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人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成课时作业
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成课时作业，共13页。试卷主要包含了单选题，综合题等内容，欢迎下载使用。
3.1波的形成基础达标（含解析）
一、单选题
1.电磁波和机械波相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波、机械波传播均需要介质
B. 机械波、电磁波都会传递能量和信息
C. 机械波会产生折射反射，电磁波不会产生折射反射
D. 电磁波在任何介质中传播速度均相同，机械波波速大小决定于介质
2.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是（ ）
A. 0.60m B. 0.30m C. 0.20m D. 0.15m
3.如图，是以质点P为波源的机械波沿着一条一端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
4.如图所示，同一介质中的P、Q两列持续振动的简谐横波分别沿x轴正向和负向传播，质点a、b、c、d分别位于6m、7m、8m、7.5m处，若波的传播速度为10m/s，图示为t=0时刻的波形图,则再经过t=0.5s时（ ）
A. 质点振动的频率为0.4Hz B. 质点a、c处于平衡位置
C. 质点b的位移大小为30cm D. 质点d的振动方向沿+y轴
5.一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项不发生变化的是（ ）
A. 波长 B. 波速大小 C. 频率 D. 传播方向
6.机械波在某种介质中传播时，下列说法正确的是（ ）
A. 振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
B. 在一个周期内，某个振动质元走过的路程等于一个波长
C. 振幅越大，则波传播的速度越快
D. 振幅越大，则波传播的速度越慢
7.下列关于横波、纵波的说法正确的是（ ）
A. 凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷
B. 质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波
C. 沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波
D. 沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波
8.一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为2.0m B. 该波的周期为1s C. 该波向x轴正方向传播 D. 该波的波速为2.0m/s
9.如图，S为上下连续振动的波源，振动频率为10Hz，所产生的横波沿x轴向左右方向传播，波速为20m/s， 质点A、B与S的距离分别为SA=11.2m，SB=16.8m。若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，此时A、B均已振动，则（ ）
A. A位于x轴下方，运动方向向下 B. A位于x轴上方，运动方向向下
C. B位于x轴上方，运动方向向上 D. B位于x轴下方，运动方向向上
10.如果你用心看书，就会发现机械波和电磁波有许多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的是（ ）
A. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
B. 机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波一定是横波
C. 机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象
D. 当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率都不变，波长和波速都变小
11.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s，平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP=3.5m，xQ=﹣3m，当S位移为负且向﹣y方向运动时，P、Q两质点的（ ）
A. 位移方向相同，速度方向相反 B. 位移方向相同，速度方向相同
C. 位移方向相反，速度方向相反 D. 位移方向相反，速度方向相同
12.取一条较长的软绳，用手握住一端（O点）连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波．已知O点完成一次全振动所用的时间为T．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两点均处于平衡位置．下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点间的距离等于一个波长 B. a、b两点振动方向相同
C. 再经 T4 ，b质点将运动到波峰位置 D. 再经 T2 ，a质点将运动到b质点位置
13.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）．在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（ ）
A. P先开始振动，震源距地震仪约36km B. P先开始振动，震源距地震仪约25km
C. H先开始振动，震源距地震仪约36km D. H先开始振动，震源距地震仪约25km
14.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是（ ）
A. 因为“随波逐流”木块将被推至远处
B. 因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况
