2024-2025学年高中物理第十二章机械波1波的形成和传播课时作业含解析新人教版选修3-4

PAGEPAGE5波的形成和传播限时45分钟总分100分一、单选题(每小题6分，共24分)1．关于横波和纵波，下列说法正确的是(D)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肯定相同C．形成纵波的质点，随波一起迁移D．形成纵波的质点不随波迁移解析：横波质点的振动方向与传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故A、B项错误；介质中的质点都是在平衡位置旁边做往复运动，不会随波迁移，故C项错误，D项正确．2．《枫桥夜泊》中出名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”．其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其缘由可能是(B)A．大钟的回声B．大钟在接着振动，空气中接着形成声波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，大钟做阻尼振动，仍在空气中形成声波；随着能量的减弱，钟声渐渐消逝．3．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(B)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：两宇航员面对面讲话却无法听到，说明声波有振源却传播不出去，即缺乏声波传播的另一条件，没有介质，故B选项正确．4．下列关于波的应用正确的是(B)A．要使放在河中的纸船渐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波B．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用C．光缆是利用机械波传递信息D．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波解析：机械波传播时，介质质点在各自平衡位置旁边振动，质点本身并不随波迁移，A错；光缆是利用光波传递信息的，故C错；宇航员在宇宙飞船里，击打船壁能引起机械振动，同时也能形成声波，D错；声波可以在液体中传播，B正确．二、多选题(每小题8分，共48分)5．关于振动和波的关系，下列说法中正确的是(AB)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，波是很多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波马上停止传播解析：机械波的产生条件是有波源和介质，由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A、B正确．波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在匀称介质中其速度大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生改变，选项C错误．波源一旦将振动传播给了介质，振动就在介质中向远处传播，而当波源停止振动时，振动在介质中仍旧接着传播，不会随波源停止振动而停止传播，选项D错误．6．如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时起先计时，经过eq\f(T,4)，质点1起先起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是(ACD)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的时间总是比质点7通过相同位置时落后T/4D．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，但假如质点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：据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后eq\f(T,4)的时间，所以选项A、C正确，B错误；由题意知，质点9比质点1应晚起振两个周期，所以当全部质点都起振后，质点1与质点9步调完全一样，所以选项D正确．7．一列波由波源向四周扩绽开去，由此可知(BCD)A．介质中的各个质点由近及远地传播开去B．介质中的各个质点只是在各自的平衡位置旁边振动，并不随波迁移C．介质将振动的能量由近及远地传播开去D．介质将振动的形式由近及远地传播开去解析：介质在传播机械波的过程中，只是把振动这种形式和振动的能量向外传播，而介质本身并不迁移，故A错，B、C、D正确．8.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知(AC)A．该波沿x轴正方向传播B．c正向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻以后，b比c先到达最大位移处解析：由波传播的规律知质点的振动是先振动的质点带动后振动的质点，由题图知a质点是偏离平衡位置的位移，说明a质点左侧质点先于a质点振动，波是沿x轴正方向传播的，选项A正确；质点c和质点a之间有一波谷，质点c振动方向与质点a振动方向相反，质点c向下运动，故选项B错误；b质点正向着平衡位置运动，故b比c先到达平衡位置，选项C正确；c比b先到达偏离平衡位置的最远处，选项D是错误的．9．关于机械波的以下说法中，正确的是(AC)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：波动的发生须要两个条件：振源和介质，A项正确；波动过程中介质的质点并不随波迁移，只在各自的平衡位置旁边振动，B项错误；波动过程中振源的能量随波由近及远传播，C项正确；波源的振动带动与之相连的质点的振动，并依次带动另外的质点振动，所以介质中各质点都做受迫振动，D项错误．10.一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力下列说法中正确的是(BD)A．假如波向右传播，则质点A受到向上的作用力B．假如波向右传播，则质点A受到向下的作用力C．假如波向左传播，则质点A受到向上的作用力D．假如波向左传播，则质点A受到向下的作用力解析：无论波向左传播还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，质点A的受力方向始终向下，故B、D正确．三、非选择题(共28分)11．(16分)如图所示，(a)表示一条匀称细绳，0、1、2、3…表示绳上的一系列等间隔的质点，图中每个小方格的高度为2cm，一列周期为T的简谐横波沿此绳传播．某时刻，绳上9～12点的位置及运动方向如(b)所示，质点9正处在其最大位移处．试求：(1)此波的传播方向；(2)质点0和质点15的振幅；(3)由图(b)再经过时间t(t<T)为多久后，3～6质点的运动状态变成(c)所示的状态？答案：(1)向右(2)10cm(3)eq\f(3,4)T解析：(1)依据图(b)上几个质点的运动趋势可知：各质点的运动均较左边毗邻质点滞后，所以波向右传播．(2)相同介质中的同一列简谐波上各质点的振幅相同，均等于图上质点9的位移大小，为10cm.(3)图(c)中有4个质点，为了便于计算，我们选择质点6的振动来求解．波向右传播，在图(c)中它刚要向平衡位置运动，而图(b)中质点6处在平衡位置且刚要向下振动，那么质点6将经过3个eq\f(T,4)后到达图(c)中的状态，因此t＝eq\f(3,4)T.此题也可以先描出图中剩余质点的位置，再利用波形平移方法求得t.12．(12分)在新疆精河县发生过6.6级地震，已知地震中的纵波和横波在地表旁边的传播速度分别是9.1km/s和3.7km/s，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)，在这次地震中，震源在地震仪下方，观测站中，记