3.1波的形成 课时优化作业 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.1波的形成 1.关于横波和纵波，下列说法正确的是( ) A.对于横波和纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B.对于纵波质点的运动方向与波的传播方向一定相同 C.形成纵波的质点，随波一起迁移 D.空气介质只能传播纵波 2.近年来，人们越来越注重身体锻炼。有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是( ) A.两根战绳形成的波形一定完全相同 B.两根战绳上的波传播速度相同 C.两根战绳上的点的振动频率一定不相同 D.若人停止抖动战绳，则绳波立即消失 3.用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。某时刻波形如图，其中a、b、c是绳上的三个质点，则( ) A.a向上振动 B.c向下振动 C.a速率最大 D.b速率最大 4.多姿多彩的波点缀着人类的生活，下列关于机械波的说法正确的是( ) A.波只能被利用，不会产生破坏 B.波既能传递信息，又能传递能量 C.水波离开了它产生的地方，而那里的水也随之向前运动 D.在横波中，质点的振动方向与波的传播方向相同 5.某研究性学习小组研制了一种简易地震仪，由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子Q组成，两振子所用弹簧完全相同，小球P的质量小于Q的质量。在一次地震中，观察到P先发生振动，后Q也开始振动，某个稳定时段P的振幅大于Q的振幅。从震后的媒体报道中获悉，此次地震的震源位于地震仪正下方，地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和。据此，该学习小组做出了以下判断，其中正确的是( )    A.震源距地震仪约 B.震源距地震仪约 C.此地震波横波的振幅一定小于纵波的振幅 D.此地震波横波的频率一定大于纵波的频率 6.关于横波和纵波，下列说法不正确的是( ) A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波 B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 C.横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部 D.地震波是横波，声波是纵波 7.下列关于机械波的说法正确的是( ) A.驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大 B.波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 C.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 D.光可以发生折射现象，而机械波不能发生 8.下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是( ) A.有机械振动就一定有机械波 B.机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移 C.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去 D.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零 9.如图甲所示，用手握住长绳的一端，时刻在手的带动下绳上A点开始振动，其振动图像如图乙所示，则时刻绳的波形图为( ) A. B. C. D. 10.在同一水平面上有两个波源P和Q，沿垂直水平面方向同时开始振动，振幅分别为A和2A，经过半个周期，P和Q同时停止振动，此时C点处于波峰位置，D点处于波谷位置。一段时间后，M点先后出现了两次振动，，，，则( ) A.两列波的波长均为2L B.M点振动的总路程为6A C.两列波相遇后，波速均发生改变 D.若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点始终处于波峰或波谷位置 11.在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是( ) A.时，质点的速度最大 B.时，质点和速度相同 C.时，质点沿y轴负方向运动 D.该列绳波的波速为 12.下列关于波的说法正确的是( ) A.介质中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 B.当波浪冲击力的频率接近船的固有频率时，可能使航行的轮船发生共振而倾覆 C.利用波的衍射可测定人造卫星位置的变化情况 D.变化的电场一定产生变化的磁场，形成电磁场，发出电磁波 13.用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。其中a、b、c、d是绳上的四个质点，某时刻的波形如图所示，此时质点a在平衡位置，质点b、c、d偏离平衡位置的位移大小相等，此后关于a、b、c、d四个质点的运动，下列说法正确的是( ) A.质点a先到达波谷 B.质点b先到达波谷 C.质点c先到达波峰 D.质点d先到达波峰 14.“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感．这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是( ) A.介质中质点沿波的传播方向移动 B.介质中质点的振动速度等于波速 C.横波是传递能量的一种方式 D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化 15.如图所示，有一周期为1s、波长为1m，沿x轴正方向传播的波，当时该波恰好传到B点，AB两点间波形如图所示，且图中已标出各点坐标。则时CD段和EF段的波形图分别为( ) A. B. C. D. 答案以及解析 1.答案：D 解析：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波，A错误；纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，B错误；无论是横波还是纵波，质点都不随波迁移，C错误；横波不能在空气中传播，空气只能传播纵波，D正确. 2.答案：B 解析：A.