C. 无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动
D. 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
15.在学到《机械振动与机械波》时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点．
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过桥时要减速，也是同样的道理
小赵说：树叶在水面上下振动说明，介质并不随机械波向外传递
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看，你认为谁说错？（ ）
A. 小张说的对 B. 小王说的对 C. 小赵说的对 D. 小李说的对
16.如右图所示，波源s1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时，波源s2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，已知f1＜f2 ， 若P为两波源连线的中点，则下列判断正确的是 （ ）
A. a波先到达P点
B. 两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2
C. a波的波峰到达s2时，b波的波峰尚未到达s1
D. 两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧
二、综合题
17.一列简谐横波在t1= 13 s时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像。求：
（1）该波的波速；
（2）质点P、Q平衡位置的距离和质点Q在 16 s~2s内通过的路程。
18.将一倾角为q、上表面光滑的斜面体固定在水平地面上，一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在斜面上，下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平行，如图所示。用外力控制小滑块使弹簧处于原长，某时刻撤去外力，小滑块从静止开始自由运动。已知：斜面足够长，重力加速度为g。
（1）求：小滑块运动到平衡位置时的加速度大小；
（2）若小滑块在斜面上振动的周期为T ， 沿斜面向下运动经过平衡位置时开始计时，请写出小滑块振动过程中位移x随时间t变化的函数关系式；
（3）爱钻研的小明同学思考能否将重力势能和弹性势能这两个势能等效地看成一个势能。试帮助小明论述是否可以引进“等效势能”。若可以，以小滑块运动的平衡位置为坐标原点O ， 平行斜面向上建立一维坐标系Ox ， 求出“等效势能”的表达式（规定坐标原点为“等效势能”的零点）；若不可以，请说明理由。
19.已知某地震中纵波与横波的传播速度分别为9.1 km/s和3.7 km/s．某地震观测中心 记录到两种波到达的时间差为7.8 s，若机械波在地面内是匀速传播的，且传播的速度v、传播的距离s和传播距离s所用的时间t满足v＝st ． 请你通过分析计算来完成下面问题．
（1）求地震中心到此地震观测中心的距离．
（2）请你分析在观测中心的工作人员当时所感觉到的地面振动方向．(设震源在地震观测中心正下方，工作人员对地面振动方向的感觉用“上下振动”、“左右晃动”来说明)
答案解析
1.【答案】 B
【解析】A．电磁波是电磁场在空间中的传播，传播不需要介质，机械波的传播需要介质，A不符合题意；
B．电磁波和机械波都能传递能量和信息，B符合题意；
C．机械波和电磁波都具有波的特性，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，C不符合题意；
D．电磁波在不同的物质中传播速度不相同，机械波波速大小决定于介质，D不符合题意。
故答案为：B。
2.【答案】 B
【解析】根据题意，当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，说明PQ之间是半个波长或加上n个整波长，即 (n+12)λ=0.15m ，n=0，1，2，3……..当n=0时， λ=0.30m ,
故答案为：B。
3.【答案】 A
【解析】解：根据题意，波从右向左传播，图示时刻，波最左端的质点振动方向向上，则振源A质点刚开始振动时的方向为向上．
故答案为：A．
4.【答案】 B
【解析】A、由题意可知 v=10m/s ， λ=4m ，则质点振动的周期 T=λv=4m10m/s=0.4s ,频率为 f=1T=2.5Hz ，A不符合题意；
B、质点a、c为振动减弱点，当t=0.5时，两波振动方向相反，所以质点a、c处于平衡位置，B符合题意；
C、质点b是振动加强点，t=0.5时，两列波在质点b的位移为0，故质点b的位移为零，C不符合题意；
D、t=0.5时，简谐橫波P在d处向下振动，简谐横波Q在d处也向下振动，所以质点d的振动方向沿-y轴，D不符合题意；
故答案为：B。
5.【答案】 C
【解析】机械波从甲介质进入乙介质继续传播，不变的是频率。
故答案为：C。
6.【答案】 A
【解析】A.频率是周期的倒数，所以振动的频率越高，振动周期越短，波传播一个波长的距离所用时间越短，A符合题意；
B.振动质元只在平衡位置上下振动，不会沿波方向前进，所以路程不等于一个波长，B不符合题意；
CD.波传播的速度是由介质决定的，与振幅大小无关，C不符合题意，D不符合题意。
故答案为：A
7.【答案】 A
【解析】A.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部；凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷，A项符合题意
B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波；B项不合题意.
CD.横波和纵波都能沿横向或纵向传播，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波，C项不合题意，D项不合题意.
