2019高中物理第十二章第1课时波的形成和传播（对点练巩固练）（含解析）新人教版 9页

第1课时　波的形成和传播[对点训练]知识点一·波的形成与传播1．(多选)机械波传播的是(　　)A．介质中的质点B．质点的运动形式C．能量D．信息答案　BCD解析　机械波是振动在介质中向外传播的一种运动形式，质点不随波迁移，只是向外传递信息和能量，故A错误，B、C、D正确。2．(多选)关于机械波的以下说法中，正确的是(　　)A．发生波动需要两个条件：波源和介质B．波动过程是介质质点由近及远移动的过程C．波动过程是能量由近及远传递的过程D．波源与介质质点的振动都是自由振动答案　AC解析　波源(即振源)振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波。各质点只在平衡位置附近振动，并不随波向外迁移，仅把振源的振动形式和能量传播出去。波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力，所以波源的振动不可能是自由振动。相邻的介质质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动。故A、C正确。3．关于机械波的下列说法中，正确的是(　　)A．自然界所刮的风就是一种机械波B．波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C．波将波源的运动形式传播出去的同时，也可以传递信息D．能传播机械波的介质一定是可以自由流动的答案　C解析　自然界所刮的风，实质上是由于压强差等因素引起的空气流动，不是机械波，所以A错误；波是运动形式的传播，是能量传递的一种方式，但各质点均在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，因此B错误；波不仅能传播运动形式，它也是信息传递的载体，故C正确；固体也能传播机械波，故D错误。4．区分横波与纵波的依据是(　　)A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播nC．质点振动方向和波的传播方向平行还是垂直D．波传播的距离远还是近答案　C解析　质点振动方向和波的传播方向在同一直线上为纵波，垂直则为横波，故C正确。5．(多选)2017年8月8日在四川九寨沟发生了7．0级地震。地震产生的巨大能量以波的形式向远处传播，称为地震波，下列说法中不正确的是(　　)A．地震波是由机械振动引起的机械波B．只要波源停止振动，地震波的传播就会立即停止C．地震波既有横波，也有纵波D．地震波具有的能量，随着波的传播将愈来愈强答案　BD解析　地震波是机械波，是由机械振动引起的，故A正确；波源停止振动后，波要继续向前传播，不会立即停止，故B错误；地震波有横波成分，也有纵波成分，故C正确；地震波具有能量，随着传播将愈来愈弱，故D错误。6．下图中有一条均匀的绳，0、1、2、3、4…是绳上一系列等间距的点。现在有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图(b)所示(其他点的运动情况未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。(1)试在图(c)中画出再经过T时的波形图；(2)试在图(d)中画出再经过T时的波形图。答案　n解析　由图(b)可判断出均匀绳上的波是向右传播的，由图(b)这段波形可画出在图(b)所示时刻从质点0到质点15的波形图。由于介质中各质点都在各自平衡位置附近做往复运动，所以再经过T，质点9在平衡位置，质点12在正的最大位移处，由此可得出质点9到质点12间的波形，由这段波形也就知道了这一时刻整条绳上的波形。同理可分析再经过T时的波形图，如答案图所示。知识点二·振动与波的关系及规律7．机械波在传播过程中，关于波上各质点的运动情况，下列说法正确的是(　　)A．同一时刻各质点的位移都相等B．同一时刻各质点运动的速率都相等C．同一时刻各质点加速度都相等D．各质点振动的周期、频率都相等答案　D解析　波在传播过程中，各质点重复波源的运动，而做受迫振动，但开始振动的时刻有先有后，各质点振动周期都等于波源振动的周期，对简谐波而言各质点振幅也都相等。故D正确，A、B、C错误。8．关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　　)A．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B．发声体在振动时，一定会产生声波C．波动的过程是介质质点由近及远的传播过程D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程答案　D解析　波源停止振动，介质中的质点仍然还在振动，所以波仍继续传播，A错误；产生波的条件必须有介质，B错误：在振动过程中质点不随波的传播而迁移，只是向外传播信息和能量，C错误，D正确。9．(多选)一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，n下列说法中正确的是(　　)A．如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力B．如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力C．如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力D．如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力答案　BD解析　无论波向左传播还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，质点A的受力方向始终向下，故B、D正确。