2020～2021学年新教材高中物理课时评价9机械波的产生和传播【含答案】

机械波的产生和传播(25分钟·60分)一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)1．以下关于波的说法中，不正确的是()A．在波的传播过程中，介质中的质点不随波的传播方向迁移B．波的传播过程是质点振动形式的传递过程C．机械振动在介质中的传播形成机械波D．质点的振动速度就是波速选D。在波的传播过程中，介质中的质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波的传播方向迁移，选项A正确，不符合题意；波的传播过程是质点振动形式的传递过程，选项B正确，不符合题意；机械振动在介质中的传播形成机械波，选项C正确，不符合题意；质点的振动速度与波速是两个不同的概念，两者不相同，选项D错误，符合题意。本题选不正确的，故选D。2．下面关于横波、纵波的说法中正确的是()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．由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，故横波、纵波不可能沿同一方向传播C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等D．只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波选A。同一波源产生的机械波中可同时具有横波和纵波，如地震波，A正确。虽然横波与纵波的振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，B错误。在同一介质中，横波和纵波的传播速度一般不同，如地震波中纵波比横波传播得快，C错误。机械波中横波可以在固体内传播，不可以在液体和气体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，D错误。故选A。3．波在传播过程中，下列正确的说法是()A．介质中的质点随波迁移B．波源的振动能量随波传递C．振动质点的频率随着波的传播而减小D．波源的能量靠振动质点的迁移随波传递选B。介质中的质点只在自己平衡位置上下振动，而不随波迁移，选项A错误；波源的振动能量随波传递，选项B正确；振动质点的频率等于波源的振动频率，不随着波的传播而减小，选项C错误；波的振动是传播能量的形式，并不是靠振动质点的迁移来传播，故D错误；故选B。4．将一部手机调在接收信号就发出声响并且振动的状态，然后将这部手机放在密封的玻璃罩内，当我们抽掉玻璃罩内的空气后，再发出信号呼叫该手机，你可以发现()A．手机发出声音同时振动B．手机发出声音但是不振动C．手机没有发出声音也不振动D．手机没有发出声音但是在振动选D。声音是由物体的振动产生的，声音的传播需要介质，声音在真空中不能传播，所以抽掉玻璃罩内的空气后，声音传播不出来；电磁波传递不需要介质，手机可以收到信号并振动，故能发现手机没有发出声音但是在振动，故D正确，A、B、C错误。5．下列关于机械波的说法中，错误的是()A．机械波的传播方向就是波中质点迁移的方向B．机械波的传播方向就是振动能量传递的方向C．机械波传播的是振动这种运动形式，质点并不随波迁移D．波不但能传递能量，也能传递信息选A。在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，传播方向与振动方向可以垂直(横波)，也可以平行(纵波)，故A错误；机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，传播方向就是振动的能量传递的方向，故B正确；机械波传播的是振动这种运动形式，质点并不随波迁移，故C正确；机械波不但能传递能量，而且能传递信息，如声波，故D正确；本题选错误的，故选A。6．以下对机械波的认识正确的是()A．形成机械波一定要有波源和介质B．波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动选A。波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确。简谐运动形成的波在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D均错。7．(多选)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＝eq\f(T,2)时质点5的加速度方向向上D．t＝eq\f(3,4)T时质点12的运动方向向上选A、D。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；在t＝eq\f(T,4)时刻，质点5开始振动，则在t＝eq\f(T,2)时质点5到达最高点，其加速度方向向下，C错误；t＝eq\f(3,4)T时质点13刚开始振动，此时质点12已经运动了eq\f(T,16)，则运动方向向上，D正确。二、非选择题(18分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)8.(珠海高二检测)如图所示是一列向右传播的横波，请说出这列波中a、b、c、d…h等质点这一时刻的速度方向。由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复，比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点。此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言，若以此时最大位移处的c点为参考点，由波的传播方向和传播的特点可知d点相对于c点为后一质点，d点的振动滞后于c，要追随移动到负的最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度都向下；b的振动超前，已从负的最大位移回振，所以速度向上；a超前b，已回到平衡位置，速度最大也向上；同理以g为参考点，可知h点速度向上。答案：a、b、h向上，c、g速度为零，d、e、f向下【总结提升】绳波理解三个关键点(1)结合绳波特点，记住绳波是横波。(2)结合绳波形成过程，理解好各质点“依次、带动、重复”的含义。(3)结合绳波的传播特点，理解所有波的传播实质，即传播振动形式和传递波源的能量。(15分钟·40分)9.(6分)(多选)“蜻蜓点水”是常见的自然现象，蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，其形状如图所示。由图分析可知()A．蜻蜓第一次点水处为A点B．蜻蜓第一次点水处为C点C．蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度D．蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度选B、C。在同一时刻观察时，越先激起的波纹扩散开来的半径越大，因C的半径大于A的半径，说明蜻蜓第一次点水处为C点，故A错误，B正确；若蜻蜓飞行速度与水波速度相同，那么蜻蜓点水会在上一个水波边线上，而水波以相同速度运动，所以每个圆都应内切。由题图可知，后击水产生的波纹超过先击水产生波纹，说明蜻蜓飞行速度大于水波传播速度，C正确，D错误。10．(6分)(多选)一次小张去公园游玩，他向一处平静的水面丢进一颗石子，激起一圈圈水波，小张观察到，石子落点平静后，远处的水波依然在向更远扩散，下列说法正确的是()A．石子落点处的水振动后，引起相邻的水依次振动形成了水波B．石子落点处的水迁移到了远处，所以远处的水波可以继续传播C．波源停止振动后，水波仍旧可以传播D．波源停止振动后，远处的水由于获得了能量，所以还可以振动选A、C、D。石子落点处的水振动后，由于质点间相互作用，所以引起相邻的水依次振动形成了水波，故A正确；质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，故B错误；机械波传播的是机械振动的形式、能量，所以波源停止振动后，水波仍旧可以传播，随波传到的地方，质点还可以振动，故C、D正确。11.(6分)(多选)(佛山高二检测)如图为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，四个质点的振幅大小为Aa、Ab、Ac、Ad，则()A．ac<ab<aa＝adB．ac>ab>aa＝ad＝0C．va＝vd>vb>vc D．va＝vd<vb<vc选A、D。机械波中各个质点都在做简谐运动，质点的加速度与质点的位移成正比，故A选项正确；各质点越靠衡位置，速度越大，位移越小，故D选项正确。12．(22分)资料记载，海啸波是重力长波，波长可达100千米以上，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。(1)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＝1.08万千米，求海啸波到浅海区的时间t1；(2)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。(1)由图甲得：λ1＝240km，依题意有：t＝eq\f(3,4)T，v1＝eq\f(λ1,T)，s1＝v1t1，解得：t1＝15h(2)由图像乙得波的振幅A＝20m，波长λ2＝40km由t＝eq\f(3,4)T得波的周期：T＝1200s又ω＝eq\f(2π,T)，且y＝Asinωt，解得波的表达式：y＝20