故答案为：A
8.【答案】 D
【解析】ABD．根据甲、乙图可知，波长4m，周期2s，波速 v=λT=2m/s
AB不符合题意，D符合题意；
C．根据图乙t=0s时，质点向下振动，所以甲图x=1m坐标向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，C不符合题意。
故答案为：D。
9.【答案】 B
【解析】由题激起的横波沿x轴向左右传播，波源 s 正通过平衡位置向上振动时，
由 v=λf 得，波长 λ=vf=2010m=2m
由题 sA=11.2m=5.6λ ，相当于 0.6λ ，波源 s 正通过平衡位置向上振动， a 位于 x 轴上方，运动方向向下；
sB=16.8m=8.4λ ，相当于 0.6λ ，波源 s 正通过平衡位置向上振动， b 位于 x 轴上方，运动方向向下，B符合题意。
故答案为：B
10.【答案】 D
【解析】机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播．A不符合题意．机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．B不符合题意．干涉和衍射现象是所有的波都具有的特性．C不符合题意；当机械波和电磁波从空气中进入水中时，机械波速度变大，电磁波速度变小，频率不变，根据v=λf，电磁波的波长变小，机械波的波长变大，D错误，符合题意．
故答案为：D．
11.【答案】 D
【解析】解：据题境和波速V=λf 得：λ=2m，T=0.02s，Q关于y轴的对称点Q1 ， 据题境可知两点的振动情况相同，则Q1P两点的距离之差为 λ4 ；质点P据波源的距离为 3λ4 时，波源S位移为负且向﹣y方向运动时，所以质点P的位移为负且向上运动；由因为Q1P两点的距离之差为 λ4 ，所以Q1的位移为正且向上运动，即PQ两点的位移方向相反，振动方向沿y轴的正方向，故ABC错误，D正确．
故选：D．
12.【答案】 C
【解析】解：A、由图可知，ab间的距离一定小于一个波长，故A错误．
B、根据波的传播规律利用带动法可知，a点在向下运动，而b点向上运动，故B错误；
C、b在平衡位置向上运动，所以再经 T4 ，b质点将运动到波峰位置，故C正确；
D、质点只在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故D错误．
故选：C
13.【答案】 A
【解析】解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据 xv1-xv2=5s ，x=36km．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
14.【答案】 C
【解析】解：波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移动，故ABD错误，C正确；
故选：C
15.【答案】 D
【解析】解：固体可以传递机械波，且传递机械波最快，故小张说的正确；
不能齐步走，就是因为怕产生共振，出现振幅变大，导致桥损坏，同样火车过铁桥时要限速，故小王说的正确；
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
树叶在水面上下振动说明，质点的振动不随着机械波外传递，故小赵说的对；
对于小李的说法可以这样想：一年四季那个季度都有风，如果是因为风，那春夏季也会响．另外，其实冬天天气冷，物体会比较“硬”更容易振动发声．而夏天，物体比较“软”，不容易振动发声．试想你拿一个石头敲在地板上，和敲在海棉上．故小李说的错误；
说法错误的只有小李；
本题选错误的；故选：D．
16.【答案】 D
【解析】【分析】两列波的周期T1>T2 ， 且均为半波形，P为两个波源连线的中点，介质相同，波速相同，所以两列波同时到达P点；A错；两个波的波源起振方向相同，但两列波的波峰不能同时到达P点，所以P点振幅不能达到A1＋A2；B错；由于a波波长较大，b波波长较小，波速相同，所以b波先到达s1位置，C错；两列波相遇时，绳上位移可达3A的点只有一个，此点在P点的左侧，故选D。
17.【答案】 （1）解：由图可知波长 λ=36cm ，周期 T=2s ，则波速为 v=λT
代入数据得 v=18cm/s
（2）解：设质点P、Q平衡位置的距离为 Δx ，则 Δxλ=13sT
代入数据解得 Δx=6cm
由图乙可知，质点Q的振幅 A=10cm ，在 t=16s 时刻，质点Q的位移为 A2 ，0-2s内质点Q通过的路程为 4A ，则 16s-2s 内，质点Q通过的路程 l=3.5A=35cm
【解析】【分析】（1）根据波长、波速和周期之间的关系列方程求解。
（2）根据波动图像和振动图像的关系，列方程求解。
18.【答案】 （1）解：小滑块的回复力由重力分力与弹簧弹力的合力提供。在平衡位置时，回复力为零，有 F合=kx0-mgsinθ=0
得小物块加速度： a=0
（2）解：假设在运动过程中任意时刻小滑块相对平衡位置的位移为x，如下图所示。 则小滑块受到的回复力为 F=k(x0+x)-mgsinθ 联立以上方程得 F=kx
