2019高中物理 課下能力提升七 第十二章 第1節(jié) 波的形成和傳播(含解析)新人教版選修3-4.doc
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2019高中物理 課下能力提升七 第十二章 第1節(jié) 波的形成和傳播(含解析)新人教版選修3-4.doc
波的形成和傳播
[基礎(chǔ)練]
一、選擇題
1.[多選]機(jī)械波傳播的是( )
A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)
B.質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式
C.能量
D.信息
2.(2016柳州高二檢測(cè))有關(guān)縱波與橫波,下列說法中正確的是( )
A.對(duì)于縱波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一定相同
B.對(duì)于橫波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直
C.縱波的質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移,而橫波的質(zhì)點(diǎn)不能
D.橫波只能在固體中傳播,縱波只能在液體、氣體中傳播
3.一列橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下,則下列說法正確的是( )
A.波水平向右傳播
B.質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相同
C.質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置
D.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零
4.《楓橋夜泊》中有名句“姑蘇城外寒山寺,夜半鐘聲到客船”。其中,當(dāng)鐘聲傳到客船時(shí),對(duì)大鐘的撞擊早已停止了,但仍感覺余音未絕,分析其原因可能是( )
A.大鐘的回聲
B.大鐘在繼續(xù)振動(dòng),空氣中繼續(xù)形成聲波
C.人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故
D.大鐘雖停止振動(dòng),但空氣仍在振動(dòng)
5.一個(gè)小石子投向平靜的湖水中央,激起圓形波紋一圈圈向外傳播,如果此時(shí)樹上一片樹葉落在水面上,則樹葉將( )
A.沿波紋做圓周運(yùn)動(dòng)
B.在落下處上下振動(dòng)
C.漸漸漂向湖心
D.漸漸漂向湖畔
二、非選擇題
6.細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時(shí)刻開始上下振動(dòng),激發(fā)出一列橫波,在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn),圖甲為t=0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置,圖乙為t=時(shí)刻的波形圖(T為波的周期)。在圖丙中畫出t=時(shí)刻的波形圖。
[提能練]
一、選擇題
1.[多選](2016眉山高二檢測(cè))一列機(jī)械波由波源向周圍傳播出去,則( )
A.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播出去
B.波源的振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)地傳播出去
C.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)而沒有遷移
D.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)地傳播出去
2.如圖是一列沿著繩向右傳播的繩波波形,此時(shí)波剛傳到B點(diǎn),由圖可判斷波源A點(diǎn)開始的振動(dòng)方向是( )
A.向左 B.向右
C.向下 D.向上
3.(2016龍巖高二檢測(cè))如圖所示,O是波源,a、b、c、d是波傳播方向上四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,且Oa=ab=bc=cd,t1=0時(shí)各質(zhì)點(diǎn)均靜止在平衡位置,波源O開始沿y軸正方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),形成一列沿x軸正方向傳播的波形為余弦函數(shù)曲線的波。在t2=0.3 s,波源O第一次到達(dá)負(fù)向最大位移處,波恰好傳到c點(diǎn)。下列說法正確的是( )
A.波的周期為12 s
B.t2=0.3 s,a質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)
C.t2=0.3 s,b質(zhì)點(diǎn)的加速度達(dá)正向最大
D.當(dāng)d點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的起振方向沿y軸正方向
4.[多選]如圖所示為波源開始振動(dòng)后經(jīng)過一個(gè)周期的波形圖,設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T,下列說法中正確的是( )
A.若M點(diǎn)為波源,則M點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)方向向上
B.若M點(diǎn)為波源,則P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了T
C.若N點(diǎn)為波源,則P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)了T
D.若N點(diǎn)為波源,則該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P動(dòng)能最大
5.一列橫波正沿水平方向由西向東傳播,則下列說法中正確的是( )
A.波中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在由西向東運(yùn)動(dòng)
B.波中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)一定沿水平方向振動(dòng)
C.波中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)一定沿豎直方向振動(dòng)
D.以上說法都錯(cuò)誤
二、非選擇題
6.日本福島曾經(jīng)發(fā)生過里氏9.0級(jí)大地震,已知地震中的縱波和橫波在地表附近的傳播速度分別是9.1 km/s和3.7 km/s,在某地的觀測(cè)站中,記錄了縱波和橫波到達(dá)該地的時(shí)間差為5.4 s。
(1)求這個(gè)觀測(cè)站距震中的距離x;
(2)觀測(cè)站首先觀察到的是上下振動(dòng)還是左右搖晃?
