内容正文:
第三章 机械波
1.波的形成
目录
1
2
考点模型 考点对点练
核心能力提升练
考点模型 考点对点练
典型考点一 波的形成和传播
1.(多选)以下关于机械波的说法中,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
解析 波源(即振源)振动时,依靠介质质点间的相互作用力带动周围质点振动起来,形成机械波。各质点只在平衡位置附近振动,并不随波迁移,仅把振源的振动形式和能量传播开来。除波源外,介质质点均做受迫振动。故A、C正确,B、D错误。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
4
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
5
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
6
[名师点拨] 波动过程中各质点的运动特点
先振动的质点带动后振动的质点;后振动的质点重复前面质点的振动;后面振动的质点的振动状态落后于先振动的质点的振动状态;各个质点起振的方向总是与波源的起振方向相同。概括起来就是“带动、重复、落后”。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
7
典型考点二 横波和纵波
3.下列说法正确的是( )
A.质点在竖直方向振动的波为横波
B.在水平方向传播的波为横波
C.只有质点振动方向为竖直的、波的传播方向为水平的波为横波
D.只要质点振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波
解析 判定一列波是否是横波的依据是质点的振动方向和波的传播方向是否垂直,D正确。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
8
4.有关纵波与横波,下列说法正确的是( )
A.横波的传播速度一定比纵波慢
B.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
C.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播
D.横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部
解析 横波和纵波的速度关系不确定,A错误;纵波和横波在传播过程中,质点都不随波迁移,B错误;机械波中的横波只能在固体中传播,纵波可在固体、液体、气体中传播,C错误;横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部,D正确。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
9
[名师点拨] (1)横波中,质点的振动方向在与波的传播方向垂直的平面内。
(2)纵波中,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,有时同向有时反向。
(3)机械波中的横波只能在固体介质中传播,机械波中的纵波在固体、液体、气体介质中均能传播。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
10
典型考点三 振动与波的关系
5.(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
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.波在传播过程中,介质中的质点随波一起迁移
D.波源停止振动时,波立即停止传播
解析 组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动,这种振动在介质中传播,便形成了波,A、B正确;波在传播过程中,介质中的质点在平衡位置附近振动,不会随波一起迁移,C错误;沿介质传播行进的波独立于波源,即已经形成的波跟波源无关,在波源停止振动时波仍将继续传播而不会立即停止,D错误。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
11
6.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
解析 根据波的形成过程,质点A向上运动,是由与它相邻的右侧质点带动的,说明波是向左传播的,A、B错误;波向左传播,带动质点D、E振动的质点在它们相邻的右侧,故此时质点D、E均向上运动,C正确,D错误。
考点模型 考点对点练
1
2
3
4
5
6
12
核心能力提升练
1.(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,参与振动的质点并不随波迁移
D.纵波中质点的振动方向与波的传播方向相同
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,当波源停止振动后,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;纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,有时相同有时相反,D错误。
核心能力提升练
1
2
3
4
5
14
2.下列关于波的现象的说法中正确的是( )
A.只要有机械波产生,一定可以找到产生机械波的波源
B.把小石块扔到平静的湖水里,水面上便会激起水波,水波将促使水面上的漂浮物向远方运动
C.某空间找不到机械波,则在这一空间一定没有波源
D.横波与纵波,其质点的振动方向不同,因此,横波和纵波不可能沿同一方向传播
核心能力提升练
1
2
3
4
5
15
解析 波源和介质是机械波产生的必要条件,缺一不可,故A正确,C错误;水面上的漂浮物相当于介质中的质点,在波的传播过程中,质点只在其平衡位置附近振动,并不会随波迁移,即水波不会使水面上的漂浮物向远方运动,故B错误;横波和纵波中质点振动方向与波传播方向的相对关系不同,但可沿同一方向传播,故D错误。
核心能力提升练
1
2
3
4
5
16
3.振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t=0时刻
绳上形成的波形如图所示。规定绳上质点向上运动的方向
为x轴的正方向,则P质点的振动图像是( )
解析 由题图可知,波向右传播,P质点在t=0时由平衡位置沿x轴负方向运动,故B正确,A、C、D错误。
核心能力提升练
1
2
3
4
5
17
4.(多选)艺术体操中的“带操”表演中,运动员手持细棒抖动彩带的一端,彩带像波浪般翻卷。这是波在彩带上传播的结果。如图所示为“带操”表演中某时刻的照片,已知细棒在竖直方向抖动,P为彩带上的一个质点,若认为该波是向右传播的简谐横波,则下列说法正确的是( )
A.图示时刻,质点P正在向右运动
B.质点P的振动频率等于细棒抖动的频率
C.图示时刻,质点P正在向下运动
D.图示时刻,质点P正在向上运动
解析 质点不随波迁移,故A错误;质点的振动频率与振源的振动频率相等,故B正确;由于波向右传播,根据同侧法可得,图示时刻,质点P正在向上运动,故C错误,D正确。
核心能力提升练
1
2
3
4
5
18
答案 如图
核心能力提升练
1
2
3
4
5
19
核心能力提升练
1
2
3
4
5
20
R
2.绳波形成过程的示意图如图所示,t=0时质点1在外力作用下开始沿竖直方向做简谐运动,带动各个质点依次振动,把振动形式从绳的左端传到右端,各质点在水平方向的间距相等。当t=eq \f(T,2)时,质点9刚要开始运动,下列说法正确的是( )
A.t=eq \f(T,2)时,质点6向下运动
B.t=eq \f(T,4)到t=eq \f(T,2)时间内,质点5的速度逐渐减小
C.t=eq \f(T,4)时,质点2的速度大于质点3
D.从t=eq \f(T,4)到t=eq \f(T,2)时间内,质点3的加速度先减小后增大
解析 由左侧质点带动右侧质点振动可知,t=eq \f(T,2)时,质点6向上运动,故A错误;分析可知t=eq \f(T,4)时质点5刚要开始运动,则t=eq \f(T,4)到t=eq \f(T,2)时间内,质点5从平衡位置向最高点运动,所以质点5的速度逐渐减小,故B正确;t=eq \f(T,4)时,质点2、质点3都在往最高点运动,速度都在减小,但质点3的运动总落后于质点2,所以质点2的速度小于质点3,故C错误;从t=eq \f(T,4)到t=eq \f(T,2)时间内,质点3先往最高点运动再往平衡位置运动,所以质点3的加速度先增大后减小,故D错误。
5.细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动,激发出一列简谐横波,在细绳上选取15个点,图(a)为t=0时刻各点所处的位置,图(b)为t=eq \f(T,4)时刻的波形(T为波的周期)。请在图(c)中画出t=eq \f(3T,4)时刻的波形。
解析 设每个小方格的长为l,由图可知,在eq \f(T,4)内波传播了3l,则在eq \f(3,4)T时波应传播9l,且波源到达最低点,故波形如图所示。
$$