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

3.1 波的形成 课后练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册 基础巩固 一、选择题（第1~4题为单选题，第5~7题为多选题） 1.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） A.有机械振动，一定有机械波 B.有机械波，一定有机械振动 C.波源停止振动，介质中的波立即停止 D.振动是变速的，波动是匀速的 2.关于机械波，下列说法正确的是（　　） A.波的传播过程就是介质中质点的迁移过程 B.波的传播过程就是振动能量的传递过程 C.波的传播方向就是质点振动的方向 D.波的传播速度就是质点振动的速度 3.已知地震发生时主要发出纵波和横波，纵波振动方向与波传播方向一致，而横波振动方向与波传播方向垂直，纵波传播速度约为8 km/s，横波传播速度约为4 km/s，一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A.一般来说，纵波造成的危害比横波大 B.在震源中心地区的人们先感受到上下晃动，过一小会儿再感受到水平晃动 C.根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200 km D.该新闻说明人类已经掌握了预测地震的技术了 4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b、c为介质中的三个质点，则此刻（　　） A.a的速度最大 B.b的加速度最大 C.b的速度最大 D.c的速率大于b的速率 5.在机械波传播的某一方向上，关于振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是（　　） A.横波中两者方向有时相同 B.横波中两者方向一定不同 C.纵波中两者方向有时相同 D.纵波中两者方向一定相同 6.一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，下列说法正确的是（　　） A.如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力 B.如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力 C.如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力 D.如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力 7.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动。由此可见（　　） A.该波沿x轴正方向传播 B.c正向上运动 C.该时刻以后，b比c先到达平衡位置 D.该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处 二、非选择题 8.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，图中甲为t=0时刻各点所处的位置，乙为t=时刻的波形图（T为波的周期）。在丙中画出t=时刻的波形图。 能力提升 一、选择题（第1~3题为单选题，第4~6题为多选题） 1.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（　　） A.有机械振动必有机械波 B.振幅是描述机械振动强弱的物理量 C.周期长的机械波质点振动得快 D.离波源远的质点振动得慢 2.对于横波和纵波，下列说法正确的是（　　） 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横波 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 3.如图所示，1、2、3、4……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1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t=0时，质点1开始向下振动，经过二分之一周期，质点9开始振动。则在二分之一周期时，下列说法正确的是（　　） A.质点3向上振动 B.质点5所受回复力为零 C.质点6的加速度向下 D.质点9的振幅为零 4.波源开始振动后经过一个周期的波形如图所示，设介质中质点振动周期为T，下列说法正确的是（　　） A.若M点为波源，则M点开始振动时方向向上 B.若M点为波源，则P点已经振动了T C.若N点为波源，则P点已经振动了T D.若N点为波源，则该时刻质点P动能最大 5.一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波形如图所示，则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是 （　　） A.a和c B.a和d C.b和c D.b和d 6.健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端同定在P点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的。