选修31 波的形成和传播达标测试

1．(2011年豫南高二检测)关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　　)

A．有机械波必有机械振动

B．有机械振动必有机械波

C．离波源远的质点振动的慢

D．波源停振时，介质中的波立即停止

解析：选A.机械波的形成除了有机械振动，还需要有介质，故A对B错．离波源远的质点起振比离波源近的质点晚些，但振动快慢是相同的，故C错．波源停振后，介质中已有的波要继续向前传播，故D错．应选A.

2．下列关于波的现象我们能够观察到的是(　　)

A．只要有机械波发出，一定可以找到波源

B．把小石头扔进平静的湖面，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动

C．某空间找不到机械波，在这一空间一定没有波源

D．波源振动停止了，在介质中传播的波也立即停止

解析：选A.机械波形成的两个必要条件：(1)波源，(2)介质．即有机械波必有波源和介质，反过来有波源不一定有机械波．波源振动，介质中有机械波，波源停止振动后，已形成的波会在介质中继续传播，C、D错．波的传播是振动形式、能量、信息的传递，而不是介质质点随波迁移，所以B错，故正确答案为A.

3．下列说法正确的是(　　)

A．声波在空气中传播是纵波，在水中传播是横波

B．波不但能传递能量还能传递信息

C．发生地震时，由振源传出的既有横波又有纵波

D．只有横波的传播需要介质

解析：选BC.声波在空气中、液体中都是纵波，不论哪种波都能传递能量和信息，任何机械波在传播过程中都需要介质，地震波中既有横波又有纵波．因此B、C正确，A、D错误．

4．区分横波和纵波的依据是(　　)

A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动

B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播

C．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上

D．波传播距离的远近

解析：选C.横波与纵波在教材中惟一一个分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系，若互相垂直，为横波，若在一条直线上，为纵波，因此只有选项C正确．

5.

图10－1－6

一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图10－1－6所示的凹凸形状，对此时绳上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.波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹力跟着做受迫振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质点的振幅相同，A正确；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，并跟随着前面的质点振动．由图可知，波源在左端，因此，D点跟随近波源的质点C正向上运动，F点跟随近波源的质点E正向下运动，两者速度方向相反，B错；同理，此时A点正向下运动，C点正向上运动，两者速度方向也相反，C错；由于此时B、C两质点都向上运动，C比B迟到最大位置处，C回到平衡位置也比B较迟．

图10－1－7

6．图10－1－7是以质点P为波源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为(　　)

A．向上　　　　　　　　　　B．向下

C．向左  D．向右

解析：选A.由于是波源带动了后面的质点依次振动，且后面的质点总是重复前面质点的振动状态，所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同．此时波刚传播至Q点，Q点此时的振动状态即与波源P开始振动的状态相同．由波的传播特点可知Q点此时是向上运动的，所以波源P点刚开始振动时的方向也应为向上．正确选项为A.

7．(2011年福建福州摸底)把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则(　　)

A．在弹簧上形成一列机械波

B．在弹簧上形成波峰和波谷

C．弹簧上的质点自上而下振动

D．弹簧上的机械波自上而下传播

解析：选AD.弹簧上的质点均在自己的平衡位置附近振动，形成一列自上而下传播的机械波，选项A、D正确；弹簧波是纵波，有疏部和密部，无波峰和波谷，选项B错；弹簧上的质点均在平衡位置附近往复振动，有时向上振动，有时向下振动，选项C错．

8.

图10－1－8

如图10－1－8所示为一列简谐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，它们的速度大小分别为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.波形图中的四个质点都做简谐运动，由简谐运动的特点可以得知va＝vd＝0，vb<vc，故D正确；而ac＝0，aa＝ad>ab>0，故ac<ab<aa＝ad，A正确．

9．某时刻做简谐运动的弹性绳abcde形状如图10－1－9所示，自此刻起，当质点a通过30 cm的路程时，质点e通过的路程是(　　)

图10－1－9

A．5 cm　　　　　　　　　 B．10 cm

C．15 cm   D．20 cm

解析：选C.由图可知该波的振幅为5 cm，当a质点通过30 cm路程时，所用时间为1T.由图示波的形状开始，当波传到e点时需要用时T，故e点只能振动T，即通过的路程是三个振幅即15 cm.

10．在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，振动由质点1向右传播．已知质点1开始振动时的速度方向竖直向上，经时间t,1～13质点第一次形成如图10－1－10所示的波形，则该波的周期为______________．

图10－1－10

解析：由波的传播方向可知，质点13此时运动方向竖直向下，而波源(质点1)的起振方向为竖直向上，故质点13振动的最短时间为t1＝，而振动传到质点13需时间t2＝1.5T＝T，故t＝t1＋t2＝＋T，所以T＝.

答案：

11．图10－1－11(a)中有一条均匀的绳，0、1、2、3、4…是绳上一系列等间距的点．现在有一列简谐横波沿此绳传播．某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图(b)所示(其他点的运动情况未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值．试在图(c)中画出再经过周期时的波形图．

图10－1－11

解析：由图(b)可判断出均匀绳上的波是向右传播的，由图(b)这段波形可画出在图(b)所示时刻从0到点15的波形图．由于介质中各质点都在各自平衡位置附近做往复运动，所以再经过周期，质点9在平衡位置，质点12在正的最大位移处，由此可得出点9到点12间的波形．由这段波形也就知道了这一时刻整条绳上的波形，如下图所示．

答案：见解析

12．声音是空气中每秒20至2万次的振动．地球上有声音，是因为振动着的物体把振动传给空气，空气再把振动传播开来，形成声音．所以，存在声音的必要条件有两个：一个是要有声源，一个是要有传播声音的介质，二者缺一不可.1969年7月21日，人类首次登上月球．在月球上，两名宇航员虽然近在咫尺，也只能靠无线电来通话．这是为什么呢？原来，月亮上可以产生振动，但月亮上没有空气，即没有传播声音的介质，所以振源的振动传不出去，当然就听不到声音．请你利用实验室中的器材设计一个实验方案，证明月亮上为什么没有声音．(提示：从波的形成条件上考虑)

解析：如图所示：将一只闹钟放在有抽气设备的玻璃罩里，当罩内的空气没有被抽出时，我们能听见闹钟的滴答声，当空气逐渐被抽出时，滴答声逐渐减弱；当空气十分稀薄时，滴答声就听不见了．由于没有空气把声音传出来，即使闹钟滴答声一直在响，我们也听不见．对于传播声音来说，月亮上的条件与抽出空气的玻璃罩内的情况相似．所以月亮上就是有振动，也没有声音．

答案：见解析