并且回复力方向与位移x方向相反，故物体做简谐运动
所以位移x随时间t变化的函数关系式为 x=Asin2πTt
（3）解：可以引入，因为重力和弹簧弹力合力做功和路径无关。由（2）可见：力F与位置坐标的函数关系为： F=-kx ，作出 F-x 图象如下图所示：
由图象的物理意义可知：小滑块从O点运动到任意点x的过程中，力F做负功，且做功的数值等于图中带阴影三角形的面积，即： W=-12kx2
设“等效势能”为Ep ， 由功能关系得: ΔEp=Epx-Epo=-W 由于规定坐标原点为“等效势能”的零点，即 Epo=0 由以上方程得： Epx=12kx2
【解析】（1）由于滑块处于平衡位置所以其加速度大小为0；
（2）利用回复力的方程结合简谐运动的表达式可以求出位移与时间的关系式；
（3）由于等效势能与运动路径无关只与位置有关，可以画出弹簧和重力合力随位置坐标的图像，利用图像的面积可以求出合力做功的方程，利用做功可以求出等效势能的表达式。
19.【答案】 （1）设地震中心到观测中心的距离为x km，则有： ，解得 。
（2）由于纵波传播得快，故地震发生时纵波最先到达观测中心，因此在那里的人们 先是感到地面上下振动，当横波到达后，又增加了左右晃动的感觉．
【解析】可以假设震中到震源处的距离为s ， 然后根据横波和纵波传播相同距离的时间差列出一个方程，求出观测站到地震处的距离。
3.1波的形成基础达标（含解析）
一、单选题
1.电磁波和机械波相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波、机械波传播均需要介质
B. 机械波、电磁波都会传递能量和信息
C. 机械波会产生折射反射，电磁波不会产生折射反射
D. 电磁波在任何介质中传播速度均相同，机械波波速大小决定于介质
2.如图所示,一列简谐横波向右传播,P、Q两质点平衡位置相距0.15m。当P运动到上方最大位移处时,Q刚好运动到下方最大位移处,则这列波的波长可能是（ ）
A. 0.60m B. 0.30m C. 0.20m D. 0.15m
3.如图，是以质点P为波源的机械波沿着一条一端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
4.如图所示，同一介质中的P、Q两列持续振动的简谐横波分别沿x轴正向和负向传播，质点a、b、c、d分别位于6m、7m、8m、7.5m处，若波的传播速度为10m/s，图示为t=0时刻的波形图,则再经过t=0.5s时（ ）
A. 质点振动的频率为0.4Hz B. 质点a、c处于平衡位置
C. 质点b的位移大小为30cm D. 质点d的振动方向沿+y轴
5.一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项不发生变化的是（ ）
A. 波长 B. 波速大小 C. 频率 D. 传播方向
6.机械波在某种介质中传播时，下列说法正确的是（ ）
A. 振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
B. 在一个周期内，某个振动质元走过的路程等于一个波长
C. 振幅越大，则波传播的速度越快
D. 振幅越大，则波传播的速度越慢
7.下列关于横波、纵波的说法正确的是（ ）
A. 凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷
B. 质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波
C. 沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波
D. 沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波
8.一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为2.0m B. 该波的周期为1s C. 该波向x轴正方向传播 D. 该波的波速为2.0m/s
9.如图，S为上下连续振动的波源，振动频率为10Hz，所产生的横波沿x轴向左右方向传播，波速为20m/s， 质点A、B与S的距离分别为SA=11.2m，SB=16.8m。若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，此时A、B均已振动，则（ ）
A. A位于x轴下方，运动方向向下 B. A位于x轴上方，运动方向向下
C. B位于x轴上方，运动方向向上 D. B位于x轴下方，运动方向向上
10.如果你用心看书，就会发现机械波和电磁波有许多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的是（ ）
A. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
B. 机械波可能是纵波，也可能是横波，而电磁波一定是横波
