3.1 波的形成 讲义 -2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册同步考点题型练
2025-07-08
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内容正文:
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第15课时 波的形成 1
考点一 波的形成 1
考点二 横波和纵波 2
考点三 机械波 2
考点四 “带动法”判断质点的振动方向 3
巩固训练·提升能力 4
第15课时 波的形成
考点一 波的形成
例题分析·考点题型
【例题1】(多选) 如图是某绳波形成过程的示意图。质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点、、、,各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。时,质点刚要开始运动。下列说法正确的是( )
A. 时,质点开始向下运动
B. 时,质点的加速度方向向下
C. 从开始的一小段时间内,质点的速度正在减小
D. 从开始的一小段时间内,质点的加速度正在减小
【变式训练1】(单选)运动员用手握住较长弹性轻质长绳的一端连续上下抖动,形成一列向右传播的简谐横波.长绳上有一系列均匀分布的质点、、、,质点起振方向向上,当振动传播到质点时,质点恰好完成一次全振动.则此时关于质点的运动,下列说法正确的是( )
A. 正向下运动 B. 速度将减小 C. 位移将增大 D. 加速度将增大
【变式训练2】(多选)关于机械振动和机械波,下列叙述正确的是( )
A. 有机械振动必有机械波
B. 在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移
C. 有机械波必有机械振动
D. 在波的传播中,如振源停止振动,波的传播也将立即停止
考点二 横波和纵波
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)关于机械波中的横波和纵波,下列说法正确的是
A. 对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反
B. 对于横波,质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C. 形成纵波的质点随波一起迁移
D. 空气介质只能传播横波
【变式训练1】(单选)年月日时分,德州市平原县发生级地震。已知地震波分三种:横波波,波速;纵波波,波速;面波波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波,波速。某地震观测台记录到的该地震曲线,如图甲所示;另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置,由单摆和竖直弹簧振子组成,、的固有周期相同,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 地震发生时最先明显振动的是单摆
B. 地震曲线中为横波波
C. 地震曲线中为面波波
D. 若在地震曲线上测得纵波波与横波波的时间差为,则地震观测台距震源约为
【变式训练2】(单选)对于横波和纵波,下列说法中正确的是( )
A. 质点在水平面内振动的波一定是横波
B. 质点振动方向与波传播方向都在水平面内的波一定是纵波
C. 某时刻横波中波峰和波谷处的质点位移都是最大
D. 横波中波峰处质点位移最大,波谷处质点位移最小
考点三 机械波
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)关于机械振动和机械波,下列说法不正确的是( )
A. 有机械振动必有机械波 B. 在空气中传播的声音是纵波
C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 机械波是传递能量的一种方式
【变式训练1】(单选)振源带动细绳上下振动,某时刻在绳上形成的横波波形如图所示。规定绳上各质点向上运动的方向为位移的正方向,从波传播到细绳上的点开始计时,下列能表示点振动图像的是 ( )
A. B. C. D.
【变式训练2】(多选)关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )
A. 振动是波的成因,波是振动的传播
B. 振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C. 波的传播速度就是质点振动的速度
D. 波源停止振动时,波立即停止传播
考点四 “带动法”判断质点的振动方向
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)手握长软绳一端持续上下抖动,某时刻形成的绳波如图所示,、、、为绳中的质点,此后先到达上方最大位移处的质点是( )
