2022高中物理 第12章 機(jī)械波 課時(shí)提升作業(yè)六 12.1 波的形成和傳播 新人教版選修3-4

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1、2022高中物理 第12章 機(jī)械波 課時(shí)提升作業(yè)六 12.1 波的形成和傳播 新人教版選修3-4 一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分) 1.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(gè)在水中潛泳并且靠得較近的運(yùn)動(dòng)員能聽到對(duì)方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應(yīng)用 C.光纜利用機(jī)械波傳播信息 D.宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁只能引起機(jī)械振動(dòng)不能形成聲波 【解析】選B。機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的過程中,質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng),介質(zhì)本身并不遷移,故A錯(cuò)。光纜是利用光傳播信息的,故C錯(cuò)。固體也能傳播機(jī)械波

2、,故D錯(cuò)。聲波可以在水中傳播,且比在空氣中的傳播速度快,故B正確。 2.對(duì)于一列機(jī)械波,判斷它是橫波還是縱波,其依據(jù)是　(　　) A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)是在水平方向上振動(dòng),還是在豎直方向上振動(dòng) B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的傳播方向是垂直還是在一條直線上 C.波的傳播方向是在水平方向上還是在豎直方向上 D.波傳播的速度與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度大小的關(guān)系 【解析】選B。判斷一列波是橫波還是縱波,依據(jù)是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的傳播方向是垂直還是在一條直線上。如果垂直就是橫波,如果在同一條直線上就是縱波。故只有B正確。 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

3、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 【解析】選A、B、D。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和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

4、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)。 4.(多選)關(guān)于機(jī)械波,下列說法正確的是　(　　) A.介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力 B.前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) C.波傳播的速度方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度方向相同 D.波除了傳遞能量和振動(dòng)形式外,還可以傳遞信息 【解析】選A、B、D。波在傳播過程中,由于介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用,離波源較近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),后面質(zhì)點(diǎn)就重復(fù)并落后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),故A、B正確。波的傳播速度與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度不是一回事,在橫波中,二者方向相互垂直,而在縱波中,二者方向在同一條

5、直線上,故C錯(cuò)。除了傳遞能量,波傳播的還有振動(dòng)形式,而振動(dòng)形式本身就是一種信息,如果制成各種不同的信息附加于這種振動(dòng)形式上,波傳播的同時(shí)就傳遞了信息,故D對(duì)。 5.(多選)關(guān)于機(jī)械波的傳播,下列說法中正確的是(　　) A.振源處質(zhì)點(diǎn)以外的各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)且振動(dòng)周期相同 B.振源的能量和振動(dòng)隨波向遠(yuǎn)處傳遞 C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率雖由振源決定,但隨著波的傳播會(huì)減小 D.波中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率有時(shí)是相同的 【解析】選A、B。在機(jī)械波的形成中,振源處質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)其他各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),所以其他各質(zhì)點(diǎn)都是在做受迫振動(dòng),故其振動(dòng)頻率與波源處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率相同,周期相同,故A對(duì),D錯(cuò);各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同

6、,即使振幅隨波的傳播而減小,頻率也不會(huì)減小,故C錯(cuò);波源的振動(dòng)和能量隨波傳遞,故B正確。 6.(多選)如圖所示是一位同學(xué)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)繩子的一端,形成沿繩向右傳播的一列機(jī)械波,則下列說法中正確的是　(　　) A.在圖上速度最大的點(diǎn)是第3點(diǎn)與第7點(diǎn) B.除第1點(diǎn)外,加速度最大的點(diǎn)是第5點(diǎn) C.只有第3、7點(diǎn)的振動(dòng)頻率不同,其他點(diǎn)的振動(dòng)頻率都相同 D.各個(gè)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振源振動(dòng)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(diǎn)帶動(dòng)右邊的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),故2、3、4質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),6、7質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)。如題圖時(shí)刻,3、7兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,速度最大,1、5兩質(zhì)點(diǎn)在最大位移

7、處,加速度最大,故A、B對(duì);各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期(或頻率)由振源決定,并且是相等的,故C錯(cuò),D對(duì)。 7.(多選)在機(jī)械波的傳播過程中,關(guān)于介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn),下列說法中正確的是　 (　　) A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波一起沿波的傳播方向運(yùn)動(dòng) B.介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近振動(dòng),不會(huì)隨波向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng) C.離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn),其振動(dòng)就越滯后 D.介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的步調(diào)不一致,振動(dòng)的頻率不相同 【解題指南】解答本題時(shí),應(yīng)掌握以下三點(diǎn): (1)質(zhì)點(diǎn)并不隨著波的傳播而遷移,只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)。 (2)波源的振動(dòng)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),所以離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)滯后。 (3)各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)

8、波源的振動(dòng),故頻率相同。 【解析】選B、C。機(jī)械波傳播時(shí),介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng),并不隨波一起向前運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確。波源的振動(dòng)由近及遠(yuǎn)向外傳播,因此離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)就會(huì)越滯后,故C正確。在波的傳播過程中先發(fā)生振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng),因此,雖然介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的步調(diào)不一致,但頻率都與波源的頻率相同,故D不正確。 二、非選擇題(14分) 8.如圖所示是一列向右傳播的橫波,請(qǐng)標(biāo)出這列波中a、b、c、d…h(huán)等質(zhì)點(diǎn)這一時(shí)刻的速度方向。 【解析】由波的形成特點(diǎn)可知,介質(zhì)中先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)將帶動(dòng)它后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是前面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的重復(fù),比較沿波傳播方向

9、上相鄰的兩質(zhì)點(diǎn),可知后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)總是滯后于前面的質(zhì)點(diǎn)。此題中質(zhì)點(diǎn)c和g此時(shí)在最大位移處,速度為零,無速度方向可言,若以此時(shí)最大位移處的c點(diǎn)為參考點(diǎn),由波的傳播方向和傳播的特點(diǎn)可知d點(diǎn)相對(duì)于c點(diǎn)為后一質(zhì)點(diǎn),d點(diǎn)的振動(dòng)滯后于c,要追隨移動(dòng)到負(fù)的最大位移處,所以速度方向向下,e、f依次跟上,速度都向下;b的振動(dòng)超前,已從負(fù)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為參考點(diǎn),可知h點(diǎn)速度向上。 答案:a、b、h向上,c、g無速度,d、e、f向下 【總結(jié)提升】繩波理解三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) (1)結(jié)合繩波特點(diǎn),記住繩波是橫波。 (2)結(jié)合繩波形成過程,理解好各質(zhì)點(diǎn)

10、“依次、帶動(dòng)、重復(fù)”的含義。 (3)結(jié)合繩波的傳播特點(diǎn),理解所有波的傳播實(shí)質(zhì),即振動(dòng)形式和波源的能量。 1.(15分)(1)(多選)一列橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下,則下列說法正確的是　(　　) A.波水平向左傳播 B.質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相同 C.質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置 D.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零 E.質(zhì)點(diǎn)D、E、F運(yùn)動(dòng)方向相同 (2)AB為一彈性繩。設(shè)法在繩上傳播一個(gè)脈沖的波,如圖所示,當(dāng)波從A向B傳播時(shí),繩上質(zhì)點(diǎn)開始起振的速度方向是________,若波從B向A傳播,繩上質(zhì)點(diǎn)開始起振時(shí),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度方向是________。

11、 【解析】(1)選A、C、E。由于質(zhì)點(diǎn)F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),又知道質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向是向下的,則與它鄰近的離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)的位置應(yīng)在它的下方,對(duì)照?qǐng)D象可以判定出波源在質(zhì)點(diǎn)F的右方,故波是向左傳播的,所以選項(xiàng)A正確。與質(zhì)點(diǎn)H鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)I的位置在質(zhì)點(diǎn)H的上方,則質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向是向上的,所以選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的。用同樣的方法可以判斷出質(zhì)點(diǎn)C要向下運(yùn)動(dòng)直接回到平衡位置,而質(zhì)點(diǎn)B則先向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移處后,再返回平衡位置,這樣質(zhì)點(diǎn)C要比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置,故選項(xiàng)C是正確的。質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)處在最大位移處,其加速度最大,所以選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。質(zhì)點(diǎn)D、E、F速度方向都是向

12、下的,E正確。 (2)根據(jù)波的形成過程,前質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后質(zhì)點(diǎn)并依次落后,且都重復(fù)振源的振動(dòng),當(dāng)由A向B傳播,B剛開始振動(dòng)時(shí),B左側(cè)的相鄰質(zhì)點(diǎn)比B先振動(dòng);并且位置在B的下方,所以B應(yīng)該向下振,當(dāng)從B向A傳播,質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí),速度方向向上。 答案:(1)A、C、E　(2)向下　向上 2.(15分)(1)(多選)如圖為一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖,a、b、c、d為介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)。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(gè)質(zhì)點(diǎn)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,四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅大小為Aa、Ab、Ac、Ad,則　(　　)

13、 A.acab>aa=ad=0 C.va=vd>vb>vc D.va=vd