課時(shí)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(cè)練習(xí)

課時(shí)分層作業(yè)(八)波的形成和描述(建議用時(shí)：25分鐘)⊙考點(diǎn)一波的形成和傳播1．(多選)關(guān)于機(jī)械波的形成，下列說法正確的是()A．物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波B．后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng)，只是時(shí)間上落后一步C．參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都相同D．機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移BC[若只有物體振動(dòng)，而周圍沒有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì)，振動(dòng)不可能由近及遠(yuǎn)傳播出去形成機(jī)械波，A錯(cuò)．機(jī)械波中各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動(dòng)，振動(dòng)頻率都等于波源的頻率，只是離波源越遠(yuǎn)，振動(dòng)步調(diào)越落后，B、C對(duì)．機(jī)械波中介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動(dòng)，不隨波遷移，離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是通過離波源近的各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得的，D錯(cuò)．]2．以下對(duì)機(jī)械波的認(rèn)識(shí)正確的是()A．形成機(jī)械波一定要有波源和介質(zhì)B．波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波中，各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況完全相同C．橫波向右傳播時(shí)，處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移D．機(jī)械波向右傳播時(shí)，右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一些振動(dòng)A[波源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不可少的條件，故A正確；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點(diǎn)比前面的質(zhì)點(diǎn)總要晚一些開始振動(dòng)，但質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一致，故B、C、D均錯(cuò)．]3．(多選)關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是()A．振動(dòng)是波形成的原因，波是振動(dòng)的傳播形式B．振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象C．波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度，波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播D．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于振源振動(dòng)的頻率ABD[機(jī)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(diǎn)被依次帶動(dòng)由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項(xiàng)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(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性地變化，波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì)，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，不會(huì)隨波源停止振動(dòng)而停止傳播，即波不會(huì)立即停止傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率由振源決定，故選項(xiàng)D對(duì)．]⊙考點(diǎn)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(diǎn)振動(dòng)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(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波為橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波，B、C、D錯(cuò)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(duì)于橫波和縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反B．對(duì)于縱波，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向一定相同C．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移D．空氣介質(zhì)只能傳播縱波D[質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行的波是縱波，A錯(cuò)誤；縱波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反，B錯(cuò)誤；無論橫波還是縱波，質(zhì)點(diǎn)都不隨波遷移，C錯(cuò)誤；橫波不能在空氣中傳播，空氣只能傳播縱波，D正確．]⊙考點(diǎn)三波的圖像6．(多選)取向上為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的正方向，得到如圖所示的兩個(gè)圖像，其中圖甲是一列波的圖像，A是介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖乙是介質(zhì)中另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，B為振動(dòng)中的某一個(gè)時(shí)刻，關(guān)于圖甲中A質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向和圖乙中B時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，下列說法正確的是()甲乙A．A質(zhì)點(diǎn)向下 B．A質(zhì)點(diǎn)向上C．B時(shí)刻向下 D．B時(shí)刻向上AC[圖甲表示的是波的圖像，由于波沿x軸負(fù)方向傳播，所以，圖中質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方向向下，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；圖乙表示的是振動(dòng)圖像，在圖中B所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)向下運(yùn)動(dòng)(因?yàn)橄乱粫r(shí)刻位移為負(fù)值)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．]7．(多選)簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，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(diǎn)P此時(shí)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(diǎn)P此時(shí)刻的速度方向沿y軸正方向C．從該時(shí)刻開始再經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的距離為aD．從該時(shí)刻開始再經(jīng)過半個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為負(fù)值BD[無論波沿x軸哪個(gè)方向傳播，此時(shí)P點(diǎn)的加速度方向一定沿y軸負(fù)方向，A錯(cuò)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(shí)P點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，B正確；由于無法確定此時(shí)P點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，故從此時(shí)起經(jīng)eq\f(1,4)周期，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的距離可能比a大，也可能比a小，C錯(cuò)誤；再經(jīng)過半個(gè)周期時(shí)，P所在的位置與它現(xiàn)在的位置關(guān)于x軸對(duì)稱，故那時(shí)P點(diǎn)的位移一定為負(fù)值，D正確．]