A. B. C. D.
【变式训练1】(单选)如图甲所示,“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动,人用手握住绳子左端,将绳拉平后沿竖直方向上下抖动,则可在绳中形成一列机械波。若将此波视为简谐横波,开始抖动为时刻, 时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示,质点和分别位于下方和上方最大位移处,相邻编号质点平衡位置间距离为。则下列说法正确的是( )
A. 质点和加速度相同 B. 质点和速度相同
C. 时刻人竖直向上抖动绳子左端 D. 该波的传播速度为
【变式训练2】(单选)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,、为介质中的质点,此时质点的速度方向沿轴正方向。下列说法正确的是( )
A. 该横波沿轴负方向传播
B. 质点该时刻向轴负方向运动
C. 该时刻质点的速度比质点的速度小
D. 该时刻质点的加速度比质点的加速度小
巩固训练·提升能力
一、单选题。
1.下列关于机械波的说法中正确的是( )
A. 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
B. 质点振动的周期就是波传播的周期;质点振动的速度就是波传播的速度
C. 横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D. 在波的传播方向上平衡位置相距半波长奇数倍的两质点振动情况始终相反
2.一小石子投向平静的湖水,圆形波纹一圈圈向外传播,若此时湖畔树上的一片树叶落在水面上,则树叶( )
A. 渐渐向湖心漂去 B. 渐渐向湖畔漂去
C. 在下落处上下振动 D. 沿着波纹做圆周运动
3.机械振动在介质中传播,形成了机械波。下列说法正确的是( )
A. 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波
B. 机械波在真空中可以传播
C. 在纵波中,质点的分布是均匀的
D. 介质中有机械波传播时,介质与波一起传播
4.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、、是绳上的三个质点,则( )
A. 向上振动 B. 向下振动 C. 速率最大 D. 速率最大
5.如图所示为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到点的波形,由图可判断出点刚开始的振动方向是 ( )
A. 向下 B. 向上 C. 向左 D. 向右
6.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用.如图是某绳波形成过程的示意图.质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动、、各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.已知时,质点刚要开始运动.下列说法正确的是 ( )
A. 时,质点开始向下运动 B. 时,质点加速度方向向上
C. 时,质点开始向上运动 D. 时,质点的加速度方向向上
二、多选题。
7.一列机械波在轴上传播,某时刻的波形图如图所示,、、为三个质点,正在向上运动。由此可知( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 该时刻,正在向上运动
C. 该时刻以后,比先到达平衡位置 D. 该时刻,的速率比的速率大
8.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
9.某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近.该同学发现从第个波峰到第个波峰通过身下的时间间隔为下列说法正确的是( )
A. 该水面波的频率为
B. 水面波是横波,传播时需要介质
C. 水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
D. 水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
10.湖面上、两艘小船均视为质点相距,一列水波以大小为的波速沿方向传播,在时水波恰好到达小船处,小船由平衡位置开始竖直向上运动,时小船第一次到达最低点。则下列说法正确的是( )
A. 水波的传播周期为
B. 水波的波长为
C. 水波从小船传到小船的时间为
D. 从小船起振到小船第一次到达最高点的时间为
11.如图所示是绳波形成过程的示意图。质点在外力作用下做简谐运动,带动其余质点依次上下振动。在时,质点到达最上方,质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 质点和质点的振动频率相同
B. 在时,质点加速度方向向上
C. 从开始的一小段时间内,质点的速度正在减小
D. 从开始的一小段时间内,质点的加速度正在增大
12.如图所示,、、、、是某绳可认为是均匀介质上一系列等间距的质点。开始时绳处于水平方向,质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动、、、各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。已知时,质点开始向下运动,经过二分之一周期,质点开始运动。则在二分之一周期时,下列说法正确的是( )
A. 质点向上运动 B. 质点所受回复力为最大值
C. 质点的加速度向下 D. 质点的振幅为零
13.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状,对此时绳上、、、、、个质点,有 ( )