某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是右手绳子上的两个点，下列说法正确的是（　　） A.健身者右手刚抖动时的方向向上 B.无论右手如何抖动绳子，a、b两点的振动步调都不可能相反 C.如果增大抖动的频率，绳上波形传播到P点的时间变短 D.无论如何改变抖动的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变 二、非选择题 7.图甲为波源1的振动图像，图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t=1 s时的振动状态，其中质点4刚开始振动。请在图丙中画出t=5 s时质点的振动状态。 甲 乙 丙 3.1 波的形成 课后练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册 基础巩固 一、选择题（第1~4题为单选题，第5~7题为多选题） 1.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） A.有机械振动，一定有机械波 B.有机械波，一定有机械振动 C.波源停止振动，介质中的波立即停止 D.振动是变速的，波动是匀速的 答案B 解析形成波的条件是既要有振源，又要有介质，所以有机械波必有机械振动，而有振动，在无介质的情况下，不能产生机械波，故选项A错误，B正确；在介质中，正在传播的波独立于波源，即已经形成的波跟形成该波后波源的振动无关，在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会停止，故选项C错误；波只有在同种均匀介质中才会匀速传播，而D选项并没有表明具备这一必要条件，故选项D错误。 2.关于机械波，下列说法正确的是（　　） A.波的传播过程就是介质中质点的迁移过程 B.波的传播过程就是振动能量的传递过程 C.波的传播方向就是质点振动的方向 D.波的传播速度就是质点振动的速度 答案B 解析波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项A错误；波的传播过程就是振动能量的传递过程，选项B正确；波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念，选项C错误；波的传播速度和质点振动的速度也是两个不同的概念，选项D错误。 3.已知地震发生时主要发出纵波和横波，纵波振动方向与波传播方向一致，而横波振动方向与波传播方向垂直，纵波传播速度约为8 km/s，横波传播速度约为4 km/s，一般来说纵波的振幅比横波小。根据以上信息，下列说法正确的是（　　） A.一般来说，纵波造成的危害比横波大 B.在震源中心地区的人们先感受到上下晃动，过一小会儿再感受到水平晃动 C.根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200 km D.该新闻说明人类已经掌握了预测地震的技术了 答案B 解析地震波分为纵波和横波，纵波传播快，破坏性弱；横波传播慢，破坏性强，故选项A错误；地震波从深处传到地表，纵波传播速度快，在震源中心地区的人们先感受到上下晃动，故选项B正确；根据s=vt=4 km/s×61 s=244 km，故选项C错误；监测到地震时地震已经发生，说明不可预测，故选项D错误。 4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b、c为介质中的三个质点，则此刻（　　） A.a的速度最大 B.b的加速度最大 C.b的速度最大 D.c的速率大于b的速率 答案C 解析质点a在最高点，此时a的速度为零，选项A错误；质点b在平衡位置，此时b的加速度为零，选项B错误；此时b的速度最大，c的速率小于b的速率，选项C正确，D错误。 5.在机械波传播的某一方向上，关于振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是（　　） A.横波中两者方向有时相同 B.横波中两者方向一定不同 C.纵波中两者方向有时相同 D.纵波中两者方向一定相同 答案BC 解析在机械波传播的某一方向上，横波的传播方向和振动方向垂直，故两者方向一定不同，选项B正确；而纵波的传播方向和振动方向在同一直线上，故有时两者相同，有时相反，选项C正确。 6.一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，下列说法正确的是（　　） A.如果波向右传播，则质点A受到向上的作用力 B.如果波向右传播，则质点A受到向下的作用力 C.如果波向左传播，则质点A受到向上的作用力 D.如果波向左传播，则质点A受到向下的作用力 答案BD 解析无论波向左传播还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，质点A的受力方向始终向下，故选项B、D正确。 7.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动。由此可见（　　） A.该波沿x轴正方向传播 B.c正向上运动 C.该时刻以后，b比c先到达平衡位置 D.该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处 答案AC 解析由波传播的规律知质点的振动是由先振动的质点带动后振动的质点，由题图知a质点偏离平衡位置的位移，说明a质点左侧质点先于a质点振动，波是沿x轴正方向传播的，选项A正确。