第3-1課-波的形成-(解析版)(人教版2019選擇性必修第一冊)

第3.1課波的形成解題要點(diǎn)梳理：橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直；縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。機(jī)械波各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)特點(diǎn)：①沿波傳播的方向由近及遠(yuǎn)的傳播；②機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式、能量和信息;③各質(zhì)點(diǎn)都以自己的平衡位置為中心振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移;④介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率都等于波源的振動(dòng)頻率；⑤各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同。機(jī)械波傳播規(guī)律：波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播。注意:有振動(dòng)不一定存在波，有波一定存在振動(dòng)．基礎(chǔ)鞏固1.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）關(guān)于波的形成和特點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．隨著波的傳播，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)B．隨著波的傳播，介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)也將由近及遠(yuǎn)地遷移出去C．傳播波的過程中各質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力D．某一橫波在介質(zhì)中沿水平方向傳播，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)必沿豎直方向上下振動(dòng)【答案】A【詳解】AB．隨著波的傳播，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近來回振動(dòng)，不隨波遷移，A正確，B錯(cuò)誤；C．波源的振動(dòng)使質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)依次被帶動(dòng)，且與波源振動(dòng)相同，同時(shí)總滯后前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力，C錯(cuò)誤；D．某一水平方向的橫波在介質(zhì)中傳播，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直，不一定沿豎直方向上下振動(dòng)，D錯(cuò)誤；故選A。2.（2022·黑龍江·哈爾濱三中高二期末）關(guān)于振動(dòng)和波，下列說法正確的是（）A．有機(jī)械波必有振動(dòng)B．縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直C．縱波中，波水平向右傳播，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)一定上下振動(dòng)D．波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中的波動(dòng)立即停止【答案】A【詳解】A．產(chǎn)生機(jī)械波的條件是有振動(dòng)的波源和傳播機(jī)械波的介質(zhì)，故有機(jī)械波必有振動(dòng)，A正確；BC．縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行，BC錯(cuò)誤；D．波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中的波仍繼續(xù)向遠(yuǎn)處傳播直到振動(dòng)的能量完全損失為止，D錯(cuò)誤。故選A。3.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）在一條軟繩上選18個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡諧波，由波的形成及圖示可知，下列說法中正確的是（）A．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近自由振動(dòng)B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后，均在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)C．繩上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D．繩上波的傳播過程也是能量的傳遞過程，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，故每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒【答案】C【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩子上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，水平方向上不隨波遷移，B錯(cuò)誤；C．繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)周期，C正確；D．波的傳播過程也是能量的傳遞過程，所受合力不為零，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但是每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，D錯(cuò)誤；故選C。4.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）關(guān)于橫波和縱波，下列說法不正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波B．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叫縱波C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部D．地震波是橫波，聲波是縱波【答案】D【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波，A正確，不符合題意；B．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叫縱波，B正確，不符合題意；C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部，C正確，不符合題意；D．地震波有橫波也有縱波，空氣中的聲波是縱波，D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。5.（2022·河南·溫縣第一高級中學(xué)高二階段練習(xí)）機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)B．相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力，波傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)C．后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)D．各質(zhì)點(diǎn)也隨波的傳播而遷移【答案】D【詳解】機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)隨波的傳播而遷移，相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力，波傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，且后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)，故ABC正確，D錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的，故選D。6.（2022·廣東·大埔縣虎山中學(xué)高二期末）一學(xué)生看見平靜的湖面上漂浮著一小塊泡沫，想把它拾起來扔到垃圾桶，于是向湖中投入一石塊，在湖面上激起水波，關(guān)于泡沫的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是（）A．