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课时测评15 机械波的产生和传播
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-5题,每题4分,6-13题,每题5分,共60分)
1.关于机械振动和机械波的关系,正确说法是( )
A.物体做机械振动,一定会产生机械波
B.如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止
C.介质中有机械波传播,其中质点不一定在做机械振动
D.介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同
答案:D
解析:物体做机械振动,不一定会产生机械波;介质中有机械波传播,其中质点一定在做机械振动,故A、C错误;如果波源停止振动,在介质中传播的波动并不会立即停止,故B错误;介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同,故D正确。故选D。
2.(2024·上海浦东新高二段考)关于机械波的产生和传播,下列说法中正确的是( )
A.波的传播速度和质点的振动速度相同
B.在波的传播过程中,介质中的质点均做受迫振动
C.参与振动的质点振动方向一定与波的传播方向垂直
D.机械波中的介质随波迁移
答案:B
解析:介质中质点的振动速度与波的传播速度没有关系,故A错误;由于介质中各质点的相互作用,前一个质点的振动带动后一个质点的振动,故做受迫振动,故B正确;若为横波,参与振动的质点的振动方向一定与波的传播方向垂直;若为纵波,则质点的振动方向与传播方向在同一直线上,故C错误;机械波中的介质不随波迁移,故D错误。故选B。
3.(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )
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.纵波有密部和疏部
D.地震波是横波,空气中的声波是纵波
答案:ABC
解析:质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波,A正确;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;纵波有密部和疏部,C正确;地震波有横波也有纵波,空气中的声波是纵波,D错误。
4.(2024·广西桂林统考期末)由多家中国建筑公司承担建设的卡塔尔卢赛尔体育场,承办了2022年足球世界杯包括决赛在内的多场赛事。12月10日,阿根廷队和荷兰队在卢赛尔体育场争夺世界杯“八进四”的比赛中,八万观众自发的在观众席上进行“人浪”游戏,从看台A区到B区的观众依次做出下列动作: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,观众也要从看台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区跑到看台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”传播的速度一定越快
D.“人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播
答案:D
解析:当“人浪”从看台A区传到B区时,观众只在自己座位上下运动,不会从看台A区跑到B区,A、B错误;“人浪”传播的速度快慢与观众“起立—举起双臂—坐下”的动作频率无直接关系,C错误;“人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播,D正确。故选D。
5.(2024·江门市高二校考期中)2024年1月23日2时9分,新疆阿克苏地区乌什县发生7.1级地震。就此事件,下列说法正确的有( )
A.所有建筑物均做自由振动
B.所有建筑物的振动振幅相同
C.所有建筑物振动周期相同
D.所有建筑物振动能量相同
答案:C
解析:地震波属于机械波,所以波在传播过程中所有质点都在做受迫振动,各质点的振动周期和波源的周期相同,故A错误,C正确;由于地震属于阻尼振动,所以离震源越远,振幅越小,相同质量的建筑物的能量越小,故B、D错误。故选C。
6.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,重新向玻璃罩内注入空气,又听到了闹钟的铃声,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.声波是横波
D.声波不能在真空中传播
答案:D
解析:声波是机械波,机械波的传播需要介质,声音可以在气体、液体和固体中传播,将罩内空气抽去,就听不到闹钟的铃声,说明声波不能在真空中传播,D正确;根据题干信息不能说明声波是纵波或是横波,A、C错误;闹钟的运转不需要空气,抽去空气后仍能正常工作,B错误。
7.(2024·珠海市高二段考)如图为一横波在某一时刻的波形图,已知质点F此时的运动方向竖直向下,则( )
A.波向右传播
B.此时质点H和F的运动方向相同
C.质点B比质点C先回到平衡位置
D.此时速度最大的质点是A、E、I
答案:D
解析:因质点F的振动方向向下,由“带动法”得,波的传播方向向左,故A错误;此时质点H的振动方向向上,与质点F的振动方向相反,故B错误;同理,此时质点B的振动方向向上,质点B要先到最高位置,然后再往下到平衡位置,所以质点C比B先回到平衡位置,故C错误;质点在平衡位置时速度最大,则此时速度最大的质点是A、E、I,故D正确。故选D。
8.(多选)(2024·北京海淀高一期末)如图所示,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成机械波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P,t=0时,O点位于最高点,P点位于最低点,则( )
A.t=时,P点位于平衡位置
B.t=时,P点的速度方向水平向右
C.P点的起振方向与O点的起振方向相反
D.P点的起振方向与O点的起振方向相同