A. 它们的振幅相同 B. 其中和的速度方向相同
C. 其中和的加速度方向相同 D. 从此时起,比先回到平衡位置
14.下列说法中正确的是( )
A. 机械波的传播方向就是波中各质点的振动方向
B. 机械波的传播方向就是振动能量传递的方向
C. 机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移
D. 波不但能传递能量也能传递信息
15.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用。如图是某绳波形成过程的示意图。质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点、、各个质点依次振动,把振动从绳的左端传到右端。时,质点刚要开始运动。下列说法正确的是( )
A. 时,质点开始向下运动 B. 时,质点加速度方向向上
C. 时,质点开始向上运动 D. 时,质点的加速度方向向上
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第15课时 波的形成 1
考点一 波的形成 1
考点二 横波和纵波 2
考点三 机械波 4
考点四 “带动法”判断质点的振动方向 5
巩固训练·提升能力 7
第15课时 波的形成
考点一 波的形成
例题分析·考点题型
【例题1】(多选) 如图是某绳波形成过程的示意图。质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点、、、,各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。时,质点刚要开始运动。下列说法正确的是( )
A. 时,质点开始向下运动
B. 时,质点的加速度方向向下
C. 从开始的一小段时间内,质点的速度正在减小
D. 从开始的一小段时间内,质点的加速度正在减小
【答案】BC
【解析】质点为波源,波向右传播,时,质点开始振动,振动方向向上;质点的位移为正,故回复力向下,那么,加速度方向向下,故A错误,B正确;
在时,质点的振动和时,质点的振动一致,故质点向上振动,位移增大,回复力变大,那么从开始的一小段时间内,质点的速度减小,加速度增大,故C正确,D错误。
故选BC。
【变式训练1】(单选)运动员用手握住较长弹性轻质长绳的一端连续上下抖动,形成一列向右传播的简谐横波.长绳上有一系列均匀分布的质点、、、,质点起振方向向上,当振动传播到质点时,质点恰好完成一次全振动.则此时关于质点的运动,下列说法正确的是( )
A. 正向下运动 B. 速度将减小 C. 位移将增大 D. 加速度将增大
【答案】A
【解答】由题,质点的起振方向向上,介质中各质点起振方向均向上,波向右传播,画出个质点间的波形如图所示,
;
由图可以看出,质点正在向下运动,速度方向向下增大,位移减小,加速度也正在减小,
故A正确,BCD错误。
故选A。
【变式训练2】(多选)关于机械振动和机械波,下列叙述正确的是( )
A. 有机械振动必有机械波
B. 在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移
C. 有机械波必有机械振动
D. 在波的传播中,如振源停止振动,波的传播也将立即停止
【答案】BC
【解析】解:、、有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波,还需要有传播振动的介质。故A错误,C正确。
B、在波的传播中,振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播发生迁移。故B正确。
D、在波的传播中,如振源停止振动,由于惯性,质点的振动并不立即停止,则波的传播并不会立即停止。故D错误。
故选:。
考点二 横波和纵波
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)关于机械波中的横波和纵波,下列说法正确的是
A. 对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反
B. 对于横波,质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C. 形成纵波的质点随波一起迁移
D. 空气介质只能传播横波
【答案】A
【解答】横波质点的振动方向与传播方向相互垂直,纵波质点的振动方向与传播方向有时相同,有时相反,故A正确,B错误;
C.介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动,不会随波定向移动,故C错误;
D.因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力,故空气介质传播的机械波只能是纵波,故D错误。
故选A。
【变式训练1】(单选)年月日时分,德州市平原县发生级地震。已知地震波分三种:横波波,波速;纵波波,波速;面波波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波,波速。某地震观测台记录到的该地震曲线,如图甲所示;另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置,由单摆和竖直弹簧振子组成,、的固有周期相同,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 地震发生时最先明显振动的是单摆
B. 地震曲线中为横波波
C. 地震曲线中为面波波
D. 若在地震曲线上测得纵波波与横波波的时间差为,则地震观测台距震源约为
【答案】C
【解析】A.纵波的速度最快,所以纵波最先到达,在乙图中地震发生时最先剧烈振动的是弹簧振子,故A错误;
