課時分層作業(yè)8　波的形成和描述-同步新教材魯科版（2019）高中物理選擇性必修第一冊練習

課時分層作業(yè)(八)波的形成和描述(建議用時：25分鐘)⊙考點一波的形成和傳播1．(多選)關(guān)于機械波的形成，下列說法正確的是()A．物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波B．后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點重復振動，只是時間上落后一步C．參與振動的質(zhì)點的振動頻率都相同D．機械波是介質(zhì)隨波遷移BC[若只有物體振動，而周圍沒有傳播這種振動的介質(zhì)，振動不可能由近及遠傳播出去形成機械波，A錯．機械波中各振動質(zhì)點都在重復波源的振動，振動頻率都等于波源的頻率，只是離波源越遠，振動步調(diào)越落后，B、C對．機械波中介質(zhì)各質(zhì)點只在自己平衡位置附近振動，不隨波遷移，離波源較遠的質(zhì)點振動的能量是通過離波源近的各質(zhì)點的傳遞從波源獲得的，D錯．]2．以下對機械波的認識正確的是()A．形成機械波一定要有波源和介質(zhì)B．波源做簡諧運動形成的波中，各質(zhì)點的運動情況完全相同C．橫波向右傳播時，處于波峰的質(zhì)點也向右遷移D．機械波向右傳播時，右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些振動A[波源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不可少的條件，故A正確；簡諧運動形成的波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中各質(zhì)點都做簡諧運動，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚一些開始振動，但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一致，故B、C、D均錯．]3．(多選)關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．振動是波形成的原因，波是振動的傳播形式B．振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象C．波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度，波源停止振動時，波立即停止傳播D．質(zhì)點的振動頻率等于振源振動的頻率ABD[機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)．由于介質(zhì)中的質(zhì)點被依次帶動由近及遠傳播而形成波，所以選項A、B正確；波的傳播速度是波形由波源向外延伸的速度，在均勻介質(zhì)中其大小不變，而質(zhì)點振動的速度和方向都隨時間發(fā)生周期性地變化，波源一旦將振動傳給了介質(zhì)，振動就會在介質(zhì)中向遠處傳播，當波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而停止傳播，即波不會立即停止傳播，選項C錯誤；質(zhì)點的振動頻率由振源決定，故選項D對．]⊙考點二橫波和縱波4．下列關(guān)于橫波、縱波的說法正確的是()A．凸凹相間的波叫橫波，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷B．質(zhì)點振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波C．沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波D．沿橫向傳播的波叫縱波，沿縱向傳播的波叫橫波A[質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波為橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波，B、C、D錯誤；橫波具有波峰和波谷，A正確．]5．關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是()A．對于橫波和縱波，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反B．對于縱波，質(zhì)點的運動方向與波的傳播方向一定相同C．