新教材2023_2024学年高中物理第3章机械波分层作业15机械波的形成和传播教科版选择性必修第一册

第三章　分层作业15　机械波的形成和传播

A级  必备知识基础练

1.将一颗小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈向外传播的波纹。如果此时水面上有一片树叶,下列对树叶运动情况的叙述正确的是(　　)

A.树叶慢慢向湖心运动

B.树叶慢慢向湖岸漂去

C.在原处上下振动

D.沿着波纹做圆周运动

2.(多选)一列横波某时刻的波形如图所示,则关于质点A的回复力,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

3.下列关于波的应用的说法正确的是(　　)

A.要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸,可向比纸船更远处投掷石子形成水波

B.两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用

C.光缆是利用机械波传递信息的

D.航天员在宇宙飞船里,击打船壁只能引起机械振动,不能形成声波

4.(多选)做简谐振动绳子的一段如图所示,绳中有沿绳向右传播的一列机械波。对于该时刻,下列说法正确的是(　　)

A.图中第3点的速度方向向下

B.除第1点外,加速度最大的点是第5点

C.只有第3、7点的振动频率不同,其他点的振动频率都相同

D.各个点振动的周期都与波源振动的周期一样

5.如图所示,以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。下列判断正确的是(　　)

A.这列机械波为纵波

B.质点P从平衡位置开始振动时,其运动方向向上

C.质点Q从平衡位置开始振动时,其运动方向向下

D.机械波传到Q时,质点P恰好振动了1个周期

B级  关键能力提升练

6.(多选)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。甲地发生6.0级地震,震源深度10 km。地震发生后距震源163 km的乙地震感强烈,则下列说法正确的是(　　)

A.震源的正上方,地震波的纵波会引起地面物体上下跳动,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.地震波的横波和纵波到达乙地的时间差约为13.6 s

D.建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近,建筑物受到的损坏就越小

7.(2023江苏苏州高二期中)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,下列图像能正确反映绳上B点振动的图像是(　　)

8.波源的振动图像如图甲所示,图乙为均匀介质中同一条直线上等间距的质点在t=1 s时的振动状态,其中质点4刚开始振动。请画出t=5 s时质点的振动状态。

甲

乙

答案：

1.C　解析 由于波在传播过程中,各质点不随波迁移,只在各自的平衡位置附近做振动,故选C。

2.BD　解析 无论这列横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的回复力方向始终向下,故A、C错误;B、D正确。

3.B　解析 机械波传播时,质点在各自平衡位置附近振动,质点本身并不随波迁移,所以水波并不能使河中的纸船靠近河岸,A错误;声波可以在液体中传播,B正确;光缆是利用光波传递信息的,故C错误;因固体能传播声波,故航天员在宇宙飞船里,击打船壁能引起机械振动,同时也能形成声波,D错误。

4.ABD　解析 由于绳波是横波且向右传播,绳子中左边的质点带动右边的质点振动,故2、3、4质点向下振动,6、7质点向上振动,如题图时刻3、7两质点在平衡位置,速度最大,1、5两质点在最大位移处,加速度最大,故A、B正确;各质点的振动周期(或频率)由波源决定,并且是相等的,故C错误,D正确。

5.B　解析 绳上各质点的位移方向与波的传播方向垂直,即质点的振动方向与波的传播方向垂直,所以这列机械波为横波,故A错误;质点Q的起振方向与波源的起振方向一样,波向右传播,质点Q从平衡位置开始振动时,起振方向是向上的,所以质点P从平衡位置开始振动时,其运动方向向上,故B正确,C错误;由图可知,机械波传到Q时,质点P恰好振动了1.5个周期,故D错误。

6.AC　解析 振动方向与传播方向在同一条直线上的波叫作纵波,振动方向与传播方向相互垂直的波叫作横波,所以震源的正上方,地震波的纵波会引起地面物体上下跳动,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;横波与纵波到达乙地的时间差为t=s-s=13.6s,C正确;建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近,建筑物受到的损坏就越大,D错误。

7.C　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,以后手的振动没有停止,则B的振动图像如图C所示。故选C。

8.答案 见解析

解析 由题图甲可知,波的周期T=4s,根据波传播的规律t=5s时,振源出现波峰,质点16起振,如图所示。