当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，由于双手的抖动的初相位和抖动幅度不一定相同，所以两根战绳形成的波形不一定完全相同，故A错误； B.介质材料相同，则两根战绳上的波传播速度相同，故B正确； C.双手以相同节奏上下抖动，则两根战绳上的点的振动频率一定相同，故C错误； D.若人停止抖动战绳，绳波不会立即消失，故D错误。 故选B。 3.答案：C 解析：由于波向右传播，根据前面质点的振动带动后面质点的振动，可知质点a、b向下振动，质点c向上振动，并且质点a恰好通过平衡位置，速率最大。 故选C。 4.答案：B 解析：A.机械波向外传播的是波源的振动状态和能量，机械波传播的实质是能量的传播，这种能量可以很小，也可以很大，机械波可以被利用，例如海洋中最常见的机械波——潮汐，其中蕴含的潮汐能是甚至可以用来发电，这是维持机械波(水波)传播的能量转化成了电能。同时海上中的另一种机械波——海啸，是一种具有强大破坏力的海浪。故A选项错误； B.机械波是振动在介质中的传播，它既可以传递信息，也可以传递能量，例如平时说话的声波可以实现人与人之间的沟通交流，同时平时说话的声波中也是声带振动，带动空气分子振动传播，也蕴含着能量，故B选项正确； C.水波是横波，波源处受到受迫振动，产生水波后能量向四周传播开，水分子上下垂直于水波传播方向振动，水波离开了它产生的地方，而那里的水分子仍然在原来的位置作简谐振动，故C选项错误； D.当振动在介质中传播时，有两种形式，一种叫纵波，这种波的特点就是在介质中传播时，波的传播方向与质点振动方向一致。另一种叫横波。这种波的特点就是在介质中传播时，波的传播方向与质点振动方向垂直。所以在横波中，质点的振动方向与波的传播方向相垂直，故D选项错误。 故选B。 5.答案：B 解析：AB.设震源距地震仪的距离为x，有 解得 A错误，B正确； C.因为只是某个稳定时段P的振幅大于Q的振幅，不能确定地震波横波的振幅和纵波的振幅大小关系，C错误； D.由于是同一震源，所以地震波的横波和纵波频率相同，D错误。 故选B。 6.答案：D 解析：A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，A正确，不符合题意； B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，B正确，不符合题意； C.横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确，不符合题意； D.地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误，符合题意。 故选D。 7.答案：A 解析：A.根据共振发生的条件及共振曲线可知，驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大，故A正确； B.波的频率决定于波源，波速决定于介质，波长决定于介质和波源，波发生反射时，波的频率、波速和波长都不发生变化，故B错误； C.发生多普勒效应时，波源本身的频率不发生变化，观测者测得波源的频率发生变化，故C错误； D.光和机械波都可以发生折射现象，故D错误。 故选A。 8.答案：C 解析：A.有机械振动还需要介质才能形成机械波，A错误； B.介质中的质点在平衡位置振动，不会随波迁移，B错误； C.机械能传播的是振动形式、能量和信号，C正确； D.在平衡位置回复力为零，合力不一定为零，例如单摆，D错误。 故选C。 9.答案：D 解析：根据图乙可知，A点起振方向向上，在时刻绳上A点由平衡位置向上运动，波传播的时间恰好为一个周期，则传播的距离为一个波长。选项B、C所示图像中A点由平衡位置向下振动，选项A所示图像中波传播的距离为半个波长，只有选项D所示图像符合条件。 故选D。 10.答案：B 解析：A.由于波源只振动了半个周期，可以判断得出波源P开始起振方向垂直纸面向外，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波峰状态传播到C点；可以判断得出波源Q开始起振方向垂直纸面向里，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波谷状态传播到D点，因此 解得两列波的波长均为 故A错误； B.因为质点M到两波源的路程差为 当左侧波峰到达M点时右侧波还未传到M点，M会到达位置，当右侧波谷传播到达M点时左侧波已完全通过M点，则M会到达位置，随后两波均通过M点，M会到达平衡位置，因此M振动经过的总路程为 故B正确； C.在同一介质中传播，两列波相遇后，波速均不发生改变，故C错误； D.振动加强点是波峰和波峰或波谷和波谷的叠加，经过半个周期后，加强点将从波峰叠加变为波谷叠加（或从波谷叠加变为波峰叠加），所以必须经过平衡位置，因此若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点不是始终处于波峰或波谷位置，故D错误。 故选B。 11.答案：D 解析：A.时，质点处于正向最大位移处，速度最小，故A错误； B.时，质点向下振，质点向上振，所以两点速度大小相等，方向相反，故B错误； C.振源的起振方向和各质点的起振方向相同，即向上振，故C错误； D.根据波速和周期的关系可知 故D正确。 故选D。 12.答案：B 解析：A.介质中质点的振动方向一定与横波的传播方向垂直，与纵波的传播方向平行，故A错误； B.波浪冲击力使船做受迫振动，当波浪冲击力的频率接近船的固有频率时，可能使航行的轮船发生共振而倾覆，故B正确； C.利用波的多普勒效应可测定人造卫星位置的变化情况，故C错误； D.均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，不能形成电磁场，更不能发出电磁波，故D错误。 故选B。 13.答案：AC 解析：由于横波向右传播，根据波形平移法可知，此时质点a向下振动，质点b向下振动，质点c向上振动，质点d向上振动，则a、b、c、d四个质点中，质点c先到达波峰，质点a先到达波谷。 故选AC。 14.答案：C 解析：A.机械波传播的是振动形式，介质中质点不沿波的传播方向移动，A错误；B.介质中质点的振动速度与波速无关，B错误；C.横波是传递能量的一种方式，C正确；D.横波由一种介质进入另一种介质时频率不变，D错误。故选C。 15.答案：AC 解析：由题意可知，波的传播距离为6m，此时出质点开始向上振动，将波形画完整，可知AC选项正确。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $$