人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成当堂达标检测题
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一、选择题(本题共6小题,每题8分,共48分)
1.关于机械波的下列说法中,正确的是( C )
A.自然界所刮的风就是一种机械波
B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移
C.波将波源的运动形式传播出去的同时,也可以传递信息
D.能传播机械波的介质一定是可以自由流动的
解析:自然界所刮的风,实质上是由于压强差等因素引起的空气流动,不是机械波,故A错;波是运动形式的传播,是能量传递的一种方式,但各质点均在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,故B错;波不仅能传播运动形式,它也是信息传递的载体,故C正确;固体也能传播机械波,故D错。
2.关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是( A )
A.有机械振动必有机械波
B.有机械波必有机械振动
C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移
D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止
解析:机械振动是形成机械波的条件之一,有机械波一定有机械振动,但有机械振动不一定有机械波,A错,B对;波在传播时,介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动,它们不随波的传播而发生迁移,C对;振源停止振动后,已形成的波仍继续向前传播,直到波的能量消耗尽为止,D对。故符合题意的选项为A。
3.下列关于横波、纵波的说法中正确的是( A )
A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,故横波、纵波不可能沿同一方向传播
C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D.只要存在介质,不管是固体、液体或气体,均可传播机械波的横波和纵波
解析:同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波,横波、纵波也可能沿同一方向传播,如地震波,选项A正确,B错误;横波与纵波在同一介质中传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波快,选项C错误;机械波的传播需要介质,横波可以在固体内、液体表面传播,不能在液体内和气体中传播,而纵波可以在固体、液体和气体中传播,选项D错误。
4.下列关于波的现象的说法中正确的是( A )
A.只要有机械波产生,一定可以找到产生机械波的波源
B.把小石头扔到平静的湖水里,水面上便会激起水波,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,则在这一空间一定没有波源
D.横波与纵波,其质点的振动方向不同,因此,横波和纵波不可能沿同一方向传播
解析:我们在解决问题时,不能把几个并列的条件分开来看,A项中有机械波存在就一定具备了两个必要条件,所以A项正确;若只有波源而无介质,则不能产生机械波,所以C项错误;水波使漂浮物只可能在原平衡位置附近做上下振动,不能使漂浮物远去,故B项错误;横波和纵波的质点振动方向不同,但可沿同一方向传播,所以D项错误。
5.(多选)一列绳波在x轴上传播,某时刻的波形如图所示,a、b、c为振动中的三个质点,a正向上运动。由此可知( AC )
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
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质点向上运动,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,选项B错误;质点b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先到达离平衡位置最远处,选项D错误。
6.(多选)“蜻蜓点水”是常见的自然现象,蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片,该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹的最大半径,其形状如图所示。由图可知( BC )
A.蜻蜓第一次点水处为A点
B.蜻蜓第一次点水处为C点
C.蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度
D.蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度
解析:某时刻观察时,点水越早,波纹扩散的半径越大,因C的半径最大,说明蜻蜓第一次点水处为C点,A错误,B正确;若蜻蜓飞行速度与水波速度相同,那么蜻蜓点水时会在上一个水波边线上,而水波以相同速度传播,所以每个圆都应内切,如图所示。但由题图可知,后点水产生的波纹超过先点水产生的波纹,说明蜻蜓飞行速度大于水波的传播速度,C正确,D错误。
另解:从题图看,蜻蜓飞行距离为lCA过程中,波纹的最大半径小于lCA。
二、非选择题(共12分)
7.(6分)如图所示,有一组学生做游戏来模拟波的传播。该游戏模拟的是_横波__的传播(选填“横波”或“纵波”),因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向_垂直__(选填“平行”或“垂直”)。
解析:同学们身体运动的方向与模拟波的传播方向垂直,故该游戏模拟的是横波。
8.(6分)某地发生了地震。已知地震波分三种:横波(S波),波速vs=4.5 km/s;纵波(P波),波速vP=9.9 km/s;面波(L波),vL
(2)地震观测台记录的地震曲线如图乙所示,由图可知三种波形各对应的地震波类型是a为_P__波,b为_S__波,c为_L__波(均选填“S”“P”或“L”)。
解析:(1)因为纵波的传播速度最大,而竖直弹簧振子反映的是纵波,故弹簧振子最先振动。(2)因为纵波的传播速度最大,所以先记录的a是纵波(P波)。同理,b是横波(S波),c是面波(L波)。
能力提升练
(时间15分钟 满分40分)
一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分)
1.如图所示,为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到B点的波形,由图可判断出A点刚开始的振动方向是( D )
A.向左 B.向右
C.向下 D.向上
解析:由于波刚刚传到B点,所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向,由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道,B质点此时正向上振动,所以波源A质点刚开始的振动方向向上,选项D正确。
2.某同学研究绳波的形成,取一条较长的软绳,用手握住一端水平拉直后,沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后,观察到如图所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波,下列判断正确的是( B )
A.波形甲的振幅比波形乙的大
B.波形甲的波长比波形乙的大
C.波形甲的形成时间比波形乙早
D.波形甲的起振方向与波形乙相同
解析:由题图可知波形甲的振幅比波形乙的小,波形甲的波长大于波形乙的波长,A错误,B正确;波形乙的形成时间比波形甲早,C错误;波形甲的起振方向向下,波形乙的起振方向向上,D错误。
3.(多选)下列关于机械波的说法中正确的是( ACD )
A.相邻的质点是相互做功的
B.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
C.波源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动
D.波中各质点都做受迫振动
解析:机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点,使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的,前后质点间存在相互作用力,因而相互做功,故选项A正确;波传播的过程中,各质点只能在各自的平衡位置附近振动,质点不随波迁移,故选项B错误;每个质点都是由波源依次带动后面的质点,每个质点都做受迫振动,每个质点的频率都与波源的频率相同,并且都“仿照”波源振动,故选项C、D正确。
4.一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,已知此时质点F的运动方向沿y轴负方向,则( C )
A.此波向x轴正方向传播
B.此后质点C向y轴正方向运动
C.质点C将比质点B先回到平衡位置
D.质点E的振幅为零
解析:已知质点F的运动方向沿y轴负方向,即质点F正在“模仿”右边质点的振动,这说明波源在右边,波从右向左传播,即此波向x轴负方向传播,选项A错误;此时质点C刚到达最大位移处,速度为0,此后向y轴负方向运动,选项B错误;质点B要先向y轴正方向运动到达波峰位置再回到平衡位置,而质点C直接从波峰位置回到平衡位置,选项C正确;振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离,虽然此时质点E的位移为零,但其振幅不为零,选项D错误。
二、非选择题(共12分)
5.(12分)如图所示是某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下垂直直线方向做简谐运动,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开始向上运动,t=eq \f(T,4)时,1质点到达最上方,5质点开始向上运动,问:
(1)t=eq \f(T,2)时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?
(2)t=eq \f(3T,4)时,质点8、12、16的运动状态如何?
(3)t=T时,质点8、12、16的运动状态如何?
答案:见解析。
解析:各质点在各时刻的情况,如图所示。
(1)由乙图可知,t=eq \f(T,2)时,质点8未达到波峰,正在向上运动,质点12、16未动。
(2)由丙图可知,t=eq \f(3T,4)时,质点8正在向下运动,质点12向上运动,质点16未动。
(3)由丁图可知,t=T时,质点8、12正在向下运动,质点16向上运动。
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