2018-2019高中物理 第12章 機(jī)械波 12.1 波的形成和傳播課后提升作業(yè) 新人教版選修3-4.doc
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12.1 波的形成和傳播 課后提升作業(yè) 【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練】 1.(多選)(2018宜春高二檢測)關(guān)于機(jī)械波的以下說法中,正確的是 ( ) A.波動(dòng)發(fā)生需要兩個(gè)條件:波源和介質(zhì) B.波動(dòng)過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)移動(dòng)的過程 C.波動(dòng)過程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過程 D.波源與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是自由振動(dòng) 【解析】選A、C。波源(即振源)振動(dòng)時(shí),依靠介質(zhì)中的相互作用力帶動(dòng)周圍各部分質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來,形成機(jī)械波。作為介質(zhì)的各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做振動(dòng),并不隨波向外遷移,僅把振源的振動(dòng)和能量傳播開來。波源和介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),是受迫振動(dòng)。故介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)不是自由振動(dòng)。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 下列關(guān)于機(jī)械波的認(rèn)識(shí),正確的是 ( ) A.有波源就一定會(huì)形成機(jī)械波 B.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率與波源的振動(dòng)頻率相同 C.機(jī)械波向右傳播時(shí),處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移 D.機(jī)械波向右傳播時(shí),右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一點(diǎn)振動(dòng) 【解析】選B。有波源、有傳播介質(zhì)才能形成機(jī)械波,A錯(cuò)誤;介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在波源的驅(qū)動(dòng)下做受迫振動(dòng),所以振動(dòng)頻率相同,B正確;機(jī)械波傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移,C錯(cuò)誤;機(jī)械波向右傳播時(shí),右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)晚一點(diǎn)振動(dòng),D錯(cuò)誤。 2.下列說法正確的是 ( ) A.有機(jī)械振動(dòng)不一定有機(jī)械波 B.有機(jī)械波不一定有機(jī)械振動(dòng) C.振源一停止振動(dòng),波立即停止傳播 D.由于各質(zhì)點(diǎn)都要參與振動(dòng),所以媒質(zhì)要隨波發(fā)生遷移 【解析】選A。根據(jù)機(jī)械波的形成分析,有機(jī)械振動(dòng)不一定會(huì)形成機(jī)械波;若形成了機(jī)械波必發(fā)生了機(jī)械振動(dòng),所以A對、B錯(cuò);一旦振動(dòng)傳給了介質(zhì),它就會(huì)由介質(zhì)向遠(yuǎn)處傳播,當(dāng)振源停止了振動(dòng),介質(zhì)還是繼續(xù)傳播振源原來的運(yùn)動(dòng)形式,不會(huì)隨振源的停止而停止,所以C錯(cuò);波傳播運(yùn)動(dòng)形式,但介質(zhì)并不隨波遷移,它們在各自的平衡位置附近做受迫振動(dòng),則D錯(cuò)。 3.(多選)(2018西安高二檢測)下列有關(guān)橫波與縱波的說法中正確的是 ( ) A.沿水平方向傳播的波為橫波 B.縱波可以在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)介質(zhì)中傳播 C.縱波與橫波不可以同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播 D.凡是振動(dòng)方向與波傳播方向在同一條直線上的波都是縱波 【解析】選B、D。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直的波叫橫波,A錯(cuò);縱波可在任何介質(zhì)中傳播,B對;橫波和縱波可在同一種介質(zhì)中傳播,如地震波,C錯(cuò);質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向平行的波叫縱波,D對。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 下列關(guān)于橫波的說法中,正確的是 ( ) A.橫波中,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一定與波的傳播方向垂直 B.橫波中,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也可能與波的傳播方向平行 C.橫波中,波水平向右傳播,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)一定上下振動(dòng) D.能形成波峰、波谷的波是橫波 【解析】選A。橫波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直,故A對,B、C錯(cuò);有波峰和波谷,但波的傳播方向不一定與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直,故D錯(cuò)。 4.(多選)(2018衡水高二檢測)下列關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)和簡諧波的說法,正確的是 ( ) A.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等 B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等 C.