形成縱波的質(zhì)點隨波一起遷移D．空氣介質(zhì)只能傳播縱波D[質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向平行的波是縱波，A錯誤；縱波質(zhì)點的運動方向與波的傳播方向有時相同，有時相反，B錯誤；無論橫波還是縱波，質(zhì)點都不隨波遷移，C錯誤；橫波不能在空氣中傳播，空氣只能傳播縱波，D正確．]⊙考點三波的圖像6．(多選)取向上為質(zhì)點振動的正方向，得到如圖所示的兩個圖像，其中圖甲是一列波的圖像，A是介質(zhì)中的一個質(zhì)點，圖乙是介質(zhì)中另一個質(zhì)點的振動圖像，B為振動中的某一個時刻，關(guān)于圖甲中A質(zhì)點在該時刻的運動方向和圖乙中B時刻質(zhì)點的運動方向，下列說法正確的是()甲乙A．A質(zhì)點向下 B．A質(zhì)點向上C．B時刻向下 D．B時刻向上AC[圖甲表示的是波的圖像，由于波沿x軸負方向傳播，所以，圖中質(zhì)點A的振動方向向下，選項A正確，B錯誤；圖乙表示的是振動圖像，在圖中B所對應的時刻質(zhì)點應當向下運動(因為下一時刻位移為負值)，選項C正確，D錯誤．]7．(多選)簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，P為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，下列說法中正確的是()A．若該波沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點P此時刻的加速度方向沿y軸正方向B．若該波沿x軸正方向傳播，則質(zhì)點P此時刻的速度方向沿y軸正方向C．從該時刻開始再經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點P運動的距離為aD．從該時刻開始再經(jīng)過半個周期時，質(zhì)點P的位移為負值BD[無論波沿x軸哪個方向傳播，此時P點的加速度方向一定沿y軸負方向，A錯誤；若該波沿x軸正方向傳播，據(jù)“下坡上”的方法可以確定此時P點正沿y軸正方向運動，B正確；由于無法確定此時P點向哪個方向運動，故從此時起經(jīng)eq\f(1,4)周期，質(zhì)點P運動的距離可能比a大，也可能比a小，C錯誤；再經(jīng)過半個周期時，P所在的位置與它現(xiàn)在的位置關(guān)于x軸對稱，故那時P點的位移一定為負值，D正確．]⊙考點四波速、波長與頻率8．一列簡諧波在兩時刻的波形如圖中實線和虛線所示，由圖可確定這列波的()A．周期 B．波速C．波長 D．頻率C[由簡諧波的波形圖可知簡諧波的波長為λ＝4m．雖然知道兩不同時刻的波形圖，但不知道時間差．無法確定周期和頻率，也無法確定波速．故選C.]9．一列波長大于3m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在x1＝1.5m和x2＝4.5m的兩質(zhì)點A、B，當B點的位移為正的最大值時，A點位移恰為零，且向上運動，從此時開始計時，經(jīng)1.0s后A點的位移處于正的最大值，由此可知()A．2s末A點的振動速度大于B點的振動速度B．1s末A、B兩質(zhì)點的位移相同C．波長為12mD．波速一定為1m/sA[由題意作出波的圖像：因為λ>3m，當B點的位移為正的最大值時，A點位移恰為零，且向上運動可知，AB間距離為eq\f(3,4)λ＝x2－x1＝3m，由此解得該波波長λ＝4m；經(jīng)1sA回到正向最大位移，則經(jīng)2sA必回到平衡位置，而此時B處于波谷處，根據(jù)波動特征知，A的振動速度大于B的振動速度，故A正確；1s末質(zhì)點A在正向最大位移處，質(zhì)點B在平衡位值，位移不相等，B錯誤；由分析知，波長為4m，故C錯誤；經(jīng)1sA回到正向最大位移處故有：eq\f(1,4)T＋nT＝1s，可解得T＝eq\f(4,4n＋1)s，由v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,\f(4,4n＋1))m/s＝(4n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)故可知D錯誤．故選A.](建議用時：15分鐘)10．(多選)如圖所示，1、2、3、4…是某繩(可認為是均勻介質(zhì))上一系列等間距的質(zhì)點．開始時繩處于水平方向，質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4…各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端．