由题意可知,纵波的速度最快,横波次之,面波速度最小,最先到达的是纵波,最后到达的是面波,故为波,为波,为波,故B错误,C正确;
D.根据,可以求出地震台距震源的距离,故D错误。
故选C。
【变式训练2】(单选)对于横波和纵波,下列说法中正确的是( )
A. 质点在水平面内振动的波一定是横波
B. 质点振动方向与波传播方向都在水平面内的波一定是纵波
C. 某时刻横波中波峰和波谷处的质点位移都是最大
D. 横波中波峰处质点位移最大,波谷处质点位移最小
【答案】C
【解析】物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波,称作横波,把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波,称作纵波,所以质点在水平面内振动的波不一定是横波;质点振动方向与波传播方向都在水平面内的波不一定是纵波,故 AB错误;
横波中波峰和波谷处质点的平衡位置相距半个波长的奇数倍,振动情况总是相反,横波中波峰和波谷处的质点位移都是最大,故C正确,D错误。
故选C。
考点三 机械波
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)关于机械振动和机械波,下列说法不正确的是( )
A. 有机械振动必有机械波 B. 在空气中传播的声音是纵波
C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 机械波是传递能量的一种方式
【答案】A
【解答】A、有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波,还需要有传播振动的介质,故A说法错误;
B、声波在空气中传播方向和质点的振动方向在同一直线上,属于纵波,故B说法正确;
C、在波的传播中,振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播发生迁移,故C说法正确;
D、机械波可以传递振动形式和能量的,故D说法正确。
故说法不正确的选:。
【变式训练1】(单选)振源带动细绳上下振动,某时刻在绳上形成的横波波形如图所示。规定绳上各质点向上运动的方向为位移的正方向,从波传播到细绳上的点开始计时,下列能表示点振动图像的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由波形得知,波向右传播,开始计时时点在平衡位置且将向下振动,故A正确。
【变式训练2】(多选)关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )
A. 振动是波的成因,波是振动的传播
B. 振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C. 波的传播速度就是质点振动的速度
D. 波源停止振动时,波立即停止传播
【答案】AB
【解析】机械波的产生条件是有波源和介质,波源振动,依次带动介质中的质点振动,并将振动的形式由近及远传播而形成波,选项A、B正确;波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均匀介质中其速度大小不变,而质点振动的速度随时间周期性地发生变化,选项C错误;波源一旦将振动传播给了介质,振动就在介质中向远处传播,而当波源停止振动时,振动在介质中仍然继续传播,不会随波源停止振动而停止传播,选项D错误。
考点四 “带动法”判断质点的振动方向
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)手握长软绳一端持续上下抖动,某时刻形成的绳波如图所示,、、、为绳中的质点,此后先到达上方最大位移处的质点是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】 绳波向右传播,根据同侧法可知,正在向上振动,、正在向下振动,所以质点先到达上方最大位移处,故选A。
【变式训练1】(单选)如图甲所示,“战绳”是在健身房中常见的一种强力减脂运动,人用手握住绳子左端,将绳拉平后沿竖直方向上下抖动,则可在绳中形成一列机械波。若将此波视为简谐横波,开始抖动为时刻, 时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示,质点和分别位于下方和上方最大位移处,相邻编号质点平衡位置间距离为。则下列说法正确的是( )
A. 质点和加速度相同 B. 质点和速度相同
C. 时刻人竖直向上抖动绳子左端 D. 该波的传播速度为
【答案】C
【解答】A.质点的加速度方向都指向平衡位置,故质点和加速度大小相同,但方向相反,故A错误;
B.质点向下振动,质点向上振动,故它们速度大小相同,但方向相反,故B错误;
C.由波形图可知, 时刻波传至质点位置,质点的起振方向向上,故时刻人竖直向上抖动绳子左端,故C正确;
D.由波形图可知, 时间内,波传播的距离为,所以该波的传播速度为 ,故D错误。
故选C。
【变式训练2】(单选)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,、为介质中的质点,此时质点的速度方向沿轴正方向。下列说法正确的是( )
A. 该横波沿轴负方向传播
B. 质点该时刻向轴负方向运动
C. 该时刻质点的速度比质点的速度小
D. 该时刻质点的加速度比质点的加速度小
【答案】C
【解析】由波形图可知,此刻质点的速度方向沿轴正方向,则根据同侧法可知,该波沿轴正方向传播,而由该波沿轴正方向传播,再由同侧法可知,质点该时刻向轴正方向运动,故AB错误;
由波形图可知,该时刻,质点比质点离平衡位置更近,而离平衡位置越近速度就越大,回复力和加速度就越小,处于平衡位置的质点,速度达到最大,加速度为零,故C正确,D错误。
故选C。
巩固训练·提升能力
一、单选题。