答 案
[基礎(chǔ)練]
1.解析:選BCD 機(jī)械波是振動(dòng)在介質(zhì)中向外傳播,質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移,只是向外傳播信息和能量及運(yùn)動(dòng)形式,B、C、D正確。
2.解析:選B 對(duì)于縱波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向有時(shí)與波的傳播方向相同,有時(shí)與波的傳播方向相反;對(duì)于橫波,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直,A錯(cuò)誤,B正確;無論縱波還是橫波,質(zhì)點(diǎn)只能在平衡位置附近振動(dòng),不隨波遷移,C錯(cuò)誤;橫波只能在固體中傳播,縱波可在固體、液體、氣體中傳播,D錯(cuò)誤。
3.解析:選C 由于質(zhì)點(diǎn)F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),又知道質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向是向下的,則與它鄰近的離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)的位置應(yīng)在它的下方,對(duì)照?qǐng)D象可以判定出波源在質(zhì)點(diǎn)F的右方,故波是向左傳播的,A錯(cuò)誤;與質(zhì)點(diǎn)H鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)I的位置在質(zhì)點(diǎn)H的上方,則質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向是向上的,B錯(cuò)誤;用同樣的方法可以判斷出質(zhì)點(diǎn)C要向下運(yùn)動(dòng)直接回到平衡位置,而質(zhì)點(diǎn)B則要先向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移處后再返回平衡位置,這樣質(zhì)點(diǎn)C要比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置,C正確;質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)處在最大位移處,其加速度最大,D錯(cuò)誤。
4.解析:選B 停止對(duì)大鐘的撞擊后,大鐘做阻尼振動(dòng),仍在空氣中形成聲波;隨著能量的減弱,鐘聲逐漸消失,所以B正確。
5.解析:選B 一個(gè)小石子投向平靜的湖水中央,激起圓形的水波向外傳播,而水波是橫波,傳播過程中水面各質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng),既不向外移動(dòng),也不向圓心移動(dòng),更不會(huì)沿波紋做圓周運(yùn)動(dòng),B正確。
6.解析:機(jī)械波在傳播過程中,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng),時(shí)間上依次滯后。從波形圖上看出,在t=時(shí)刻第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)才開始振動(dòng),則在t=時(shí)刻第10個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng),此時(shí)第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了的時(shí)間回到了自己的平衡位置,第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)下方最大位移處,新的波形圖如答案圖所示。
答案:如圖所示。
[提能練]
1.解析:選BCD 機(jī)械波向外傳播,傳播出去的是振動(dòng)的形式、攜帶出去的是能量和信息,質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移,故選項(xiàng)B、C、D正確。
2.解析:選D 由于波剛剛傳到B點(diǎn),所以B點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向就是波源的起振方向,由圖根據(jù)波的傳播與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的關(guān)系可以知道,B質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正向上振動(dòng),所以波源A質(zhì)點(diǎn)剛開始的振動(dòng)方向向上,選項(xiàng)D正確。
3.解析:選D 由于波源的起振方向向上,且在t2=0.3 s,波源O第一次到達(dá)負(fù)向最大位移處,可知T=0.4 s;據(jù)此波形可知,該時(shí)刻a在平衡位置將向下運(yùn)動(dòng),b質(zhì)點(diǎn)在正向最大位移處,即加速度負(fù)向最大,故A、B、C錯(cuò)誤;各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同,故d的起振方向沿y軸的正方向,故D正確。
4.解析:選AC 若M點(diǎn)為波源,相當(dāng)于其他點(diǎn)追隨M點(diǎn)振動(dòng),又因?yàn)槭墙?jīng)過一個(gè)周期的波形,此時(shí)M點(diǎn)的振動(dòng)方向向上,即為開始振動(dòng)時(shí)的方向,或者根據(jù)波傳到了N點(diǎn),此時(shí)N點(diǎn)振動(dòng)方向向上,即波源開始振動(dòng)的方向向上,而傳到P點(diǎn)要經(jīng)過T,因而P點(diǎn)已振動(dòng)T;若N點(diǎn)為波源,N開始振動(dòng)方向向下,傳到P點(diǎn)經(jīng)T,故P點(diǎn)已振動(dòng)了T,而此時(shí)P點(diǎn)在最大位移處,速度為零,動(dòng)能最小,A、C正確。
5.解析:選D 橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和傳播方向垂直,各質(zhì)點(diǎn)只是在其平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),并不隨波遷移,而對(duì)于一個(gè)橫波來說,其振動(dòng)方向可以在與傳播方向垂直的平面內(nèi)的任何方向振動(dòng),A、B、C錯(cuò)誤。
6.解析:(1)根據(jù)縱、橫波傳到觀測(cè)站的時(shí)間差,
-=5.4 s,
解得x=33.67 km。
(2)先傳到的是縱波,所以是上下振動(dòng)。
答案:(1)33.67 km (2)先傳到的是縱波,所以是上下振動(dòng)