泡沫不能被波浪推動(dòng)，最多只能在湖面上做上下振動(dòng)B．投入的石塊質(zhì)量越大，波浪越容易將泡沫推至岸邊C．不知泡沫離波源的遠(yuǎn)近如何，無法確定泡沫的運(yùn)動(dòng)情況D．因“隨波逐流”，波浪會(huì)將泡沫推至岸邊【答案】A【詳解】波傳播的是振動(dòng)這種形式，各質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移，BCD錯(cuò)誤，A正確。7.（2022·廣東肇慶·高二期末）關(guān)于機(jī)械波的傳播，下列說法正確的是（）A．機(jī)械波可在真空中傳播B．機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì)，頻率不變C．機(jī)械波的傳播方向與介質(zhì)的振動(dòng)方向一定沿同一直線D．機(jī)械波的傳播方向與介質(zhì)的振動(dòng)方向一定垂直【答案】B【詳解】A．機(jī)械波不能在真空中傳播，A錯(cuò)誤；B．機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì)，頻率不變，B正確；CD．縱波的傳播方向與介質(zhì)的振動(dòng)方向沿同一直線，橫波的傳播方向與介質(zhì)的振動(dòng)方向垂直，C、D錯(cuò)誤。8.（2022·北京西城·高二期末）如圖為以質(zhì)點(diǎn)P為波源的機(jī)械波在繩上傳到質(zhì)點(diǎn)Q時(shí)的波形。下列判斷正確的是（）A．這列機(jī)械波為縱波B．質(zhì)點(diǎn)P從平衡位置開始振動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向向上C．質(zhì)點(diǎn)Q從平衡位置開始振動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向向下D．機(jī)械波傳到Q時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好振動(dòng)了1個(gè)周期【答案】B【詳解】A．繩上各質(zhì)點(diǎn)的位移方向與波的傳播方向垂直，即質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，所以這列機(jī)械波為橫波，故A錯(cuò)誤；BC．質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向與波源的起振方向一樣。波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)Q從平衡位置開始振動(dòng)時(shí)，起振方向是向上的，所以質(zhì)點(diǎn)P從平衡位置開始振動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向向上，故B正確，C錯(cuò)誤；D．由圖可知，機(jī)械波傳到Q時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好振動(dòng)了1.5個(gè)周期，故D錯(cuò)誤。故選B。能力提升9.（2022·全國·高一專題練習(xí)）《楓橋夜泊》中有名句：“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)，對大鐘的撞擊早已停止了，但仍感覺“余音未絕”，分析其原因可能是（）A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動(dòng)，空氣中繼續(xù)形成聲波C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)【答案】B【詳解】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，鐘聲逐漸消失。故選B。10（2022·河北·滄縣中學(xué)高二階段練習(xí)）如圖所示，0、1、2、…、9為彈性介質(zhì)中間隔相等的若干連續(xù)質(zhì)點(diǎn)，t=0時(shí)刻，0點(diǎn)從平衡位置開始向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)0點(diǎn)第1次達(dá)到正向最大位移處時(shí)，2點(diǎn)開始振動(dòng)。下列說法正確的是（）A．2點(diǎn)開始振動(dòng)的方向向下B．經(jīng)過一段時(shí)間，1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)的位置C．9點(diǎn)開始振動(dòng)后，其振動(dòng)情況與1點(diǎn)完全相同D．0點(diǎn)的振動(dòng)頻率大于后面所有點(diǎn)的振動(dòng)頻率【答案】C【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波源的起振方向相同，0點(diǎn)從平衡位置開始向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，故2點(diǎn)開始振動(dòng)的方向向上，A錯(cuò)誤；B．簡諧運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上振動(dòng)，不會(huì)1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)的位置，B錯(cuò)誤；C．當(dāng)0點(diǎn)第1次達(dá)到正向最大位移處時(shí)，2點(diǎn)開始振動(dòng)，可知0點(diǎn)到2點(diǎn)的相位差為，各點(diǎn)間的間隔相等，故9點(diǎn)與1點(diǎn)的相位差為，則9點(diǎn)開始振動(dòng)后，其振動(dòng)情況與1點(diǎn)完全相同，C正確；D．機(jī)械波在傳播的過程中所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都與波源的頻率相同，故D錯(cuò)誤。故選C。11.（2022·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中）（多選）如圖（甲）所示小孩握住輕繩左端以T為周期持續(xù)上下抖動(dòng)繩子，在繩上產(chǎn)生一段繩波。繩上每隔0.2m標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，記為1、2、3……，質(zhì)點(diǎn)1在手作用在豎直方向帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，0、時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位置如圖（乙）（丙）所示下列說法正確的是（）A．一段時(shí)間后，小孩停止上下抖動(dòng)，繩子上的波馬上消失B．時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)4帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)5向下起振C．由圖（丙）時(shí)刻再經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)9運(yùn)動(dòng)到平衡位置向上振動(dòng)D．此繩波向右傳播，能量和運(yùn)動(dòng)形式自左向右傳播，所以質(zhì)點(diǎn)5隨波谷向右傳播【答案】BC【詳解】A．一段時(shí)間后，小孩停止上下抖動(dòng)，波源不再使繩子產(chǎn)生新的波動(dòng)，但已經(jīng)形成的波還會(huì)繼續(xù)向右傳播，不會(huì)馬上消失，故A錯(cuò)誤；B．由題圖丙可知時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)9位于波傳播方向波形的上坡上，所以此時(shí)質(zhì)點(diǎn)9向下起振，而沿波的傳播方向上所有質(zhì)點(diǎn)起振方向相同，且易知時(shí)刻波剛好傳播到質(zhì)點(diǎn)5，所以質(zhì)點(diǎn)5在質(zhì)點(diǎn)4帶動(dòng)下向下起振，故B正確；C．由圖（丙）時(shí)刻再經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)9運(yùn)動(dòng)到平衡位置向上振動(dòng)，故C正確；D．此繩波向右傳播，能量和運(yùn)動(dòng)形式自左向右傳播，但質(zhì)點(diǎn)5只在其平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)隨波谷向右傳播，故D錯(cuò)誤。故選BC。12.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種