波的傳播方向一定和介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向一致 D.橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍 【解析】選A、D。本題考查機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)。介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和相應(yīng)的波傳播周期一致,A正確。而各質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間做周期性的變化,但波在介質(zhì)中是勻速向前傳播的,所以不相等,B錯(cuò)。對于橫波而言,傳播方向和振動(dòng)方向是垂直的,C錯(cuò)。根據(jù)波的特點(diǎn)可知,D正確。 5.下列選項(xiàng)中正確的是 ( ) A.在真空中,單憑耳朵就能聽到歌唱家美妙的聲音 B.只要有機(jī)械波發(fā)出,一定能找到產(chǎn)生機(jī)械波的波源 C.某空間找不到機(jī)械波,在這一空間一定找不到波源 D.“一石激起千層浪”,把小石子扔進(jìn)平靜的湖面,能激起無窮無盡的連續(xù)水波 【解析】選B。機(jī)械波的產(chǎn)生應(yīng)滿足兩個(gè)條件,一是波源,二是介質(zhì),二者缺一不可,故A錯(cuò)誤;有波源未必有波動(dòng),但有波動(dòng)一定有波源,故B正確,C錯(cuò)誤;波可以傳遞能量,水波在傳遞能量的過程中有損失,故水波要消失,D錯(cuò)誤。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 在一平靜的湖面上漂浮著一輕木塊,向湖中投入一石塊,在湖面上激起水波,關(guān)于木塊的運(yùn)動(dòng)情況,以下說法正確的是 ( ) A.木塊將被推至遠(yuǎn)處 B.木塊被推動(dòng)的距離與木塊的質(zhì)量大小和所受水的阻力大小有關(guān) C.因不知道木塊離波源的距離,它可能被波推動(dòng),也可能不被波推動(dòng) D.無論木塊離波源的遠(yuǎn)近如何,它都不能被推動(dòng),只能在湖面上做上下振動(dòng) 【解析】選D。波在向前傳播的過程中,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移,這一點(diǎn)很重要。根據(jù)波的形成過程,該題的正確答案是D。 6.(2018鄭州高二檢測)下列關(guān)于波的應(yīng)用正確的是 ( ) A.要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸,可向比紙船更遠(yuǎn)處投擲石子形成水波 B.兩個(gè)在水中潛泳并且靠得較近的運(yùn)動(dòng)員能聽到對方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應(yīng)用 C.光纜是利用機(jī)械波傳遞信息 D.宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁只能引起機(jī)械振動(dòng),不能形成聲波 【解析】選B。機(jī)械波傳播時(shí),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置附近振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移,A錯(cuò);光纜是利用光波傳遞信息的,故C錯(cuò);宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁能引起機(jī)械振動(dòng),同時(shí)也能形成聲波,D錯(cuò)。聲波可以在液體中傳播,B正確。 7.一列橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下,則下列說法正確的是 ( ) A.波水平向右傳播 B.質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相同 C.質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置 D.此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零 【解析】選C。由于質(zhì)點(diǎn)F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),又知道質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向是向下的,則與它鄰近的離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)的位置應(yīng)在它的下方,對照圖象可以判定出波源在質(zhì)點(diǎn)F的右方,故波是向左傳播的,所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。與質(zhì)點(diǎn)H鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)I的位置在質(zhì)點(diǎn)H的上方,則質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向是向上的,所以選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的。用同樣的方法可以判斷出質(zhì)點(diǎn)C要向下運(yùn)動(dòng)直接回到平衡位置,而質(zhì)點(diǎn)B則先向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移處后,再返回平衡位置,這樣質(zhì)點(diǎn)C要比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置,故選項(xiàng)C是正確的。質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)處在最大位移處,其加速度最大,所以選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。 8.如圖所示是某繩波形成過程的示意圖,質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下垂直直線方向做簡諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳到右端。