10．如图所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可判定此横波(　　)A．向右传播，且此时质点B正向上运动B．向右传播，且此时质点C正向下运动C．向左传播，且此时质点D正向上运动D．向左传播，且此时质点E正向下运动答案　C解析　一个质点的振动，带动相邻质点的振动，A点向上，说明被右边的质点带动，波源在右侧，故C正确。知识点三·综合应用11．已知某次地震中纵波与横波的传播速度分别为9．1km/s和3．7km/s。某地震观测中心记录到两种波到达的时间差为7．8s，若机械波在地面内是匀速传播的，且传播的速度v、传播的距离s和传播距离s所用的时间t满足v＝。请你通过分析计算来完成下面问题：(1)求地震中心到此地震观测中心的距离；(2)请你分析在观测中心的工作人员当时所感觉到的地面振动方向。(设震源在地震观测中心正下方，工作人员对地面振动方向的感觉用“上下振动”“左右晃动”来说明)答案　(1)48．6km　(2)先是上下振动，随后又增加了左右晃动解析　(1)设地震中心到观测中心的距离为x，则有－＝7．8s，解得x≈48．6km。(2)由于纵波传播得快，故地震发生时纵波最先到达观测中心，因此在那里的人们先是感到地面上下振动，当横波到达后，又增加了左右晃动的感觉。易错点·由振动方向确定波的传播方向12．一列横波在某时刻的波形图象如图所示，此时质点Fn的运动方向向下，则下列说法正确的是(　　)A．波水平向右传播B．质点H与质点F的运动方向相同C．质点C比质点B先回到平衡位置D．此时刻质点C的加速度为零易错分析　由于不清楚波的形成过程，即质点要重复它前一质点(离波源更近)的振动情况，错选A；错误认为只要在平衡位置的同侧，振动方向就相同，而错选B。答案　C　解析　由于质点F要追随和它邻近的并且离波源稍近的质点运动，又知道质点F的运动方向是向下的，则与它邻近的离波源稍近的质点的位置应在它的下方，对照图象可以判定出波源在质点F的右方，故波是向左传播的，所以A错误；与质点H邻近的并且离波源稍近的质点I的位置在质点H的上方，则质点H的运动方向是向上的，所以B错误；用同样的方法可以判断出质点C要向下运动直接回到平衡位置，而质点B则先向上运动到达最大位移处后再返回平衡位置，这样质点C要比质点B先回到平衡位置，故C正确；质点C此时处在最大位移处，其加速度最大，所以D错误。明确质点间的带动作用及F点的振动方向，判断出波的传播方向，是解题的关键。[提升训练]　　　　　　　　　　　　　　一、选择题1．下面关于横波、纵波的说法中正确的是(　　)A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波B．由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，因此横波、纵波不可能沿同一方向传播C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等D．只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波答案　A解析　同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波，如地震波，A正确；虽然传播这两种波的介质质点振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，B错误；在同一介质中，横波和纵波传播速度一般不同，如地震波中纵波比横波传播得快，C错误；横波可以在固体内传播，不可以在液体、气体中传播，而纵波可在固体、液体和气体中传播，D错误。2．(多选)下列关于波的说法正确的是(　　)A．波是物质在空间的传播B．波是振动在介质中的传播nC．波可以传递能量D．波可以传递信息答案　BCD解析　波是振动在介质中的传播，可以传递能量，也可以传递信息。故B、C、D正确。3．(多选)下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是(　　)A．某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波B．波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播C．机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点并不随波迁移D．振动是变速的，波动是匀速的答案　ABC解析　机械振动在介质中的传播形成机械波，A正确；由于机械波已在介质中形成，当波源停止振动，已振动的质点又形成新的波源，使机械波仍在介质中传播，B正确；由机械波的传播特点可知，C正确；波只有在同种均匀介质中才会匀速传播，D错误。4．如图所示为波源开始振动后经过一个周期的情景图，设介质中质点的振动周期为T，下列说法中正确的是(　　)A．若M点为波源，则M点开始振动时方向向下B．若M点为波源，则P点已经振动了TC．若N点为波源，则P点已经振动了TD．若N点为波源，则该时刻P质点动能最大答案　C解析　若M点为波源，又因为是经过一个周期的波形，此时M点的振动方向向上，即为开始振动时的方向或者波传到了N点时N点的振动方向，即波源开始振动时方向向上；波传到P点要经过T，故P点已振动了T。若N点为波源，N开始振动时方向向下，波传到P点要经过T，故P点已振动了T；而此时P点在最大位移处，速度为零，动能最小。故C正确。5．(多选)把闹钟放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声。