1.下列关于机械波的说法中正确的是( )
A. 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
B. 质点振动的周期就是波传播的周期;质点振动的速度就是波传播的速度
C. 横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D. 在波的传播方向上平衡位置相距半波长奇数倍的两质点振动情况始终相反
【答案】D
【解析】A.横波、纵波可能沿同一方向传播,如地震波,故A错误;
B.质点的振动速度与波的传播速度不同,质点做周期性运动,而波在同一介质中匀速传播,故B错误;
C.横波、纵波在同一介质中的传播速度不等,纵波比横波快,故C错误;
D.在波的传播方向上,相距半波长偶数倍的两质点的振动情况完全相同,相距半波长奇数倍的两质点的振动情况完全相反,故D正确。
故选D。
2.一小石子投向平静的湖水,圆形波纹一圈圈向外传播,若此时湖畔树上的一片树叶落在水面上,则树叶( )
A. 渐渐向湖心漂去 B. 渐渐向湖畔漂去
C. 在下落处上下振动 D. 沿着波纹做圆周运动
【答案】C
【解析】解:波在传播的时候,每个振动质点在各自的平衡位置上下振动,并不随波迁移,所以树叶在下落处上下振动,故C正确,ABD错误。
故选:。
3.机械振动在介质中传播,形成了机械波。下列说法正确的是( )
A. 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波
B. 机械波在真空中可以传播
C. 在纵波中,质点的分布是均匀的
D. 介质中有机械波传播时,介质与波一起传播
【答案】A
【解析】A.发声体振动时在空气中产生的声波是纵波,故A正确;
B.机械波的传播需要介质,不能在真空中传播,故B错误;
C.纵波的波形是疏密相间的,质点分布最密的部分叫密部,分布最疏的地方叫疏部,故C错误;
D.在波的传播中,振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播发生迁移,故D错误。
故选A。
4.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、、是绳上的三个质点,则( )
A. 向上振动 B. 向下振动 C. 速率最大 D. 速率最大
【答案】C
【解析】由于波向右传播,根据上下坡法,可知质点、向下振动,质点向上振动,并且质点恰好通过平衡位置,速率最大。
故选C。
5.如图所示为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到点的波形,由图可判断出点刚开始的振动方向是 ( )
A. 向下 B. 向上 C. 向左 D. 向右
【答案】B
【解答】、绳子上向右传播的横波,质点的振动方向与传播方向垂直,不可能沿水平方向,故CD均错误;
、图示时刻振动方向向上,则点刚开始的振动方向向上,故A错误,B正确。
6.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用.如图是某绳波形成过程的示意图.质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动、、各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.已知时,质点刚要开始运动.下列说法正确的是 ( )
A. 时,质点开始向下运动 B. 时,质点加速度方向向上
C. 时,质点开始向上运动 D. 时,质点的加速度方向向上
【答案】C
【解析】质点为波源,波向右传播,时,质点开始振动,起振方向与质点起振方向相同,其振动方向向上,故A错误;时,质点处于波峰,此时振动的速度为零,指向平衡位置的加速度最大,方向向下,故B错误;根据振动和波的传播规律可得时的波形图如图所示:
故时,质点开始振动,而所有的质点被带动起振的方向相同都向上,故C正确;振动时的回复力产生的加速度都指向平衡位置,如图所示,质点在正向位移处,则加速度向下,故D错误.
二、多选题。
7.一列机械波在轴上传播,某时刻的波形图如图所示,、、为三个质点,正在向上运动。由此可知( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 该时刻,正在向上运动
C. 该时刻以后,比先到达平衡位置 D. 该时刻,的速率比的速率大
【答案】CD
【解析】解:、在图示时刻,正在向上运动,比左侧的波峰振动滞后,所以该波沿轴正方向传播,故A错误;
B、该波沿轴正方向传播,由同侧法判断可知该时刻,正在向下运动,故B错误;
C、由于该时刻,向上振动,向下振动,所以比先到达平衡位置,故C正确;
D、该时刻,距离平衡位置比近,则比的速率大,故D正确。
故选:。
8.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】手有规律地上下振动时,弹簧上各质点也上下振动,形成纵波,向下传播,而纵波没有波峰和波谷,只有密部和疏部;故A、均正确,、C错误。
9.某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近.该同学发现从第个波峰到第个波峰通过身下的时间间隔为下列说法正确的是( )
A. 该水面波的频率为
B. 水面波是横波,传播时需要介质
C. 水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
D. 水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
【答案】BD
【解析】由和得,水面波的频率为,A错误;水面波是横波,横波和纵波传播时均需要介质,故B正确;由机械波的传播规律可知,介质传播的是振源的振动形式和能量,介质中的质点本身只重复振源的振动,并不随波迁移,C错误,D正确.
