高中物理第章機械波波的形成和傳播課后提升作業(yè)新人教版選修

感謝你的聆聽感謝你的聆聽PAGE12.1波的形成和傳播課后提升作業(yè)【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練】1.(多選)(2018·宜春高二檢測)關(guān)于機械波的以下說法中,正確的是()A.波動發(fā)生需要兩個條件:波源和介質(zhì)B.波動過程是介質(zhì)質(zhì)點由近及遠(yuǎn)移動的過程C.波動過程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過程D.波源與介質(zhì)質(zhì)點的振動都是自由振動【解析】選A、C。波源(即振源)振動時,依靠介質(zhì)中的相互作用力帶動周圍各部分質(zhì)點振動起來,形成機械波。作為介質(zhì)的各質(zhì)點只在平衡位置附近做振動,并不隨波向外遷移,僅把振源的振動和能量傳播開來。波源和介質(zhì)質(zhì)點之間的相互作用力帶動相鄰的質(zhì)點振動,是受迫振動。故介質(zhì)質(zhì)點不是自由振動?！狙a償訓(xùn)練】下列關(guān)于機械波的認(rèn)識,正確的是()A.有波源就一定會形成機械波B.介質(zhì)中各質(zhì)點的振動頻率與波源的振動頻率相同C.機械波向右傳播時,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)點早一點振動【解析】選B。有波源、有傳播介質(zhì)才能形成機械波,A錯誤;介質(zhì)中各質(zhì)點在波源的驅(qū)動下做受迫振動,所以振動頻率相同,B正確;機械波傳播過程中,各質(zhì)點不隨波遷移,C錯誤;機械波向右傳播時,右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點晚一點振動,D錯誤。2.下列說法正確的是()A.有機械振動不一定有機械波B.有機械波不一定有機械振動C.振源一停止振動,波立即停止傳播D.由于各質(zhì)點都要參與振動,所以媒質(zhì)要隨波發(fā)生遷移【解析】選A。根據(jù)機械波的形成分析,有機械振動不一定會形成機械波;若形成了機械波必發(fā)生了機械振動,所以A對、B錯;一旦振動傳給了介質(zhì),它就會由介質(zhì)向遠(yuǎn)處傳播,當(dāng)振源停止了振動,介質(zhì)還是繼續(xù)傳播振源原來的運動形式,不會隨振源的停止而停止,所以C錯;波傳播運動形式,但介質(zhì)并不隨波遷移,它們在各自的平衡位置附近做受迫振動,則D錯。3.(多選)(2018·西安高二檢測)下列有關(guān)橫波與縱波的說法中正確的是()A.沿水平方向傳播的波為橫波B.縱波可以在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)介質(zhì)中傳播C.縱波與橫波不可以同時在同一介質(zhì)中傳播D.凡是振動方向與波傳播方向在同一條直線上的波都是縱波【解析】選B、D。質(zhì)點振動方向與波傳播方向垂直的波叫橫波,A錯;縱波可在任何介質(zhì)中傳播,B對;橫波和縱波可在同一種介質(zhì)中傳播,如地震波,C錯;質(zhì)點振動方向與波傳播方向平行的波叫縱波,D對?！狙a償訓(xùn)練】下列關(guān)于橫波的說法中,正確的是()A.橫波中,質(zhì)點的振動方向一定與波的傳播方向垂直B.橫波中,質(zhì)點的振動方向也可能與波的傳播方向平行C.橫波中,波水平向右傳播,各個質(zhì)點一定上下振動D.能形成波峰、波谷的波是橫波【解析】選A。橫波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向垂直,故A對,B、C錯;有波峰和波谷,但波的傳播方向不一定與質(zhì)點的振動方向垂直,故D錯。4.(多選)(2018·衡水高二檢測)下列關(guān)于簡諧運動和簡諧波的說法,正確的是()A.介質(zhì)中質(zhì)點振動的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B.介質(zhì)中質(zhì)點振動的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C.波的傳播方向一定和介質(zhì)中質(zhì)點振動的方向一致D.橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質(zhì)點振幅的兩倍【解析】選A、D。本題考查機械波和機械振動。介質(zhì)中的質(zhì)點的振動周期和相應(yīng)的波傳播周期一致,A正確。