但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去，就听不到闹钟的铃声。这说明(　　)A．声波是纵波B．抽去玻璃罩内的空气后，闹钟不再响铃了C．气体和固体都能传播声音D．声波不能在真空中传播n答案　CD解析　根据题中叙述的现象，无法说明声波是纵波，A错误；抽去玻璃罩内的空气，不会使闹钟停止响铃，B错误；抽去玻璃罩内的空气前，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，说明玻璃罩和空气都能传播声音，C正确；抽去玻璃罩内的空气后，就听不到闹钟的铃声，说明声波不能在真空中传播，D正确。6．在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下说法正确的是(　　)A．木块将被推至远处B．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力大小有关C．因不知道木块离波源的距离，它可能被波推动，也可能不被波推动D．无论木块离波源的远近如何，它都不能被推动，只能在湖面上做上下振动答案　D解析　根据波的传播特点，可知水波虽向四周传播，水本身并未向四周运动，因此木块只能随水波上下起伏，不能被推动，故D正确。7．关于在太空行走的宇航员们能否用语言交流思想的说法中正确的是(　　)A．由于宇航员处于失重状态不能引起声带的振动，所以不能用语言交流思想B．由于宇航员穿着宇航服，有声音也听不见，所以不能用语言交流思想C．由于宇宙太空没有空气，声带的振动不能向外传播，所以不能用语言交流思想D．能用语言直接交流思想答案　C解析　机械波传播需要介质，而太空中无空气，声波无法传播，故C正确。8．(多选)把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则(　　)A．在弹簧上形成一列机械波B．在弹簧上形成波峰和波谷C．弹簧上的质点自上而下振动D．弹簧上的机械波自上而下传播答案　AD解析　弹簧上的质点均在自己的平衡位置附近振动，形成一列自上而下传播的机械波，A、D正确；弹簧波是纵波，有疏部和密部，无波峰和波谷，B错误；弹簧上的质点均在平衡位置附近往复振动，有时向上振动，有时向下振动，C错误。9．2017年8月8日，四川九寨沟发生里氏7．0级地震，若此次地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示，在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5ns开始振动，则(　　)A．P先开始振动，震源距地震仪约36kmB．P先开始振动，震源距地震仪约25kmC．H先开始振动，震源距地震仪约36kmD．H先开始振动，震源距地震仪约25km答案　A解析　纵波比横波传得快，P先开始振动，设震源与地震仪相距为x，则－＝5s，可得x＝36km，故A正确。10．(多选)在学到“机械振动与机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点，让你从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对(　　)小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过铁桥时要减速，也是同样的道理。小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的。小赵说：树叶在水面上下振动说明，机械波并不向外传递介质。A．小张说的对B．小王说的对C．小李说的对D．小赵说的对答案　ABD解析　固体可以传递机械波，且传递机械波最快，故A正确；军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，使振幅最大，导致桥损坏，同样火车过铁桥时也要限速，也是这个道理，故B正确；小李说法不对，可以这样想，一年四季哪个季节都有风，如果是因为风，那春夏季也会响，所以小李的说法错误。另外其实冬天天气冷，物体会比较“硬”更容易振动发声，而夏天物体比较“软”，不容易振动发出声，试想你拿一个石头分别敲在地板上和敲在棉花上，发出的响度是不同的，故C错误；树叶在水面上下振动，只是在它的平衡位置附近振动，并没有随波迁移，故D正确。二、非选择题11．利用声音在空气里和钢铁里传播速度不同可以测定钢铁桥梁的长度，从桥的一端用锤敲击一下桥，在桥的另一端的人先后听到了两次声音，并测得两次声音相隔时间t＝4．5s，已知空气中声速v1＝340m/s，钢铁中声速v2＝5000m/s，利用以上数据你能求出桥长吗？答案　1641．6m解析　由题意知，－＝t，代入数据得s≈1641．6m。所以桥长为1641．6m。n12．如图是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，带动2、3、4、…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝时，1到达最上方，5开始向上运动。问：(1)t＝时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？答案　见解析解析　各质点在各时刻的情况，如图所示。(1)由甲图可知，t＝时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。(2)由乙图可知，t＝时，质点8正向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。