已知t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng),t=T4時(shí),1質(zhì)點(diǎn)到達(dá)最上方,5質(zhì)點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng),問: (1)t=T2時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何? (2)t=3T4時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何? (3)t=T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何? 【解析】各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況如圖所示。 (1)由乙圖可知,t=T2時(shí),質(zhì)點(diǎn)8未達(dá)到波峰,正在向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)12、16未振動(dòng)。 (2)由丙圖可知,t=3T4時(shí),質(zhì)點(diǎn)8正在向下振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)12向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)16未振動(dòng)。 (3)由丁圖可知,t=T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12正在向下振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)16向上振動(dòng)。 答案:見解析 【能力提升練】 1.(2018東城區(qū)高二檢測)關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系,下列說法正確的是 ( ) A.如果波源停止振動(dòng),在介質(zhì)中傳播的波也立即停止 B.發(fā)聲體在振動(dòng)時(shí),一定會(huì)產(chǎn)生聲波 C.波動(dòng)的過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的傳播過程 D.波動(dòng)的過程是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式及能量由近及遠(yuǎn)的傳播過程 【解題指南】解答本題要把握以下三點(diǎn): (1)形成機(jī)械波的條件。 (2)振動(dòng)和波的區(qū)別與聯(lián)系。 (3)機(jī)械波的特點(diǎn)。 【解析】選D。波源停止振動(dòng),介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)仍然在振動(dòng),所以波仍繼續(xù)傳播,A錯(cuò)誤;產(chǎn)生波的條件必須有介質(zhì),B錯(cuò)誤;在振動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移,只是向外傳播信息和能量,C錯(cuò)誤,D正確。 2.(多選)如圖所示是做簡諧運(yùn)動(dòng)繩子的一段,繩中有沿繩向右傳播的一列機(jī)械波,則下列說法中正確的是 ( ) A.在圖上速度最大的點(diǎn)是第3點(diǎn)與第7點(diǎn) B.除第1點(diǎn)外,加速度最大的點(diǎn)是第5點(diǎn) C.只有第3、7點(diǎn)的振動(dòng)頻率不同,其他點(diǎn)的振動(dòng)頻率都相同 D.各個(gè)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振源振動(dòng)的周期一樣 【解析】選A、B、D。由于繩波是橫波且向右傳播,介質(zhì)中左邊的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)右邊的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),故2、3、4質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),6、7質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)。如題圖時(shí)刻,3、7兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,速度最大,1、5兩質(zhì)點(diǎn)在最大位移處,加速度最大,故A、B對;各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期(或頻率)由振源決定,并且是相等的,故C錯(cuò)D對。 【總結(jié)提升】機(jī)械波問題的解題步驟及機(jī)械波的特點(diǎn) (1)解題步驟 ①明確研究對象及其類型。 ②利用機(jī)械波產(chǎn)生的條件判斷是否能產(chǎn)生機(jī)械波。 ③利用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系確定出所研究的機(jī)械波是橫波還是縱波。 (2)機(jī)械波的特點(diǎn) ①構(gòu)成介質(zhì)的相鄰的質(zhì)點(diǎn)間有相互作用力,前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),即波傳到的質(zhì)點(diǎn)首先重復(fù)波源開始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向。 ②各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況由振源決定,與介質(zhì)無關(guān),它們都在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng),不會(huì)隨波遷移。 ③構(gòu)成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)可以認(rèn)為在其平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng),隨時(shí)間的變化,位移、回復(fù)力、加速度、速度等都做周期性變化。 3.(多選)一列橫波在某時(shí)刻的波形圖象如圖所示,a、b、c、d為介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)。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,四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad,它們的速度大小分別為va、vb、vc、vd,則 ( ) A.ac下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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