内容正文:
课时作业(十三) 波的形成
[基础达标练]
1.关于机械振动与机械波,下列说法不正确的是( )
A.机械波的频率等于振源的振动频率
B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等
C.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定
D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离
解析:选B 机械波是波源的振动形式在介质中传播,所以机械波的频率等于波源的振动频率,A正确,不符合题意;机械波的传播速度是由介质决定的,不同介质中机械波的传播速度不同,振源的振动速度周期性变化,两者完全不同,B错误,符合题意;机械波的传播速度由介质决定,周期由振源决定,C正确,不符合题意;根据波长的定义可知,沿着波的传播方向,一个周期内,波传播的距离等于一个波长,D正确,不符合题意.
2.关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是( )
A.振动是波动的成因,波动是振动的传播
B.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就同时开始振动
C.波动过程是介质中质点由近及远移动的过程
D.横波的传播需要介质,纵波的传播不一定需要介质
解析:选A A.振动是的波的成因,波动是振动的传播,故A正确;B.机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动的早一些,故B错误;C.波动过程是介质中质点振动形式由近及远移动,而质点不随波迁移,故C错误;D.机械横波与纵波的传播,都需要介质,故D错误.
3.下列关于横波、纵波的说法中,正确的是( )
A.横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B.横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C.纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动
D.横波中振动质点不随波迁移,纵波中振动质点随波迁移
解析:选A ABC.横波的传播方向与质点的振动方向垂直,纵波的传播方向与质点的振动方向在一条直线上,A正确,BC错误;D.横波和纵波中振动质点都不随波迁移,D错误.故选A.
4.把闹钟悬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,但如果将罩内空气抽去,就听不到闹钟的铃声,这说明( )
A.声波是纵波
B.抽去罩内的空气后,闹钟不再运转了
C.气体、液体和固体都能传播声音
D.声波不能在真空中传播
解析:选D A.题干中不能说明声波是纵波,故A错误;B.闹钟的运转不需要空气,抽去空气后仍能正常工作,故B错误;C.玻璃罩内有空气时能听到闹钟的铃声,抽去罩内空气,就听不到闹钟的铃声,这说明声音要靠介质——空气传播,玻璃罩是固体,玻璃罩外仍可听到铃声,说明固体也能传播声音,文中没有提及液体传播声音,故C错误;D.由本题中的现象可知,声波在真空中是不能传播的,日常我们听到的声音是靠空气传播的,实际上液体和固体也能传声,故D正确.故选D.
5.(多选)下列关于沿绳传播的一列机械波的正确说法是( )
A.绳波的形成是由于绳上各质点的相互作用
B.绳上各质点都随绳波向前传播
C.当波源突然停止振动时,离波源较近的质点先停止振动
D.波形成的过程是质点的振动形式及能量的传播过程
解析:选ACD A.绳波的形成是由于绳上各质点的相互作用,各质点没有相互作用则形不成绳波,故A正确;B.绳波在传播过程中,各质点在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,故B错误;C.根据波的形成过程以及“由近及远,依次带动”的特点知,当波源突然停止振动时,离波源较近的质点先停止振动,故C正确;D.波的形成过程是质点振动形式和能量的传播,故D正确.故选ACD.
6.在一条软绳上选18个等间距的质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波,由波的形成及图可知,下列说法中正确的是( )
A.质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动
B.每个质点开始运动后,均在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动
C.绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期不相同
D.绳上波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等幅振动,故每个质点的机械能守恒
解析:选A 绳上的质点都在做受迫振动,所以各质点振动的周期与波源的振动周期都相同,故A正确,C错误;BD.每个质点开始振动后,只在竖直方向做简谐运动,水平方向上不随波迁移.波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等振幅的受迫振动,合外力不为零,故每个质点的机械能并不守恒,故BD错误.故选A.
7.手机A的号码是133××××0002,手机B的号码是133××××0008.手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“133××××0002”,若将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A( )
A.发出响声,并显示手机B的号码“133××××0008”
B.不发出响声,但显示手机B的号码“133××××0008”
C.不发出响声,但显示手机A的号码“133××××0002”
D.既不发出响声,也不显示号码
解析:选B 声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播,光波、手机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播,故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故B正确,ACD错误.故选B.