⊙考點(diǎn)四波速、波長(zhǎng)與頻率8．一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線和虛線所示，由圖可確定這列波的()A．周期 B．波速C．波長(zhǎng) D．頻率C[由簡(jiǎn)諧波的波形圖可知簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為λ＝4m．雖然知道兩不同時(shí)刻的波形圖，但不知道時(shí)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(zhǎng)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(diǎn)A、B，當(dāng)B點(diǎn)的位移為正的最大值時(shí)，A點(diǎn)位移恰為零，且向上運(yùn)動(dòng)，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)1.0s后A點(diǎn)的位移處于正的最大值，由此可知()A．2s末A點(diǎn)的振動(dòng)速度大于B點(diǎn)的振動(dòng)速度B．1s末A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同C．波長(zhǎng)為12mD．波速一定為1m/sA[由題意作出波的圖像：因?yàn)棣?gt;3m，當(dāng)B點(diǎn)的位移為正的最大值時(shí)，A點(diǎn)位移恰為零，且向上運(yùn)動(dòng)可知，AB間距離為eq\f(3,4)λ＝x2－x1＝3m，由此解得該波波長(zhǎng)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(shí)B處于波谷處，根據(jù)波動(dòng)特征知，A的振動(dòng)速度大于B的振動(dòng)速度，故A正確；1s末質(zhì)點(diǎn)A在正向最大位移處，質(zhì)點(diǎn)B在平衡位值，位移不相等，B錯(cuò)誤；由分析知，波長(zhǎng)為4m，故C錯(cuò)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(cuò)誤．故選A.](建議用時(shí)：15分鐘)10．(多選)如圖所示，1、2、3、4…是某繩(可認(rèn)為是均勻介質(zhì))上一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)．開始時(shí)繩處于水平方向，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端．已知t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)9開始運(yùn)動(dòng)．則在二分之一周期時(shí)，下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)3向上運(yùn)動(dòng)B．質(zhì)點(diǎn)5所受回復(fù)力為最大值C．質(zhì)點(diǎn)6的加速度向下D．質(zhì)點(diǎn)9的振幅為零AB[經(jīng)過eq\f(T,2)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1從平衡位置再次運(yùn)動(dòng)到平衡位置，質(zhì)點(diǎn)3振動(dòng)了eq\f(3,8)T，即質(zhì)點(diǎn)3在從波谷向平衡位置的運(yùn)動(dòng)過程中(向上運(yùn)動(dòng))，A正確；經(jīng)過eq\f(T,2)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5從平衡位置運(yùn)動(dòng)到波谷，根據(jù)F＝－kx＝ma得加速度方向向上，質(zhì)點(diǎn)5所受回復(fù)力向上，為最大，B正確；經(jīng)過eq\f(T,2)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)6振動(dòng)了eq\f(3,16)T，根據(jù)a＝－eq\f(k,m)x可知，質(zhì)點(diǎn)6的加速度方向向上，C錯(cuò)誤；在波傳播過程中，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，可知每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)候都和波源起振的情況相同，其振幅一樣大，所以質(zhì)點(diǎn)9的振幅不為零，D錯(cuò)誤．]11．(多選)如圖是某繩波形成過程的示意圖．質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端．已知相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為1m，t＝0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1第一次偏離平衡位置20cm速度恰好為零，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)5剛要被帶動(dòng)．下列說法正確的是()A．繩波是橫波，其振幅為20cm，波長(zhǎng)為16mB．t＝0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5開始向下運(yùn)動(dòng)C．t＝7.3s到t＝7.4s，質(zhì)點(diǎn)8的速度先減小后增大D．若波源振動(dòng)周期變?yōu)?s時(shí)，波速變?yōu)樵瓉淼膬杀禔C[繩波中振動(dòng)方向與傳播方向垂直，可知繩波是橫波，其振幅為20cm，波長(zhǎng)為λ＝4×4m＝16m，選項(xiàng)A正確；t＝0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因T＝2s，波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(16,2)m/s＝8m/s振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)8需要t＝eq\f(7×1,8)s＝0.875s則t＝7.3s到t＝7.4s，質(zhì)點(diǎn)8已經(jīng)振動(dòng)6.425s～6.525s，即質(zhì)點(diǎn)8處在從平衡位置向上振動(dòng)到最高點(diǎn)后再向下振動(dòng)的階段，其速度先減小后增大，選項(xiàng)C正確；波速由介質(zhì)決定，與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]12．(多選)2019年10月30日在新疆喀什發(fā)生4級(jí)地震，震源深度為12千米．如果該地震中的簡(jiǎn)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(shí)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(dòng)到波源遷移到地面需要經(jīng)過3s時(shí)間B．從波傳到x＝120m處開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過t＝0.06s位于x＝360m的質(zhì)點(diǎn)加速度最小C．波動(dòng)圖像上M點(diǎn)此時(shí)速度方向沿y軸負(fù)方向，動(dòng)能在變大D．此刻波動(dòng)圖像上除M點(diǎn)外與M點(diǎn)位移大小相同的質(zhì)點(diǎn)有7個(gè)BCD[波在傳播的時(shí)候，波源沒有遷移，A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，波長(zhǎng)為60m，波速為4km/s，所以可得周期為0.015s,0.06s的時(shí)間剛好是整數(shù)個(gè)周期，可知橫波剛傳到360m處，此處質(zhì)點(diǎn)開始從平衡位置向－y方向運(yùn)動(dòng)，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(dòng)圖像上M點(diǎn)此時(shí)速度方向沿y軸負(fù)方向，動(dòng)能在變大，C正確；過M點(diǎn)作水平線，然后作關(guān)于x軸的對(duì)稱線，可知與波動(dòng)圖像還有7個(gè)交點(diǎn)，所以此刻波動(dòng)圖像上除M點(diǎn)外與M點(diǎn)位移大小相同的質(zhì)點(diǎn)有7個(gè)，D正確．]13．一列橫波在x軸線上傳播，在t1＝0時(shí)和t2＝0.5s時(shí)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(gè)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(dāng)波向右傳播時(shí)，由于振動(dòng)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(