已知t＝0時，質(zhì)點1開始向下運動，經(jīng)過二分之一周期，質(zhì)點9開始運動．則在二分之一周期時，下列說法正確的是()A．質(zhì)點3向上運動B．質(zhì)點5所受回復力為最大值C．質(zhì)點6的加速度向下D．質(zhì)點9的振幅為零AB[經(jīng)過eq\f(T,2)時，質(zhì)點1從平衡位置再次運動到平衡位置，質(zhì)點3振動了eq\f(3,8)T，即質(zhì)點3在從波谷向平衡位置的運動過程中(向上運動)，A正確；經(jīng)過eq\f(T,2)時，質(zhì)點5從平衡位置運動到波谷，根據(jù)F＝－kx＝ma得加速度方向向上，質(zhì)點5所受回復力向上，為最大，B正確；經(jīng)過eq\f(T,2)時，質(zhì)點6振動了eq\f(3,16)T，根據(jù)a＝－eq\f(k,m)x可知，質(zhì)點6的加速度方向向上，C錯誤；在波傳播過程中，后一個質(zhì)點重復前一個質(zhì)點的振動，可知每一個質(zhì)點開始振動的時候都和波源起振的情況相同，其振幅一樣大，所以質(zhì)點9的振幅不為零，D錯誤．]11．(多選)如圖是某繩波形成過程的示意圖．質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動質(zhì)點2、3、4……各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端．已知相鄰兩質(zhì)點間的距離為1m，t＝0.5s時，質(zhì)點1第一次偏離平衡位置20cm速度恰好為零，此時質(zhì)點5剛要被帶動．下列說法正確的是()A．繩波是橫波，其振幅為20cm，波長為16mB．t＝0.5s時，質(zhì)點5開始向下運動C．t＝7.3s到t＝7.4s，質(zhì)點8的速度先減小后增大D．若波源振動周期變?yōu)?s時，波速變?yōu)樵瓉淼膬杀禔C[繩波中振動方向與傳播方向垂直，可知繩波是橫波，其振幅為20cm，波長為λ＝4×4m＝16m，選項A正確；t＝0.5s時，質(zhì)點5開始向上運動，選項B錯誤；因T＝2s，波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(16,2)m/s＝8m/s振動傳到質(zhì)點8需要t＝eq\f(7×1,8)s＝0.875s則t＝7.3s到t＝7.4s，質(zhì)點8已經(jīng)振動6.425s～6.525s，即質(zhì)點8處在從平衡位置向上振動到最高點后再向下振動的階段，其速度先減小后增大，選項C正確；波速由介質(zhì)決定，與質(zhì)點振動的周期無關(guān)，選項D錯誤．]12．(多選)2019年10月30日在新疆喀什發(fā)生4級地震，震源深度為12千米．如果該地震中的簡諧橫波在地殼中勻速傳播的速度大小為4km/s，已知波沿x軸正方向傳播，某時刻剛好傳到x＝120m處，如圖所示，則下列說法正確的是()A．從波源開始振動到波源遷移到地面需要經(jīng)過3s時間B．從波傳到x＝120m處開始計時，經(jīng)過t＝0.06s位于x＝360m的質(zhì)點加速度最小C．波動圖像上M點此時速度方向沿y軸負方向，動能在變大D．此刻波動圖像上除M點外與M點位移大小相同的質(zhì)點有7個BCD[波在傳播的時候，波源沒有遷移，A錯誤；根據(jù)圖像可知，波長為60m，波速為4km/s，所以可得周期為0.015s,0.06s的時間剛好是整數(shù)個周期，可知橫波剛傳到360m處，此處質(zhì)點開始從平衡位置向－y方向運動，加速度最小，B正確；波的傳播方向是向右，所以根據(jù)同側(cè)法可知，波動圖像上M點此時速度方向沿y軸負方向，動能在變大，C正確；過M點作水平線，然后作關(guān)于x軸的對稱線，可知與波動圖像還有7個交點，所以此刻波動圖像上除M點外與M點位移大小相同的質(zhì)點有7個，D正確．]13．一列橫波在x軸線上傳播，在t1＝0時和t2＝0.5s時的波形圖像如圖所示，(1)這列波的傳播速度多大？(2)若波速v＝68m/s，則波向哪個方向傳播？(3)若波向左傳播，且3T＜Δt＜4T，則這列波的波速多大？[解析](1)當波向右傳播時，由于振動的周期性，波向前傳播的距離Δx＝nλ＋eq\f(1,4)λ，波的傳播速度v右＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(8n＋2,0.5)＝4(4n＋1)m/s(n＝0,1,2,3…)若波向左傳播，波向前傳播的距離Δx＝nλ＋eq\f(