答案:AD
解析:t=时,P点从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A正确; t=时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故B错误;每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故C错误,D正确。故选AD。
9.(多选)(2024·佛山市高二校考期末)地壳深处的岩层活动产生强烈震动而引发地震。地震波的纵波传播速度较快,约为6 km/s;横波传播速度较慢,约为4 km/s。2022年3月26日在青海某无人区发生6.0级地震,震源深度10 km。地震发生后距震源164 km的嘉峪关市震感强烈。则以下说法正确的是( )
A.震源的正上方,地震波的纵波会引起地面物体上下振动,横波会引起地面上物体水平晃动
B.地震波的横波在介质中传播时,介质中的质点会沿波的传播方向运动,从而导致房屋倒塌
C.嘉峪关市的防震减灾机构有约13.7秒的时间提前预警更具破坏性的横波何时到达
D.建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近,建筑物受到的损伤就越小
答案:AC
解析:震源的正上方,地震波的纵波会引起地面物体上下振动,横波会引起地面上物体水平晃动,A正确;地震波的横波在介质中传播时,介质中的质点会沿垂直于波的传播方向运动,从而导致房屋倒塌,B错误;横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为t= s- s≈13.7 s,C正确;建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近,建筑物的振幅越大,受到的损伤就越大,D错误。故选AC。
10.(多选)(2024·广州市高二统考期末)t=0时刻,质点A开始带动细绳上各点上下做简谐运动,振幅为0.2 m,t=0.4 s时细绳上形成的波形如图所示,下列说法正确的是( )
A.该波为横波
B.该波为纵波
C.t=0.4 s时刻,质点A的振动方向向下
D.0~0.4 s内,质点A的路程为0.4 m
答案:AC
解析:因细绳上每个质点的振动方向和波的传播方向垂直,故此列波是横波,故A正确,B错误;根据“带动法”可知质点A在t=0.4 s时的振动方向向下,故C正确;由题图可知,振动周期为T=0.4 s,每个周期内,质点通过的路程为s=4A=0.8 m,即0~0.4 s内质点A运动的路程为0.8 m,故D错误。故选AC。
11.水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…使质点1沿竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动。则此时关于质点10的运动,下列说法正确的是( )
A.位移为零 B.加速度为最大值
C.正向下运动 D.加速度为零
答案:B
解析:当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,故1~13点间波形为一个完整的波形,此时质点10处于正向最大位移处,故A错误;此时质点10处于正向最大位移处,合力提供回复力,指向平衡位置,根据牛顿第二定律,加速度方向也指向平衡位置,故一定是竖直向下;由于此时质点10处于正向最大位移处,根据a=-可知,加速度最大,故B正确;D错误;此时质点10处于正向最大位移处,速度为零,故C错误。
12.(多选)如图为介质中沿水平方向的部分质点,每相邻两质点间距离相等,其中O为波源。设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时,经过,质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是( )
A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚
B.图中所有质点的起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的
C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时,通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同位置时落后
D.只要图中所有质点都已振动,质点1与质点9的振动步调就完全一致,但如果质点1发生的是第100次全振动,则质点9发生的就是第98次全振动
答案:ACD
解析:根据波的传播特点知,波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动,所以起振方向相同,都是竖直向下,但从时间上来说,题图中所示的后一质点总比前一质点起振落后的时间,A、C正确,B错误;由题意知,质点9比质点1晚起振两个周期,所以当所有质点都振动后,质点1与质点9步调完全一致,D正确。
13.(2024·佛山市高二统考期中)某同学设计了如图甲所示的地震测量装置,水平方向X和竖直方向Y的构造相同。在某次测量中发现Y方向上位移传感器先出现图像,经过0.5 s后X方向上位移传感器也开始出现图像,其振动图像如图乙所示,已知当地P波的传播速度是6 km/s,S波的传播速度是4 km/s,则( )
A.X方向传感器接收到的是P波振动
B.该地震波的振动周期是0.1 s
C.该次地震中心与测试点距离10 km
D.两重球处于平衡位置时弹簧弹力均为0
答案:B
解析:P波的传播速度较快,根据题意经过0.5 s后X方向上位移传感器开始出现图像,所以X方向传感器接收到的是S波振动,故A错误;根据Y方向的振动图像可知5T=0.5 s,解得T=0.1 s,故B正确;根据题意可知6 km/s·t=4 km/s·,该次地震中心与测试点距离为x=6t=6 km,故C错误;Y方向的重球处于平衡位置时弹簧弹力等于重球的重力,故D错误。
学生用书第74页
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