(4)波动是振动形式(信息)的传播过程。3.【解析】选d。在横波中，相邻两个波峰之间的距离为一个波长，选项a错误；相差一个波长的两质点的起振时刻刚好相差一个周期，选项b错误；前一质点总是带着后一质点振动，所以b点完成全振动的次数比a点少一次，选项d正确、c错误。4.【解析】选d。由图像可知波的振幅为2cm，波长为8 m，故a错误；根据v=f=t可得该波的周期为2s，故b错误；根据波的形状和波的传播方向的关系或“同侧法”可知x=4m处的质点沿y轴正方向运动，c错误；由于x=4m处的质点的位移为零，说明回复力为零，即加速度为零，d正确。【变式备选】如图所示，一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点。a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，则()a.acababaa=ad=0c.va=vdvbvc d.va=vdvbabac，a正确，b错误；而质点越靠近平衡位置v越大，越远离平衡位置v越小，所以va=vdvbvc，c错误，d正确。5.【解析】选c。无论在横波中，还是纵波中，质点都是在各自平衡位置附近振动，只不过横波中振动方向与传播方向垂直，而纵波中振动方向与传播方向在同一直线上；横波有波峰和波谷，纵波有疏部和密部；波的传播速度由介质决定，不同介质有不同的波速，故c正确。6.【解析】选a、b、c。由波的传播特点可知，当f点向下移动时，与它邻近的e点也将向下运动，e、f两点相比较，f的运动超前于e，f为前一质点，e为后一质点，波由右向左传播，a对。质点c已到达最大位移处，之后c将移向平衡位置，而质点b却正在向最大位移处移动，所以质点c比b先回到平衡位置，b对。尽管此时c和f的位移不同，但它们的振幅却是相同的，c对。质点c此时处在最大位移处，加速度最大，d错。7.【解题指南】解答本题要把握以下思路：(1)m、n点的位移是两列波叠加的结果。(2)当t=2.5s时，左右两列波各在m、n两点引起的位移是多少?【解析】2.5s内，两列波传播的距离x=vt=0.42.5m=1m，当a波向右传播1m时，a波如图中的虚线所示，b波如图中的实线所示，所以，m点位移为2cm，n点位移为零。答案：208.【解析】由波的图像可知，波长=4m(1)波在空间上具有周期性，向左传播的可能距离：x=3+n=(4n+3)m(n=0，1，2，3)(2)若波向右传播时，传播的可能距离为x=1+n=4+n由波的时空周期性，可知波传播x的距离需时间t=t4+ntt=4t4n+1(n=0，1，2，3)当n=0时，周期有最大值tm=4t=0.8s。(3)当v=115m/s时，波在0.2s时间内传播的距离为x=vt=23.0m=234=5+34可知波沿x轴负方向传播。答案：(1)(4n+3)m(n=0，1，2，3)(2)0.8 s(3)沿x轴负方向【能力提升】1.【解题指南】解答本题时应理解以下两点：(1)明确t=0时刻和t=0.6s时刻波源的振动方向。(2)波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称。【解析】选c。由于波沿正、负两方向传播的波形关于y轴对称，a、b错；t=0时刻波源沿y轴正向开始振动，经过0.6s即1.5t，波源位于平衡位置且沿y轴负向振动，据“同侧法”可知c对，d错。2.【解析】选c。如图所示，对a点由“同侧法”，知波向左传播，然后将“同侧法”用于其他点，得质点b、c向下振动，质点d、e向上振动。3.【解析】选b、c。频率f由波源决定，波速由介质决定，同一波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速、波长改变，所以a错，b、c正确；公式v=f适用于一切形式的波，包括机械波和电磁波，d错。4.【解析】(1)设简谐横波的波速为v，波长为，周期为t，由图像知，=4m。由题意知t=3t+34t v=t 联立式，代入数据得v=1m/s。 (2)质点p做简谐运动的表达式为y=0.2sin(0.5t)。 答案：(1)1m/s(2)y=0.2sin(0.5t)5.【解析】(1)由题意可知，若波由a向b传播，则a、b在一个周期内的位置关系如图甲所示，则：s=34+n(n=0，1，2，3)=s34+n=43+4n(m)(n=0，1，2，3)若波由b