而各質(zhì)點做簡諧運動速度隨時間做周期性的變化,但波在介質(zhì)中是勻速向前傳播的,所以不相等,B錯。對于橫波而言,傳播方向和振動方向是垂直的,C錯。根據(jù)波的特點可知,D正確。5.下列選項中正確的是()A.在真空中,單憑耳朵就能聽到歌唱家美妙的聲音B.只要有機械波發(fā)出,一定能找到產(chǎn)生機械波的波源C.某空間找不到機械波,在這一空間一定找不到波源D.“一石激起千層浪”,把小石子扔進(jìn)平靜的湖面,能激起無窮無盡的連續(xù)水波【解析】選B。機械波的產(chǎn)生應(yīng)滿足兩個條件,一是波源,二是介質(zhì),二者缺一不可,故A錯誤;有波源未必有波動,但有波動一定有波源,故B正確,C錯誤;波可以傳遞能量,水波在傳遞能量的過程中有損失,故水波要消失,D錯誤?！狙a償訓(xùn)練】在一平靜的湖面上漂浮著一輕木塊,向湖中投入一石塊,在湖面上激起水波,關(guān)于木塊的運動情況,以下說法正確的是()A.木塊將被推至遠(yuǎn)處B.木塊被推動的距離與木塊的質(zhì)量大小和所受水的阻力大小有關(guān)C.因不知道木塊離波源的距離,它可能被波推動,也可能不被波推動D.無論木塊離波源的遠(yuǎn)近如何,它都不能被推動,只能在湖面上做上下振動【解析】選D。波在向前傳播的過程中,介質(zhì)中的質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移,這一點很重要。根據(jù)波的形成過程,該題的正確答案是D。6.(2018·鄭州高二檢測)下列關(guān)于波的應(yīng)用正確的是()A.要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸,可向比紙船更遠(yuǎn)處投擲石子形成水波B.兩個在水中潛泳并且靠得較近的運動員能聽到對方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應(yīng)用C.光纜是利用機械波傳遞信息D.宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁只能引起機械振動,不能形成聲波【解析】選B。機械波傳播時,介質(zhì)質(zhì)點在各自平衡位置附近振動,質(zhì)點本身并不隨波遷移,A錯;光纜是利用光波傳遞信息的,故C錯;宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁能引起機械振動,同時也能形成聲波,D錯。聲波可以在液體中傳播,B正確。7.一列橫波在某時刻的波形圖象如圖所示,此時質(zhì)點F的運動方向向下,則下列說法正確的是()A.波水平向右傳播B.質(zhì)點H與質(zhì)點F的運動方向相同C.質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D.此時刻質(zhì)點C的加速度為零【解析】選C。由于質(zhì)點F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點運動,又知道質(zhì)點F的運動方向是向下的,則與它鄰近的離波源稍近的質(zhì)點的位置應(yīng)在它的下方,對照圖象可以判定出波源在質(zhì)點F的右方,故波是向左傳播的,所以選項A是錯誤的。與質(zhì)點H鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點I的位置在質(zhì)點H的上方,則質(zhì)點H的運動方向是向上的,所以選項B也是錯誤的。用同樣的方法可以判斷出質(zhì)點C要向下運動直接回到平衡位置,而質(zhì)點B則先向上運動到達(dá)最大位移處后,再返回平衡位置,這樣質(zhì)點C要比質(zhì)點B先回到平衡位置,故選項C是正確的。質(zhì)點C此時處在最大位移處,其加速度最大,所以選項D是錯誤的。8.如圖所示是某繩波形成過程的示意圖,質(zhì)點1在外力作用下垂直直線方向做簡諧運動,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開始向上運動,t=時,1質(zhì)點到達(dá)最上方,5質(zhì)點開始向上運動,問:(1)t=時,質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)(是否運動、運動方向)如何?(2)t=時,質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何?(3)t=T時,質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何?