3.1 波的形成 分层同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

1. 波的形成 一、必备知识基础 题组一 波的形成、传播及特点 1.关于机械波的形成,下列说法正确的是(　　) A.当波源开始起振时,介质中的所有质点都与波源同时开始振动 B.离波源越远的质点振动频率越小 C.若波源做简谐运动,所带动的各质点也做简谐运动 D.若波源停止振动,介质中各质点也立即停止振动 2.(2024泰州靖江高级中学月考)下列关于机械振动和机械波的说法正确的是(　　) 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 3.某绳波形成过程的示意图如图所示。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点2、3、4,…各个质点依次上下振动,把振动从绳在左端传到右端。t=时,质点5刚要开始运动。下列说法正确的是(　　) A.t=时,质点5开始向下运动 B.t=时,质点3的加速度方向向上 C.从t=开始的一小段时间内,质点8的速度正在减小 D.从t=开始的一小段时间内,质点8的加速度正在减小 4.一列横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,质点a、b均处于平衡位置。则下列说法正确的是(　　) A.该时刻质点a正向下运动 B.该时刻质点b正向上运动 C.该时刻质点a、b的速度相同 D.质点a、b的振动周期相同 题组二 横波和纵波 5.有关纵波与横波的说法正确的是(　　) A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直 C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能 D.纵波只能在液体、气体中传播 6.地震波既有纵波也有横波,若某地区地震时纵波的传播速度大于横波的传播速度,则震源正上方的房屋(　　) A.同时上下振动和左右摇动 B.先左右摇动后上下振动 C.先上下振动后左右摇动 D.只上下振动 二、关键能力提升 7.(2024无锡期末)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做简谐运动,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,每个质点均做简谐运动 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.绳上的不同质点开始振动时的方向是不同的 D.波沿绳方向匀速传播,故每个质点的动能保持不变 8.(2025盐城五校联考)舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演如图所示。演员手挽手排成一行,从右侧第一位演员开始,周期性地举起或放下手中的扇子,呈现出类似“波浪”的效果,则下列说法正确的是(　　) A.“波浪”是纵波 B.当演员举起或放下扇子的动作越频繁,“波浪”传播的速度一定越快 C.右侧第二位演员正在举起扇子 D.“波浪”向左传播,演员也随“波浪”向左移动 9.一列机械波在x轴上传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c为三个质点,a正在向上运动。由此可知(　　) A.该波沿x轴负方向传播 B.该时刻,c正在向上运动 C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置 D.该时刻,b的速率比c的速率大 10.一根足够长轻质细绳置于光滑水平地面上,左端固定,用手握住细绳右端的A点,垂直于绳在地面上只完成一次全振动,绳形成如图所示波形。从手刚完成一次全振动的时刻开始计时,下列图像中能正确反映绳上B点振动的图像是(　　) 　 A B C D 11.(2025南京金陵中学期中)某人拿着绳子左侧上下做简谐运动,某时刻绳波如图所示,a、b为绳波中的两个质点。则(　　) A.a质点正向上振动 B.a质点的速度正在减小 C.b质点的加速度正在减小 D.b质点的速度正在减小 三、核心素养拔高 12.地震波既有纵波也有横波。纵波是推进波,又称P波,它在地壳中的传播速度vP=9.9 km/s;横波是剪切波,又称S波,它在地壳中的传播速度vS=4.5 km/s;面波又称L波,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波,面波的传播速度vL<vS。 (1)若位于震源上方实验室的地震测报组有单摆A与竖直摆B,如图甲所示,如果这两个摆的固有周期相同,地震发生时先剧烈振动的是哪个摆? (2)假若某地震观测台某仪器上记录到的由于地震波形成的曲线如图乙所示,则由图可知a、b、c三种波形各对应哪种地震波?若在图上测得P波与S波的时间差为6.0 s,则地震观测台距震源有多远? 参考答案 1.C　解析 任何一个振动的质点都是一个波源,带动它周围的质点振动,将振动传播开来,所以后一质点的振动总是落后于前一质点,但振动形式和振动频率均相同,若波源停止振动,已形成的波不会立即消失,仍沿原方向继续传播,故A、B、D错误,C正确。 2.C　解析 有机械振动还需要介质才能形成机械波,选项A错误;介质中的质点在平衡位置振动,不会随波迁移,选项B错误;机械能传播的是振动形式、能量和信号,选项C正确;在平衡位置回复力为零,合力不一定为零,例如单摆,选项D错误。 3.C　解析 t=时,质点5开始向上运动,A错误;t=时,质点3受到指向平衡位置的回复力的作用,加速度方向向下,B错误;从t=开始的一小段时间内,质点8正在从平衡位置向上运动,速度正在减小,加速度正在增大,C正确,D错误。 4.D　解析 由“带动法”知质点a正向上运动,此时质点b向下运动,A、B错误;此时a、b都处于平衡位置,振动速率最大,速度大小相等但方向相反,C错误;a、b两点的振动周期都等于波源的振动周期,因此振动周期相等,D正确。 5.B　解析 纵波中质点振动方向与波的传播方向在一条直线上,但不一定相同,选项A错误;横波中质点振动方向与波的传播方向垂直,选项B正确;机械波传播过程中,质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,选项C错误;纵波可在固体、液体和气体中传播,选项D错误。 6.C　解析 纵波振动方向与波的传播方向一致,横波振动方向与波的传播方向相互垂直,由于纵波传播得快,地震发生时纵波先到达震源正上方,震源正上方房屋先上下振动后左右摇动,C正确。 7.A　解析 前一质点带动后一质点,后一质点重复前一质点的振动,每个质点都做受迫振动,质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,每个质点均做简谐运动,由图可知绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,选项A正确,C错误;质点只能在平衡位置附近振动,不能沿绳传递,选项B错误;每个质点在平衡位置附近振动,速度变化,则动能变化,选项D错误。 8.C　解析 演员举起或放下手中扇子的运动方向与“波浪”传播方向垂直,则“波浪”是横波,选项A错误;“波浪”传播的速度快慢与演员举起或放下扇子动作频率没有直接关系,选项B错误;“波浪”向左传播,根据“带动法”可知右侧第二位演员正在举起扇子,选项C正确;“波浪”向左传播的是举起或放下扇子的形式,演员不随“波浪”向左移动,选项D错误。 9.C　解析 在题图所示时刻,a正在向上振动,由“带动法”可知波沿x轴正方向传播,故A错误;根据波形和波的传播方向可判断出,该时刻,c正在向下运动,故B错误;由题图知,b向上振动、c向下振动,所以b比c先到达平衡位置,故C正确;在题图所示时刻,b距离平衡位置比c远,则b比c的速率小,故D错误。 10.D　解析 波向左传播,从手刚完成一次全振动的时刻开始计时,此时质点B从平衡位置向下振动,手只完成一次全振动,则B点的振动图像如图D所示。 11.C　解析 由图可知,波的传播方向向右,根据带动法可知此时a质点正在向下振动,选项A错误;此时a质点正在向下振动,平衡位置速度最大,加速度为零,故a质点正在向下加速振动,选项B错误;质点b正在向平衡位置振动,则其加速度变小速度变大,选项C正确,D错误。 12.解析 (1)由单摆和竖直摆的结构及受迫振动的知识可知,单摆在受到水平方向的驱动力时容易发生较剧烈的振动,而竖直摆在受到竖直方向的驱动力时容易发生较剧烈的振动。因地震P波的波速最大,故P波最先传到实验室。由于实验室位于震源上方,P波为纵波,其引起的振动方向与波的传播方向平行,故竖直摆B先剧烈振动。 (2)因vP>vS>vL,所以到达地震观测台的地震波依次是P波、S波、L波,可知地震曲线中a、b、c三种波形依次对应P波、S波、L波。 因已测得P波与S波的时间差为6.0 s,且两列波均匀速传播,设地震台到震源的距离为s。由匀速运动的知识可知,两列波传到地震台的时间应分别为t1=、t2= 由题意应有Δt=t1-t2= 解得s=·Δt=49.5 km 答案 (1)竖直摆B先剧烈振动 (2)P波、S波、L波　49.5 km 学科网（北京）股份有限公司 $