2024-2025學(xué)年高中物理第十二章機(jī)械波1波的形成和傳播課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE5波的形成和傳播限時(shí)45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共24分)1．關(guān)于橫波和縱波，下列說(shuō)法正確的是(D)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)的振動(dòng)方向與波的傳播方向肯定相同C．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)，隨波一起遷移D．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移解析：橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向相互垂直，縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都是在平衡位置旁邊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)隨波遷移，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．2．《楓橋夜泊》中出名句：“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”．其中，當(dāng)鐘聲傳到客船時(shí)，對(duì)大鐘的撞擊早已停止了，但仍感覺(jué)“余音未絕”，分析其緣由可能是(B)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(tīng)覺(jué)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：停止對(duì)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．3．科學(xué)探測(cè)表明，月球表面無(wú)大氣層，也沒(méi)有水，更沒(méi)有任何生命存在的痕跡．在月球上，兩宇航員面對(duì)面講話(huà)也無(wú)法聽(tīng)到，這是因?yàn)?B)A．月球太冷，聲音傳播太慢B．月球上沒(méi)有空氣，聲音無(wú)法傳播C．宇航員不適應(yīng)月球，聲音太輕D．月球上太嘈雜，聲音聽(tīng)不清晰解析：兩宇航員面對(duì)面講話(huà)卻無(wú)法聽(tīng)到，說(shuō)明聲波有振源卻傳播不出去，即缺乏聲波傳播的另一條件，沒(méi)有介質(zhì)，故B選項(xiàng)正確．4．下列關(guān)于波的應(yīng)用正確的是(B)A．要使放在河中的紙船漸漸靠近河岸，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(tīng)到對(duì)方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應(yīng)用C．光纜是利用機(jī)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(jī)械振動(dòng)，不能形成聲波解析：機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置旁邊振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移，A錯(cuò)；光纜是利用光波傳遞信息的，故C錯(cuò)；宇航員在宇宙飛船里，擊打船壁能引起機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)也能形成聲波，D錯(cuò)；聲波可以在液體中傳播，B正確．二、多選題(每小題8分，共48分)5．關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是(AB)A．振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播B．振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是很多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)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D．波源停止振動(dòng)時(shí)，波馬上停止傳播解析：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)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伸展的速度，在勻稱(chēng)介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生改變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．波源一旦將振動(dòng)傳播給了介質(zhì)，振動(dòng)就在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，而當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)在介質(zhì)中仍舊接著傳播，不會(huì)隨波源停止振動(dòng)而停止傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．如圖所示為沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn)，每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離相等，其中O為波源，設(shè)波源的振動(dòng)周期為T(mén)，自波源通過(guò)平衡位置豎直向下振動(dòng)時(shí)起先計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)eq\f(T,4)，質(zhì)點(diǎn)1起先起振，則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和介質(zhì)中的波的說(shuō)法中正確的是(ACD)A．介質(zhì)中全部質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚B．圖中所畫(huà)的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C．圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動(dòng)完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)8振動(dòng)時(shí)，通過(guò)平衡位置或最大位移的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過(guò)相同位置時(shí)落后T/4D．只要圖中全部質(zhì)點(diǎn)都已振動(dòng)了，質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)步調(diào)就完全一樣，但假如質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動(dòng)解析：據(jù)波的傳播特點(diǎn)知，波傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是重復(fù)波源的振動(dòng)，所以起振方向相同，都是豎直向下，但從時(shí)間上來(lái)說(shuō)，起振依次落后eq\f(T,4)的時(shí)間，所以選項(xiàng)A、C正確，B錯(cuò)誤；由題意知，質(zhì)點(diǎn)9比質(zhì)點(diǎn)1應(yīng)晚起振兩個(gè)周期，所以當(dāng)全部質(zhì)點(diǎn)都起振后，質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9步調(diào)完全一樣，所以選項(xiàng)D正確．