质点c和质点a之间有一波谷，质点c振动方向与质点a振动方向相反，质点c向下运动，故选项B错误。b质点正向着平衡位置运动，故b比c先到达平衡位置，选项C正确。c比b先到达偏离平衡位置的最远处，选项D错误。 二、非选择题 8.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，图中甲为t=0时刻各点所处的位置，乙为t=时刻的波形图（T为波的周期）。在丙中画出t=时刻的波形图。 答案如图所示 解析机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出，在t=时刻第4个质点才开始振动，则在t=时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了的时间回到了自己的平衡位置，第1个质点到达下方最大位移处，新的波形如答案图所示。 能力提升 一、选择题（第1~3题为单选题，第4~6题为多选题） 1.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（　　） A.有机械振动必有机械波 B.振幅是描述机械振动强弱的物理量 C.周期长的机械波质点振动得快 D.离波源远的质点振动得慢 答案B 解析机械波是机械振动在介质中的传播过程，有机械波必有机械振动，而有机械振动，若没有介质，则不会形成机械波，选项A错误。振幅是质点离开平衡位置的最大距离，是描述机械振动强弱的物理量，选项B正确。波的频率等于该波中质点振动的频率，因此周期长的机械波质点振动得慢，选项C错误。质点振动的快慢与离波源的远近无关，选项D错误。 2.对于横波和纵波，下列说法正确的是（　　） 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横波 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上的波，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横波，选项A、B错误。横波中波峰和波谷处振动情况总是相反，横波中波峰和波谷处的质点位移都是最大的，选项C正确，D错误。 3.如图所示，1、2、3、4……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1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t=0时，质点1开始向下振动，经过二分之一周期，质点9开始振动。则在二分之一周期时，下列说法正确的是（　　） A.质点3向上振动 B.质点5所受回复力为零 C.质点6的加速度向下 D.质点9的振幅为零 答案A 解析经过二分之一周期，质点9开始振动，此时质点9开始向下振动，其位移为零，但振幅不为零，选项D错误。质点5到达最低点，质点3向上振动，选项A正确。质点5在波谷，此时质点5的回复力最大，选项B错误。质点6在平衡位置以下向下振动，加速度向上，选项C错误。 4.波源开始振动后经过一个周期的波形如图所示，设介质中质点振动周期为T，下列说法正确的是（　　） A.若M点为波源，则M点开始振动时方向向上 B.若M点为波源，则P点已经振动了T C.若N点为波源，则P点已经振动了T D.若N点为波源，则该时刻质点P动能最大 答案AC 解析若M点为波源，相当于其他点追随M点振动，又因为是经过一个周期的波形，此时M点的振动方向向上，即为开始振动时的方向，或者根据波传到了N点，此时N点振动方向向上，即波源开始振动的方向向上，而传到P点要经过T，因而P点已振动T；若N点为波源，N开始振动方向向下，传到P点经T，故P点已振动了T，而此时P点在最大位移处，速度为零，动能最小，选项A、C正确。 5.一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波形如图所示，则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是 （　　） A.a和c B.a和d C.b和c D.b和d 答案BC 解析若波向右传播，则a、d向上振动，b、c向下振动；若波向左传播，则a、d向下振动，b、c向上振动，故选项B、C正确。 6.健身市场上有一种时尚的运动器材“战绳”，健身者把两根绳子一端同定在P点上，用双手各自将绳子的另一端分别握住，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来，从而达到健身的目的。某时刻，绳子形成的波形如图所示（还未传到P点），其中a、b是右手绳子上的两个点，下列说法正确的是（　　） A.健身者右手刚抖动时的方向向上 B.无论右手如何抖动绳子，a、b两点的振动步调都不可能相反 C.如果增大抖动的频率，绳上波形传播到P点的时间变短 D.无论如何改变抖动的幅度，绳子上的波形传播到P点的时间不变 答案AD 解析由题图可知，右手绳上质点起振方向向上，所以波源，即右手刚抖动时的方向向上，故选项A正确；若改变抖动的频率使a、b两点间相差半个周期，a、b两点的振动步调相反，故选项B错误；波的传播速度由介质决定，介质不变，波速不变，绳子上的波形传播到P点的时间不变，故选项C错误，D正确。 二、非选择题 7.图甲为波源1的振动图像，图乙为均匀介质中一些均匀分布等间距的质点在t=1 s时的振动状态，其中质点4刚开始振动。请在图丙中画出t=5 s时质点的振动状态。 甲 乙 丙 答案如图所示 解析根据波传播的规律，t=5 s时，振源出现在波峰，质点16起振。 学科网（北京）股份有限公司 $