第三章 机械波
1 波的形成建议用时:40分钟
◆ 知识点一 波的形成
1.关于波,下列说法中正确的是 ( )
A.介质中的质点随波的传播而迁移
B.质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
C.波不但能传递能量,还能传递信息
D.波只能传递能量,不能传递信息
2.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为 ( )
A.月球太冷,声音传播太慢
B.月球上没有空气,声音无法传播
C.宇航员不适应月球,声音太小了
D.月球上太嘈杂,声音听不清楚
◆ 知识点二 机械波
3.机械波在介质中传播时,下列说法中错误的是 ( )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力,波传播过程中,各质点均做受迫振动
C.后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点也随波的传播而迁移
4.关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.如果波源停止振动,在介质中传播的波也立即停止
B.发声体在振动时,一定会产生声波
C.波动的过程是介质质点由近及远的迁移过程
D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
5.[2022·嵊州中学期中] 下列关于理想机械波的说法错误的是 ( )
A.波中各质点的振动频率是相同的
B.质点开始振动时的速度方向与波的传播方向相同
C.波由近及远迁移,质点只在平衡位置附近做往返运动
D.波源的能量随波动由近及远传播
◆ 知识点三 横波与纵波
6.(多选)关于质点的振动方向和波的传播方向,下列说法中正确的是 ( )
A.在横波中二者方向有时相同
B.在横波中二者方向一定不同
C.在纵波中二者方向有时相同
D.在纵波中二者方向一定相同
7.[2022·嘉兴一中月考] 下面关于横波、纵波的说法中正确的是 ( )
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.声波通常是横波,在固体、液体或气体中均可传播
8.下列关于横波、纵波的说法错误的是 ( )
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.纵波的波形是疏密相间的,质点分布最密的地方叫密部,分布最疏的地方叫疏部
D.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
9.[2022·效实中学月考] 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,以下说法正确的是( )
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.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
D.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
10.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.2022年3月26日在青海发生6.0级地震,震源深度10 km.地震发生后距震源163 km的嘉峪关市震感强烈.则以下说法正确的是( )
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.嘉峪关市的防震减灾机构有约3.6秒的时间提前预警更具破坏性的横波何时到达
D.建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近,建筑物受到的损伤就越小
11.[2022·余杭高级中学期中] 如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播.绳上有另一质点P(图中未画出),t=0时,O点位于最高点,P点位于最低点,则 ( )
A.t=时,P点位于平衡位置上方
B.P点的起振方向与O点的起振方向相反
C.t=时,P点的速度方向水平向右
D.P点的起振方向与O点的起振方向相同
12.(多选)下图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻质点间的距离相等,其中O为波源,设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经过T,质点1开始振动,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是 ( )
A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,且图中质点9起振最晚
B.图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的
C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8起振、通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后
D.只要图中所有的质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全相反
13.[2022·瑞安中学月考] 如图所示是某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,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=时,1到达最上方,5开始向上运动,问:
(1)t=时,质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何
(2)画出t=时的波形图,并说明质点6、10、14的运动状态.
第三章 机械波
1 波的形成
1.C [解析] 波在传播过程中传播振动形式并传递能量与信息,而质点并不随波迁移.横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直,纵波中质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上.
2.B [解析] 机械波的传播需要介质,由于月球表面无大气层,所以声波无法传播出去,B正确.
3.D [解析] 机械波在介质中传播时,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不会随波的传播而迁移,相邻质点间必有相互作用力,波传播过程中,各质点均做受迫振动,且后一质点的振动必定落后于前一质点,故A、B、C正确,D错误.
4.D [解析] 机械波依靠介质传播,如果振源停止振动,则已经振动的质点还要振动一会儿,所以形成的波不会立即停止,故A错误;机械波是机械振动在介质中传播的过程,有机械振动时,不一定有机械波,还必须有传播振动的介质,故B错误;波在介质中传播,不是介质质点由近及远的传播过程,而是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程,故C错误,D正确.
5.B [解析] 波中各质点的振动频率等于波源的振动频率,所以波中各质点的振动频率是相同的,A正确;对于横波,波在传播的过程中,质点的振动方向与波的传播方向垂直,B错误;波在传播过程中,质点在平衡位置附近做往复运动,波由近及远迁移,C正确;波在传播振动的过程中,同时将能量由近及远传播,D正确.
6.BC [解析] 横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直,故二者方向一定不同;纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,二者方向有时相同,有时相反,故选项B、C正确.
7.A [解析] 同一波源产生的机械波中可同时具有横波和纵波,如地震波,A正确.虽然横波与纵波的振动方向与波传播方向的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播,B错误.在同一介质中,横波和纵波的传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波传播得快,C错误.声波通常是纵波,可在固体、液体和气体中传播,D错误.
8.B [解析] 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波,在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷,故A正确;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波,故B错误,D正确;质点在纵波传播时来回振动,其中质点分布最密集的地方称为密部,质点分布最稀疏的地方称为疏部,故C正确.
9.D [解析] 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A、B、C错误,D正确.
10.A [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;横波与纵波到达嘉峪关市的时间差为t= s- s=13.6 s,C错误;建筑物的固有周期与地震波的振动周期越接近,建筑物的振幅越大,受到的损伤就越大,D错误.
11.D [解析] t=时,P点从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A错误;每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故B错误,D正确;t=时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故C错误.
12.AC [解析] 从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,起振方向向下,但起振时刻最晚,故选项A正确,B错误;质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前质点,质点7先振动,质点8后振动,故选项C正确;质点9比质点1晚2T开始振动,一旦质点9起振后,1、9振动步调就完全一致,故选项D错误.
13.(1)质点6未到达波峰,正在向上运动,质点10、14未运动 (2)如图所示
质点6正在向下运动,质点10向上运动,质点14未运动
[解析] (1)各质点在t=时的情况如图甲所示
由图甲可知,t=时,质点6未到达波峰,正在向上运动,质点10、14未运动;
(2)t=T时的波形图如图乙所示
质点6正在向下运动,质点10向上运动,质点14未运动.