【解析】各質(zhì)點在各時刻的情況如圖所示。(1)由乙圖可知,t=時,質(zhì)點8未達(dá)到波峰,正在向上振動,質(zhì)點12、16未振動。(2)由丙圖可知,t=時,質(zhì)點8正在向下振動,質(zhì)點12向上振動,質(zhì)點16未振動。(3)由丁圖可知,t=T時,質(zhì)點8、12正在向下振動,質(zhì)點16向上振動。答案:見解析【能力提升練】1.(2018·東城區(qū)高二檢測)關(guān)于振動和波的關(guān)系,下列說法正確的是()A.如果波源停止振動,在介質(zhì)中傳播的波也立即停止B.發(fā)聲體在振動時,一定會產(chǎn)生聲波C.波動的過程是介質(zhì)質(zhì)點由近及遠(yuǎn)的傳播過程D.波動的過程是質(zhì)點的振動形式及能量由近及遠(yuǎn)的傳播過程【解題指南】解答本題要把握以下三點:(1)形成機械波的條件。(2)振動和波的區(qū)別與聯(lián)系。(3)機械波的特點。【解析】選D。波源停止振動,介質(zhì)中的質(zhì)點仍然在振動,所以波仍繼續(xù)傳播,A錯誤;產(chǎn)生波的條件必須有介質(zhì),B錯誤;在振動過程中質(zhì)點不隨波的傳播而遷移,只是向外傳播信息和能量,C錯誤,D正確。2.(多選)如圖所示是做簡諧運動繩子的一段,繩中有沿繩向右傳播的一列機械波,則下列說法中正確的是()A.在圖上速度最大的點是第3點與第7點B.除第1點外,加速度最大的點是第5點C.只有第3、7點的振動頻率不同,其他點的振動頻率都相同D.各個點振動的周期都與振源振動的周期一樣【解析】選A、B、D。由于繩波是橫波且向右傳播,介質(zhì)中左邊的質(zhì)點帶動右邊的質(zhì)點振動,故2、3、4質(zhì)點向下振動,6、7質(zhì)點向上振動。如題圖時刻,3、7兩質(zhì)點在平衡位置,速度最大,1、5兩質(zhì)點在最大位移處,加速度最大,故A、B對;各質(zhì)點的振動周期(或頻率)由振源決定,并且是相等的,故C錯D對?！究偨Y(jié)提升】機械波問題的解題步驟及機械波的特點(1)解題步驟①明確研究對象及其類型。②利用機械波產(chǎn)生的條件判斷是否能產(chǎn)生機械波。③利用質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關(guān)系確定出所研究的機械波是橫波還是縱波。(2)機械波的特點①構(gòu)成介質(zhì)的相鄰的質(zhì)點間有相互作用力,前一個質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一個質(zhì)點的振動,即波傳到的質(zhì)點首先重復(fù)波源開始振動時的振動方向。②各質(zhì)點的振動情況由振源決定,與介質(zhì)無關(guān),它們都在其平衡位置附近做往復(fù)運動,不會隨波遷移。③構(gòu)成介質(zhì)的質(zhì)點可以認(rèn)為在其平衡位置附近做簡諧運動,隨時間的變化,位移、回復(fù)力、加速度、速度等都做周期性變化。3.(多選)一列橫波在某時刻的波形圖象如圖所示,a、b、c、d為介質(zhì)中的四個質(zhì)點。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,四個質(zhì)點的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad,它們的速度大小分別為va、vb、vc、vd,則()A.ac<ab<aa=adB.ac>ab>aa=adC.va=vd>vb>vc D.va=vd<vb<vc【解析】選A、D。由簡諧運動規(guī)律可知,質(zhì)點受力F回與位移x的大小成正比,因而a的大小與x的大小成正比,所以aa=ad>ab>ac,A正確;而質(zhì)點越靠近平衡位置v越大,越遠(yuǎn)離平衡位置v越小,所以va=vd<vb<vc,D正確。4.2015年4月15日甘肅臨洮發(fā)生4.5級地震,若已知地震中縱波與橫波的傳播速度分別為9.1km/s和3.7km/s。某地震觀測中心記錄到兩種波到達(dá)的時間差為7.8s,若機械波在地面內(nèi)是勻速傳播的,且傳播的速度v、傳播的距離s和傳播距離s所用的時間t滿足v=。請你通過分析計算來完成下面問題:(1)求地震中心到此地震觀測中心的距離。(2)請你分析在觀測中心的工作人員當(dāng)時所感覺到的地面振動方向。(設(shè)震源在地震觀測中心正下方,工作人員對地面振動方向的感覺用“上下振動”“左右晃動”來說明)【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點:(1)