10.湖面上、两艘小船均视为质点相距,一列水波以大小为的波速沿方向传播,在时水波恰好到达小船处,小船由平衡位置开始竖直向上运动,时小船第一次到达最低点。则下列说法正确的是( )
A. 水波的传播周期为
B. 水波的波长为
C. 水波从小船传到小船的时间为
D. 从小船起振到小船第一次到达最高点的时间为
【答案】AC
【解析】A.由于在时水波恰好到达小船处,小船由平衡位置开始竖直向上运动,时小船第一次到达最低点,则有,解得,故A正确;
B.根据,解得,故B错误;
C.根据,解得水波从小船传到小船的时间,故C正确;
D.介质中质点的起振方向相同,即小船起振方向为由平衡位置开始竖直向上运动,则从小船起振到小船第一次到达最高点的时间为,故D错误。
故选AC。
11.如图所示是绳波形成过程的示意图。质点在外力作用下做简谐运动,带动其余质点依次上下振动。在时,质点到达最上方,质点刚开始振动。下列说法正确的是( )
A. 质点和质点的振动频率相同
B. 在时,质点加速度方向向上
C. 从开始的一小段时间内,质点的速度正在减小
D. 从开始的一小段时间内,质点的加速度正在增大
【答案】AD
【解析】解:、质点和质点的振动频率相同,都等于振源的振动频率,故A正确;
B、在时,质点在平衡位置上方,加速度的方向指向平衡位置向下,故B错误;
C、从开始的一小段时间内,质点在平衡位置上方,向下振动,速度正在增大,故C错误;
D、从开始的一小段时间内,质点在平衡位置上方,向上振动,加速度正在增大,故D正确。
故选:。
12.如图所示,、、、、是某绳可认为是均匀介质上一系列等间距的质点。开始时绳处于水平方向,质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动、、、各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。已知时,质点开始向下运动,经过二分之一周期,质点开始运动。则在二分之一周期时,下列说法正确的是( )
A. 质点向上运动 B. 质点所受回复力为最大值
C. 质点的加速度向下 D. 质点的振幅为零
【答案】AB
【解答】A.经过时,质点从平衡位置再次运动到平衡位置,质点振动的时间,即质点在从波谷向平衡位置的运动过程中向上运动,故A正确;
B.经过时,质点从平衡位置运动到波谷,根据得知加速度方向向上,质点所受回复力向上,为最大,故B正确;
C.同理可得,经过时,质点振动了,根据可知,质点的加速度方向向上,故C错误;
D.在波传播过程中,后一个质点重复前一个质点的振动,可知每一个质点开始振动的时候都和波源起振的情况相同,其振幅一样大,所以质点的振幅不为零,故D错误。
故选AB。
13.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状,对此时绳上、、、、、个质点,有 ( )
A. 它们的振幅相同 B. 其中和的速度方向相同
C. 其中和的加速度方向相同 D. 从此时起,比先回到平衡位置
【答案】ACD
【解析】各质点均做受迫振动,不考虑能量损耗,各质点振幅相同,故A正确;根据“带动法”可知,此时速度方向向上,速度方向向下,故B错误;和两质点均在平衡位置上方,回复力均向下,加速度方向均向下,故C正确;此时和两质点都向上运动,比先到达最大位移处,先回到平衡位置,故D正确。故选ACD。
14.下列说法中正确的是( )
A. 机械波的传播方向就是波中各质点的振动方向
B. 机械波的传播方向就是振动能量传递的方向
C. 机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移
D. 波不但能传递能量也能传递信息
【答案】BCD
【解析】A.在机械波形成的过程中,介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动,传播方向与振动方向可以垂直横波,也可以平行纵波,故A错误;
B.机械波在传播振动形式的过程中,同时将能量由近及远传递,传播方向就是振动的能量传递的方向,故B正确;
C.机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移,故C正确;
D.机械波不但能传递能量,而且能传递信息,如声波,故D正确。
故选BCD。
15.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用。如图是某绳波形成过程的示意图。质点在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点、、各个质点依次振动,把振动从绳的左端传到右端。时,质点刚要开始运动。下列说法正确的是( )
A. 时,质点开始向下运动 B. 时,质点加速度方向向上
C. 时,质点开始向上运动 D. 时,质点的加速度方向向上
【答案】CD
【解析】A.质点为波源,波向右传播,根据上下坡法则,时,质点开始向上运动,故A错误;
B. 时,质点的位移为正,故回复力向下,则加速度方向向下,故B错误;
C.由波动图像可知,每经过下一个质点就开始振动,则时,质点开始向上运动,故C正确;
D. 时,质点的位移为负,故回复力向上,则加速度方向向上,故D正确。
故选CD。
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