2024-2025學(xué)年高中物理第二章機(jī)械波1機(jī)械波的形成和傳播課時(shí)評價(jià)含解析教科版選修3-4

PAGE7-機(jī)械波的形成和傳播(40分鐘100分)一、選擇題(本題共6小題,每題7分,共42分)1.(2024·成都高二檢測)關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向,下列說法正確的是 ()A.在橫波中二者方向有時(shí)相同B.在橫波中二者方向肯定不同C.在縱波中二者方向肯定相同D.在縱波中二者方向肯定不同【解析】選B。在橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直,所以二者方向肯定不同,故A錯(cuò),B對;在縱波中二者方向在同始終線上,既可以相同,也可以相反,故C、D錯(cuò)。2.(多選)一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示,則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)A的受力,下列說法正確的是 ()A.假如波向右傳播,則質(zhì)點(diǎn)A受到向上的作用力B.假如波向右傳播,則質(zhì)點(diǎn)A受到向下的作用力C.假如波向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)A受到向上的作用力D.假如波向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)A受到向下的作用力【解析】選B、D。無論波向右或向左傳播,回復(fù)力始終指向平衡位置,質(zhì)點(diǎn)A的回復(fù)力是由相鄰質(zhì)點(diǎn)對A的作用力供應(yīng)的,故選項(xiàng)B、D正確。3.(多選)一列橫波沿繩子向右傳播,某時(shí)刻繩子形成如圖所示的凹、凸形態(tài)。對此時(shí)繩上A、B、C、D、E五個(gè)質(zhì)點(diǎn),則有 ()A.它們的振幅相同B.質(zhì)點(diǎn)D和F的速度方向相同C.質(zhì)點(diǎn)A和C的速度方向相同D.從今時(shí)算起,質(zhì)點(diǎn)B比C先回到平衡位置【解析】選A、D。波源振動(dòng)時(shí),繩上各質(zhì)點(diǎn)通過相互間的彈力跟著做受迫振動(dòng),不考慮傳播中的能量損耗時(shí),各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同,A正確;波傳播時(shí),離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)落后于離波源近的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),并跟隨著近的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。由圖可知,波源在左端,因此D點(diǎn)跟隨近波源的質(zhì)點(diǎn)C正向上運(yùn)動(dòng),F點(diǎn)跟隨近波源的質(zhì)點(diǎn)E正向下運(yùn)動(dòng),兩者速度方向相反,B錯(cuò)誤;同理,此時(shí)A點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng),兩者速度方向也相反,C錯(cuò)誤;由于此時(shí)B、C兩質(zhì)點(diǎn)都向上運(yùn)動(dòng),C比B遲到最大位移處,C回到平衡位置也比B較遲,D正確。4.(多選)如圖是某繩波形成過程的示意圖,1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn),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。t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1起先豎直向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)5起先運(yùn)動(dòng)。下列推斷正確的是 ()A.質(zhì)點(diǎn)6起先振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下B.t=時(shí)質(zhì)點(diǎn)6的加速度方向向下C.t=時(shí)質(zhì)點(diǎn)10的運(yùn)動(dòng)方向向上D.t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)16起先運(yùn)動(dòng)【解析】選B、C。介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)起先振動(dòng)的方向和振源起先振動(dòng)的方向相同,A不對;經(jīng)過t=質(zhì)點(diǎn)1回到平衡位置,質(zhì)點(diǎn)9起先向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)6在平衡位置上方,所以加速度的方向向下,B對;t=時(shí)質(zhì)點(diǎn)1振動(dòng)到負(fù)的最大位移處,質(zhì)點(diǎn)13起先振動(dòng),5～13之間的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置上方,9～13之間的質(zhì)點(diǎn)處于“下坡路”上,振動(dòng)方向都向上,C正確;t=T時(shí)質(zhì)點(diǎn)17起先運(yùn)動(dòng),D不對。5.(多選)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.縱波與橫波不行以同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播D.凡是振動(dòng)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(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直的波叫橫波,A錯(cuò);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(cuò);質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向平行的波叫縱波,D對。6.(2024·成都高二檢測)《楓橋夜泊》中出名句:“姑蘇城外寒山寺,夜半鐘聲到客船?！逼渲?當(dāng)鐘聲傳到客船時(shí),對大鐘的撞擊早已停止了,但仍感覺“余音未絕”,分析其緣由可能是 ()A.大鐘的回聲B.大鐘在接著振動(dòng),空氣中接著形成聲波C.人的聽覺發(fā)生“暫留”的原因D.大鐘雖停止振動(dòng),但空氣仍在振動(dòng)【解析】選B。停止對大鐘的撞擊后,大鐘做阻尼振動(dòng),仍在空氣中形成聲波;隨著能量的減弱,鐘聲漸漸消逝。二、非選擇題(18分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位。)7.A、B、C、D、E、F、G是一條繩上的七個(gè)點(diǎn),當(dāng)繩子的A端振動(dòng)時(shí),向右形成如圖所示的繩波。(1)在圖上標(biāo)出該時(shí)刻B、D點(diǎn)的位移和F點(diǎn)加速度方向。(2)若波剛傳到G,則波源A已振動(dòng)了T,繩上的C點(diǎn)已振動(dòng)了T。

(3)繩上質(zhì)點(diǎn)起先起振的速度方向是。

【解析】(1)依據(jù)波形圖,可得出該時(shí)刻B、D分別在離平衡位置正向最大和負(fù)向最大處。F點(diǎn)在正向最大位移處,所以加速度負(fù)向最大。(2)波恰好傳到G點(diǎn),由波形圖看出該段時(shí)間傳播的距離為1.5個(gè)波長,所以波源肯定振動(dòng)了1.5個(gè)周期。C點(diǎn)距G點(diǎn)為一個(gè)波長的距離,所以比G點(diǎn)早振動(dòng)1個(gè)周期。(3)當(dāng)波從A向右傳播到G點(diǎn)時(shí),G點(diǎn)振動(dòng)滯后于F點(diǎn),可判定其振動(dòng)方向向上,即A點(diǎn)的起振方向向上,表明繩上全部質(zhì)點(diǎn)起先振動(dòng)時(shí)的方向都是向上的。答案:(1)如圖所示(2)1.51(3)向上【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)“依次、帶動(dòng)、重復(fù)”的含義。(3)結(jié)合繩波的傳播特點(diǎn),理解全部波的傳播實(shí)質(zhì),即振動(dòng)形式和波源的能量。8.(7分)(多選)(2024·南充高二檢測)如圖所示,用手握住長繩的一端上下抖動(dòng),長繩形成了向前傳播的一列波。假如在長繩中間某一位置做一個(gè)標(biāo)記P,在抖動(dòng)過程中 ()A.P左右搖擺B.P上下?lián)u擺C.P的頻率與波源O的頻率相同D.P的速度與波源O的速度時(shí)刻相同【解析】選B、C。P上下振動(dòng),B正確,A錯(cuò)誤;P與O的頻率相同速度不同,C正確,D錯(cuò)誤。9.(7分)(多選)如圖為一列簡諧波在某時(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 ()A.ac<ab<aa=adB.ac>ab>aa=ad=0C.va=vd>vb>vc D.va=vd<vb<vc【解析】選A、D。機(jī)械波中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做簡諧運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)的加速度與質(zhì)點(diǎn)的位移成正比,故A選項(xiàng)正確;各質(zhì)點(diǎn)越靠近平衡位置,速度越大,位移越小,故D選項(xiàng)正確。10.(7分)如圖所示是沿繩向右傳播的一列橫波。(1)在圖上標(biāo)出B、D兩點(diǎn)的振動(dòng)速度方向。(2)點(diǎn)正處于波峰,它此時(shí)具有最(選填“大”或“小”)的位移,最(選填“大”或“小”)的加速度,最(選填“大”或“小”)的速度。

(3)再經(jīng)T,A第一次回到平衡位置。

【解析】(1)因?yàn)椴ㄏ蛴覀鞑?所以右方質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)滯后,A為波谷,所以B點(diǎn)應(yīng)向波谷運(yùn)動(dòng),所以其速度方向向下,同理可知D點(diǎn)速度向上。(2)該時(shí)刻C點(diǎn)位于波峰,所以位移正向最大,加速度負(fù)向最大,速度為零。(3)A點(diǎn)此時(shí)位于波谷,所以再經(jīng)過周期第一次回到平衡位置。答案:(1)如圖所示(2)C大大小(3)11.(9分)細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時(shí)刻起先做簡諧運(yùn)動(dòng),激發(fā)出一列簡諧橫波。在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn),圖中甲為t=0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置,乙為t=時(shí)刻的波形圖(T為波的周期)。在丙中畫出t=時(shí)刻的波形圖。【解析】機(jī)械波在傳播過程中,介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置旁邊振動(dòng),時(shí)間依次滯后,從波形圖上看出,在t=時(shí)刻第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)才起先振動(dòng),則在t=時(shí)刻第10個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛起先振動(dòng),此時(shí)第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了的時(shí)間回到了自己的平衡位置,第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)下方最大位移處,新的波形如圖所示。答案:見解析12.(10分)如圖所示為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起先向上運(yùn)動(dòng),t=時(shí),1到達(dá)最上方,5起先向上運(yùn)動(dòng),問:(1)t=時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何?(2)t=時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16