7．一列波由波源向四周擴(kuò)綻開(kāi)去，由此可知(BCD)A．介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去B．介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置旁邊振動(dòng)，并不隨波遷移C．介質(zhì)將振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去D．介質(zhì)將振動(dòng)的形式由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去解析：介質(zhì)在傳播機(jī)械波的過(guò)程中，只是把振動(dòng)這種形式和振動(dòng)的能量向外傳播，而介質(zhì)本身并不遷移，故A錯(cuò)，B、C、D正確．8.一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，a正向上運(yùn)動(dòng)．由此可知(AC)A．該波沿x軸正方向傳播B．c正向上運(yùn)動(dòng)C．該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置D．該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)最大位移處解析：由波傳播的規(guī)律知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，由題圖知a質(zhì)點(diǎn)是偏離平衡位置的位移，說(shuō)明a質(zhì)點(diǎn)左側(cè)質(zhì)點(diǎn)先于a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，波是沿x軸正方向傳播的，選項(xiàng)A正確；質(zhì)點(diǎn)c和質(zhì)點(diǎn)a之間有一波谷，質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)方向與質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向相反，質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；b質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位置運(yùn)動(dòng)，故b比c先到達(dá)平衡位置，選項(xiàng)C正確；c比b先到達(dá)偏離平衡位置的最遠(yuǎn)處，選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的．9．關(guān)于機(jī)械波的以下說(shuō)法中，正確的是(AC)A．波動(dòng)發(fā)生須要兩個(gè)條件：波源和介質(zhì)B．波動(dòng)過(guò)程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)移動(dòng)的過(guò)程C．波動(dòng)過(guò)程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過(guò)程D．波源與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是自由振動(dòng)解析：波動(dòng)的發(fā)生須要兩個(gè)條件：振源和介質(zhì)，A項(xiàng)正確；波動(dòng)過(guò)程中介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，只在各自的平衡位置旁邊振動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；波動(dòng)過(guò)程中振源的能量隨波由近及遠(yuǎn)傳播，C項(xiàng)正確；波源的振動(dòng)帶動(dòng)與之相連的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，并依次帶動(dòng)另外的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，所以介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．10.一列橫波某時(shí)刻的波形如圖所示，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)A的受力下列說(shuō)法中正確的是(BD)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：無(wú)論波向左傳播還是向右傳播，回復(fù)力始終指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)A的受力方向始終向下，故B、D正確．三、非選擇題(共28分)11．(16分)如圖所示，(a)表示一條勻稱(chēng)細(xì)繩，0、1、2、3…表示繩上的一系列等間隔的質(zhì)點(diǎn)，圖中每個(gè)小方格的高度為2cm，一列周期為T(mén)的簡(jiǎn)諧橫波沿此繩傳播．某時(shí)刻，繩上9～12點(diǎn)的位置及運(yùn)動(dòng)方向如(b)所示，質(zhì)點(diǎn)9正處在其最大位移處．試求：(1)此波的傳播方向；(2)質(zhì)點(diǎn)0和質(zhì)點(diǎn)15的振幅；(3)由圖(b)再經(jīng)過(guò)時(shí)間t(t<T)為多久后，3～6質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變成(c)所示的狀態(tài)？答案：(1)向右(2)10cm(3)eq\f(3,4)T解析：(1)依據(jù)圖(b)上幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)可知：各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)均較左邊毗鄰質(zhì)點(diǎn)滯后，所以波向右傳播．(2)相同介質(zhì)中的同一列簡(jiǎn)諧波上各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，均等于圖上質(zhì)點(diǎn)9的位移大小，為10cm.(3)圖(c)中有4個(gè)質(zhì)點(diǎn)，為了便于計(jì)算，我們選擇質(zhì)點(diǎn)6的振動(dòng)來(lái)求解．波向右傳播，在圖(c)中它剛要向平衡位置運(yùn)動(dòng)，而圖(b)中質(zhì)點(diǎn)6處在平衡位置且剛要向下振動(dòng)，那么質(zhì)點(diǎn)6將經(jīng)過(guò)3個(gè)eq\f(T,4)后到達(dá)圖(c)中的狀態(tài)，因此t＝eq\f(3,4)T.此題也可以先描出圖中剩余質(zhì)點(diǎn)的位置，再利用波形平移方法求得t.12．(12分)在新疆精河縣發(fā)生過(guò)6.6級(jí)地震，已知地震中的縱波和橫波在地表旁邊的傳播速度分別是9.1km/s和3.7km/s，一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖)，在這次地震中，震源在地震儀下方，觀測(cè)站中，記