C. 机械波和电磁波都能产生反射、折射、干涉和衍射等现象
D. 当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率都不变，波长和波速都变小
11.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s，平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为xP=3.5m，xQ=﹣3m，当S位移为负且向﹣y方向运动时，P、Q两质点的（ ）
A. 位移方向相同，速度方向相反 B. 位移方向相同，速度方向相同
C. 位移方向相反，速度方向相反 D. 位移方向相反，速度方向相同
12.取一条较长的软绳，用手握住一端（O点）连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波．已知O点完成一次全振动所用的时间为T．某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两点均处于平衡位置．下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点间的距离等于一个波长 B. a、b两点振动方向相同
C. 再经 T4 ，b质点将运动到波峰位置 D. 再经 T2 ，a质点将运动到b质点位置
13.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）．在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（ ）
A. P先开始振动，震源距地震仪约36km B. P先开始振动，震源距地震仪约25km
C. H先开始振动，震源距地震仪约36km D. H先开始振动，震源距地震仪约25km
14.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是（ ）
A. 因为“随波逐流”木块将被推至远处
B. 因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况
C. 无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动
D. 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关
15.在学到《机械振动与机械波》时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点．
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过桥时要减速，也是同样的道理
小赵说：树叶在水面上下振动说明，介质并不随机械波向外传递
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
让你从物理学的角度来看，你认为谁说错？（ ）
A. 小张说的对 B. 小王说的对 C. 小赵说的对 D. 小李说的对
16.如右图所示，波源s1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时，波源s2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，已知f1＜f2 ， 若P为两波源连线的中点，则下列判断正确的是 （ ）
A. a波先到达P点
B. 两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达A1＋A2
C. a波的波峰到达s2时，b波的波峰尚未到达s1
D. 两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧
二、综合题
17.一列简谐横波在t1= 13 s时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像。求：
（1）该波的波速；
（2）质点P、Q平衡位置的距离和质点Q在 16 s~2s内通过的路程。
18.将一倾角为q、上表面光滑的斜面体固定在水平地面上，一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在斜面上，下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平行，如图所示。用外力控制小滑块使弹簧处于原长，某时刻撤去外力，小滑块从静止开始自由运动。已知：斜面足够长，重力加速度为g。
（1）求：小滑块运动到平衡位置时的加速度大小；
（2）若小滑块在斜面上振动的周期为T ， 沿斜面向下运动经过平衡位置时开始计时，请写出小滑块振动过程中位移x随时间t变化的函数关系式；
（3）爱钻研的小明同学思考能否将重力势能和弹性势能这两个势能等效地看成一个势能。试帮助小明论述是否可以引进“等效势能”。若可以，以小滑块运动的平衡位置为坐标原点O ， 平行斜面向上建立一维坐标系Ox ， 求出“等效势能”的表达式（规定坐标原点为“等效势能”的零点）；若不可以，请说明理由。