8.(多选)如图所示是绳波形成过程的示意图.质点1在外力作用下做简谐运动,带动其余质点依次上下振动.在t=时,质点1到达最上方,质点5刚开始振动.下列说法正确的是( )
A.质点5和质点1的振动频率相同
B.在t=时,质点4加速度方向向上
C.从t=T开始的一小段时间内,质点11的速度正在减小
D.从t=T开始的一小段时间内,质点16的加速度正在增大
解析:选ABD A.质点5和质点1的振动频率相同,都等于振源的振动频率,A正确;B.在t=时,质点4运动到平衡位置上方,加速度的方向指向平衡位置向上,B正确;C.从t=T开始的一小段时间内,质点11在平衡位置下方向上振动,速度正在增大,C错误;D.从t=T开始的一小段时间内,质点16在平衡位置的上方向上振动,加速度正在增大,D正确.故选ABD.
9.(多选)如图所示为一列横波在某时刻的波形图,a、b、c、d为介质中的四个质点,a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半.四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad,速度大小分别为va、vb、vc、vd,则( )
A.ac<ab<aa=ad
B.ac>ab>aa=ad=0
C.va=vd>vb>vc
D.va=vd<vb<vc
解析:选AD 质点所受回复力的大小与位移的大小成正比,因而加速度的大小与位移的大小成正比,所以这四个质点的加速度大小关系为aa=ad>ab>ac,A正确,B错误;质点越靠近平衡位置速度越大,位移越大则速度越小,四个质点的速度大小关系为va=vd<vb<vc,C错误,D正确.
[能力提升练]
10.以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形如图所示,下列说法正确的是( )
A.绳波传播不需要介质
B.P点的起振方向朝上
C.绳中质点带动右侧相邻的质点振动
D.当P点停止振动时,绳波立即消失
解析:选B A.绳波是机械波,机械波的传播需要满足条件:①振源振动;②介质,所以这列波的传播需要介质,故A错误;B.Q点的起振方向朝上,P点的起振方向也朝上,故B正确;C.由于波向左传播,绳中质点带动左侧相邻的质点振动,故C错误;D.由于机械波依据介质传播,如果振源停止振动,在介质中传播的振动不会立即停止.故D错误.故选B.
11.足球比赛中,几万观众自发在观众席上进行人浪游戏.从看台A区到B区的观众依次做下列动作:起立—举起双臂—坐下,呈现类似波浪的效果.下列关于人浪说法正确的是( )
A.当人浪从看台A区传到B区时,很多观众也从看台A区跑到B区
B.人浪从看台A区传到B区的速度由观众从看台A跑到看台B区的速度决定
C.观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁,人浪传播的速度越快
D.人浪的传播是观众动作形式的传播
解析:选D AB.人浪游戏中观众只在各自的座位上起立—举起双臂—坐下,并不移动,所以当人浪从看台A区传到B区时,并不是观众从看台A区跑到B区,所以AB错误;C.人浪传播的速度与观众“起立—举起双臂—坐下”的动作快慢没有关系,所以C错误;D.观众动作相当于振动,人浪相当于波,人浪的传播是观众动作形式的传播,所以D正确;故选D.
12.区分横波和纵波的依据是( )
A.是否沿水平方向传播
B.质点振动的方向和波传播的远近
C.质点振动的快慢
D.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是相互平行
解析:选D 横波与纵波分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系,若相互垂直,为横波,若相互平行,为纵波,所以D正确;ABC错误;故选D.
13.如图所示,0、1、2、…、9为弹性介质中间隔相等的若干连续质点,t=0时刻,0点从平衡位置开始向上做简谐运动,当0点第1次达到正向最大位移处时,2点开始振动.下列说法正确的是( )
A.2点开始振动的方向向下
B.经过一段时间,1点运动到5点的位置
C.9点开始振动后,其振动情况与1点完全相同
D.0点的振动频率大于后面所有点的振动频率
解析:选C 质点的振动方向与波源的起振方向相同,0点从平衡位置开始向上做简谐运动,故2点开始振动的方向向上,A错误;简谐运动,质点在竖直方向上振动,不会1点运动到5点的位置,B错误;当0点第1次达到正向最大位移处时,2点开始振动,可知0点到2点的相位差为,各点间的间隔相等,故9点与1点的相位差为2π,则9点开始振动后,其振动情况与1点完全相同,C正确;机械波在传播的过程中所有质点的振动频率都与波源的频率相同,故D错误.故选C.
14.(多选)一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,不考虑能量损耗,关于此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点的说法正确的是( )
A.它们的振幅相同
B.质点D和F的速度方向相同
C.质点A和C的速度方向相同
D.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置
解析:选AD A.波中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;BC.波传播时,离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动,并跟随着近的质点振动,D跟随C向上运动,F跟随E向下运动;同理,A向下运动,B向上运动;由此可知,故B、C错误;D.由于此时B和C两质点都向上运动,C比B后到达最大位移处,C回到平衡位置也比B迟,故D正确.故选AD.
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