19.已知某地震中纵波与横波的传播速度分别为9.1 km/s和3.7 km/s．某地震观测中心 记录到两种波到达的时间差为7.8 s，若机械波在地面内是匀速传播的，且传播的速度v、传播的距离s和传播距离s所用的时间t满足v＝st ． 请你通过分析计算来完成下面问题．
（1）求地震中心到此地震观测中心的距离．
（2）请你分析在观测中心的工作人员当时所感觉到的地面振动方向．(设震源在地震观测中心正下方，工作人员对地面振动方向的感觉用“上下振动”、“左右晃动”来说明)
答案解析
1.【答案】 B
【解析】A．电磁波是电磁场在空间中的传播，传播不需要介质，机械波的传播需要介质，A不符合题意；
B．电磁波和机械波都能传递能量和信息，B符合题意；
C．机械波和电磁波都具有波的特性，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，C不符合题意；
D．电磁波在不同的物质中传播速度不相同，机械波波速大小决定于介质，D不符合题意。
故答案为：B。
2.【答案】 B
【解析】根据题意，当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，说明PQ之间是半个波长或加上n个整波长，即 (n+12)λ=0.15m ，n=0，1，2，3……..当n=0时， λ=0.30m ,
故答案为：B。
3.【答案】 A
【解析】解：根据题意，波从右向左传播，图示时刻，波最左端的质点振动方向向上，则振源A质点刚开始振动时的方向为向上．
故答案为：A．
4.【答案】 B
【解析】A、由题意可知 v=10m/s ， λ=4m ，则质点振动的周期 T=λv=4m10m/s=0.4s ,频率为 f=1T=2.5Hz ，A不符合题意；
B、质点a、c为振动减弱点，当t=0.5时，两波振动方向相反，所以质点a、c处于平衡位置，B符合题意；
C、质点b是振动加强点，t=0.5时，两列波在质点b的位移为0，故质点b的位移为零，C不符合题意；
D、t=0.5时，简谐橫波P在d处向下振动，简谐横波Q在d处也向下振动，所以质点d的振动方向沿-y轴，D不符合题意；
故答案为：B。
5.【答案】 C
【解析】机械波从甲介质进入乙介质继续传播，不变的是频率。
故答案为：C。
6.【答案】 A
【解析】A.频率是周期的倒数，所以振动的频率越高，振动周期越短，波传播一个波长的距离所用时间越短，A符合题意；
B.振动质元只在平衡位置上下振动，不会沿波方向前进，所以路程不等于一个波长，B不符合题意；
CD.波传播的速度是由介质决定的，与振幅大小无关，C不符合题意，D不符合题意。
故答案为：A
7.【答案】 A
【解析】A.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部；凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷，A项符合题意
B.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波；B项不合题意.
CD.横波和纵波都能沿横向或纵向传播，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波为纵波，C项不合题意，D项不合题意.
故答案为：A
8.【答案】 D
【解析】ABD．根据甲、乙图可知，波长4m，周期2s，波速 v=λT=2m/s
AB不符合题意，D符合题意；
C．根据图乙t=0s时，质点向下振动，所以甲图x=1m坐标向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，C不符合题意。
故答案为：D。
9.【答案】 B
【解析】由题激起的横波沿x轴向左右传播，波源 s 正通过平衡位置向上振动时，
由 v=λf 得，波长 λ=vf=2010m=2m
由题 sA=11.2m=5.6λ ，相当于 0.6λ ，波源 s 正通过平衡位置向上振动， a 位于 x 轴上方，运动方向向下；
sB=16.8m=8.4λ ，相当于 0.6λ ，波源 s 正通过平衡位置向上振动， b 位于 x 轴上方，运动方向向下，B符合题意。
故答案为：B
10.【答案】 D
【解析】机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播．A不符合题意．机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．B不符合题意．干涉和衍射现象是所有的波都具有的特性．C不符合题意；当机械波和电磁波从空气中进入水中时，机械波速度变大，电磁波速度变小，频率不变，根据v=λf，电磁波的波长变小，机械波的波长变大，D错误，符合题意．
故答案为：D．
11.【答案】 D
【解析】解：据题境和波速V=λf 得：λ=2m，T=0.02s，Q关于y轴的对称点Q1 ， 据题境可知两点的振动情况相同，则Q1P两点的距离之差为 λ4 ；质点P据波源的距离为 3λ4 时，波源S位移为负且向﹣y方向运动时，所以质点P的位移为负且向上运动；由因为Q1P两点的距离之差为 λ4 ，所以Q1的位移为正且向上运动，即PQ两点的位移方向相反，振动方向沿y轴的正方向，故ABC错误，D正确．
故选：D．
12.【答案】 C
【解析】解：A、由图可知，ab间的距离一定小于一个波长，故A错误．
B、根据波的传播规律利用带动法可知，a点在向下运动，而b点向上运动，故B错误；
C、b在平衡位置向上运动，所以再经 T4 ，b质点将运动到波峰位置，故C正确；
D、质点只在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故D错误．
故选：C
13.【答案】 A
【解析】解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据 xv1-xv2=5s ，x=36km．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
14.【答案】 C
【解析】解：波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置运动，不随波向前移动，故ABD错误，C正确；
故选：C
15.【答案】 D
【解析】解：固体可以传递机械波，且传递机械波最快，故小张说的正确；
不能齐步走，就是因为怕产生共振，出现振幅变大，导致桥损坏，同样火车过铁桥时要限速，故小王说的正确；
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的
树叶在水面上下振动说明，质点的振动不随着机械波外传递，故小赵说的对；
对于小李的说法可以这样想：一年四季那个季度都有风，如果是因为风，那春夏季也会响．另外，其实冬天天气冷，物体会比较“硬”更容易振动发声．而夏天，物体比较“软”，不容易振动发声．试想你拿一个石头敲在地板上，和敲在海棉上．故小李说的错误；
说法错误的只有小李；
本题选错误的；故选：D．
16.【答案】 D
【解析】【分析】两列波的周期T1>T2 ， 且均为半波形，P为两个波源连线的中点，介质相同，波速相同，所以两列波同时到达P点；A错；两个波的波源起振方向相同，但两列波的波峰不能同时到达P点，所以P点振幅不能达到A1＋A2；B错；由于a波波长较大，b波波长较小，波速相同，所以b波先到达s1位置，C错；两列波相遇时，绳上位移可达3A的点只有一个，此点在P点的左侧，故选D。
17.【答案】 （1）解：由图可知波长 λ=36cm ，周期 T=2s ，则波速为 v=λT
代入数据得 v=18cm/s
（2）解：设质点P、Q平衡位置的距离为 Δx ，则 Δxλ=13sT
代入数据解得 Δx=6cm
由图乙可知，质点Q的振幅 A=10cm ，在 t=16s 时刻，质点Q的位移为 A2 ，0-2s内质点Q通过的路程为 4A ，则 16s-2s 内，质点Q通过的路程 l=3.5A=35cm
【解析】【分析】（1）根据波长、波速和周期之间的关系列方程求解。
（2）根据波动图像和振动图像的关系，列方程求解。
18.【答案】 （1）解：小滑块的回复力由重力分力与弹簧弹力的合力提供。在平衡位置时，回复力为零，有 F合=kx0-mgsinθ=0
得小物块加速度： a=0
（2）解：假设在运动过程中任意时刻小滑块相对平衡位置的位移为x，如下图所示。 则小滑块受到的回复力为 F=k(x0+x)-mgsinθ 联立以上方程得 F=kx
并且回复力方向与位移x方向相反，故物体做简谐运动
所以位移x随时间t变化的函数关系式为 x=Asin2πTt
（3）解：可以引入，因为重力和弹簧弹力合力做功和路径无关。由（2）可见：力F与位置坐标的函数关系为： F=-kx ，作出 F-x 图象如下图所示：
由图象的物理意义可知：小滑块从O点运动到任意点x的过程中，力F做负功，且做功的数值等于图中带阴影三角形的面积，即： W=-12kx2
设“等效势能”为Ep ， 由功能关系得: ΔEp=Epx-Epo=-W 由于规定坐标原点为“等效势能”的零点，即 Epo=0 由以上方程得： Epx=12kx2
【解析】（1）由于滑块处于平衡位置所以其加速度大小为0；
（2）利用回复力的方程结合简谐运动的表达式可以求出位移与时间的关系式；
（3）由于等效势能与运动路径无关只与位置有关，可以画出弹簧和重力合力随位置坐标的图像，利用图像的面积可以求出合力做功的方程，利用做功可以求出等效势能的表达式。
19.【答案】 （1）设地震中心到观测中心的距离为x km，则有： ，解得 。
（2）由于纵波传播得快，故地震发生时纵波最先到达观测中心，因此在那里的人们 先是感到地面上下振动，当横波到达后，又增加了左右晃动的感觉．
【解析】可以假设震中到震源处的距离为s ， 然后根据横波和纵波传播相同距离的时间差列出一个方程，求出观测站到地震处的距离。
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