2020-2021物理選擇性第一冊課時分層作業(yè) 3.1 波的形成含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年物理新教材人教版選擇性必修第一冊課時分層作業(yè)3.1波的形成含解析課時分層作業(yè)(十一）波的形成（建議用時：25分鐘）考點一波的形成和傳播1．在敲響古剎里的大鐘時，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn),停止對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”,分析其原因是（）A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D．大鐘雖停止振動,但空氣仍在振動B[停止對大鐘的撞擊后，大鐘的振動不會立即停止，振動的能量不會憑空消失，它會再振動一段時間然后因為阻尼而停止，因此還會在空氣中形成聲波，這就是余音未絕的原因，所以選項B正確．］2．下列關(guān)于波的應(yīng)用中正確的是()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．兩個在水中潛泳并且靠得較近的運動員能聽到對方發(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，不能形成聲波B[機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的過程中，質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動，介質(zhì)本身并不遷移，故A錯誤；光纜是利用光波傳遞信息的，故C錯誤;機(jī)械振動可以在船壁中傳播,能形成聲波，故D錯誤．］3．（多選)一列橫波在某時刻的波形圖像如圖所示，a、b、c、d為介質(zhì)中的四個質(zhì)點．a(chǎn)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,四個質(zhì)點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．a(chǎn)c＜ab＜aa＝ad B．a(chǎn)c＞ab＞aa＝adC．va＝vd＞vb＞vc D．va＝vd＜vb＜vcAD[由簡諧運動規(guī)律可知,質(zhì)點所受回復(fù)力的大小與位移的大小成正比，因而加速度的大小與位移的大小成正比，所以這四個點的加速度大小關(guān)系為ac〈ab<aa＝ad，A選項正確；而質(zhì)點越靠近平衡位置速度越大，位移越大則速度越小，四點的速度大小關(guān)系為va＝vd<vb〈vc，D選項正確．］考點二橫波與縱波4．(多選）關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向，下列說法中正確的是（)A．在橫波中二者方向有時相同B．在橫波中二者方向一定不同C．在縱波中二者方向有時相同D．在縱波中二者方向一定不同BC［在橫波中質(zhì)點振動方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故選項A錯誤，選項B正確；在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同,也可以相反，故選項C正確，選項D錯誤．］5．如圖所示，有一組學(xué)生做游戲來模擬波的傳播．該游戲模擬的是________（選填“橫波”或“縱波”)的傳播,因為學(xué)生下蹲與起立時身體的運動方向與模擬波的傳播方向________（選填“平行”或“垂直”）．［解析］根據(jù)縱波與橫波的概念，質(zhì)點振動方向與波傳播方向垂直的為橫波，同一直線的為縱波．［答案]橫波垂直考點三質(zhì)點振動方向的判斷6．（多選）一列橫波沿繩子向右傳播,某時刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點（)A．它們的振幅相同B．質(zhì)點D和E的速度方向相同C．質(zhì)點A和C的速度方向相反D．從此時算起，質(zhì)點B比F先回到平衡位置AC[繩子上參與振動的各質(zhì)點的振幅相同，故A正確；把波向右移動少許，發(fā)現(xiàn)D點的速度方向向上，E點的速度方向向下,故B錯誤;根據(jù)波的平移法可知,此時刻A點向下運動，C點向上運動,故C正確；從此時算起，質(zhì)點B要遠(yuǎn)離平衡位置，再向平衡位置運動，F(xiàn)直接向平衡位置運動，所以F先到平衡位置，故D錯誤．］7．一列橫波在某時刻的波形圖像如圖所示，此時質(zhì)點F的運動方向向下，則下列說法正確的是(）A．波水平向右傳播B．質(zhì)點H與質(zhì)點F的運動方向相同C．質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D．此時刻質(zhì)點C的加速度為零C[由于質(zhì)點F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點運動,又知道質(zhì)點F的運動方向是向下的，則與它鄰近的離波源稍近的質(zhì)點的位置應(yīng)在它的下方，對照圖像可以判斷出波源在質(zhì)點F的右方,故波是向左傳播的，所以選項A是錯誤的；與質(zhì)點H鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點I的位置在質(zhì)點H的上方,則質(zhì)點H的運動方向是向上的,所以選項B也是錯誤的；用同樣的方法可以判斷出質(zhì)點C要向下運動直接回到平衡位置，而質(zhì)點B則先向上運動到達(dá)最大位移處后再返回平衡位置，這樣質(zhì)點C要比質(zhì)點B先回到平衡位置，故選項C是正確的；質(zhì)點C此時處在最大位移處，其加速度最大,所以選項D是錯誤的．］8．(多選）一列簡諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t＝0時刻的波形如圖所示．此時平衡位置位于x＝3m處的質(zhì)點正在向上運動，若a、b兩質(zhì)點平衡位置的坐標(biāo)分別為xa＝2。5m，xb＝5。5m，則以下說法中正確的是(）A．波沿x軸負(fù)方向傳播B．當(dāng)a質(zhì)點處在波峰時,b質(zhì)點在向上運動C．t＝eq\f(T,4)時，a質(zhì)點正在向y軸負(fù)方向運動D．t＝eq\f（3T,4)時,b質(zhì)點正在向y軸負(fù)方向運動ABD[由t＝0時刻x＝3m處的質(zhì)點向上振動,可得該波向左傳播，即波沿x軸負(fù)方向傳播，故A正確；當(dāng)a質(zhì)點處在波峰時，b質(zhì)點在平衡位置向上運動，故B正確；t＝0時刻質(zhì)點a向上振動，分析可知,t＝eq\f（T,4)時，a質(zhì)點仍向y軸正方向運動,選項C錯誤；t＝0時刻質(zhì)點b向下振動，分析可知，t＝eq\f（3T，4)時，b質(zhì)點仍向y軸負(fù)方向運動，選項D正確．]9．如圖所示是一列橫波t0時刻的波形圖，試根據(jù)波形圖回答下列問題：（1）該時刻加速度最大的質(zhì)點有哪些？（2）速度最大的質(zhì)點有哪些？(3）振動方向相同的質(zhì)點有哪些？這些點的分布有什么規(guī)律？（4)如果這列波沿x軸負(fù)方向傳播，質(zhì)點3受到的合外力方向如何？［解析］（1)加速度最大的質(zhì)點一定是位移最大的質(zhì)點，所以該時刻質(zhì)點2、6、10、14的加速度最大,但方向不相同．(2）該波是簡諧波，質(zhì)點做簡諧運動，因此處在平衡位置的質(zhì)點速度最大，分別是質(zhì)點0、4、8、12、16.（3）該時刻具有相同振動方向的質(zhì)點是0、1、7、8、9、15、16.與上述質(zhì)點振動方向相反的質(zhì)點是3、4、5、11、12、13。其規(guī)律：從波形圖上看相同增減性的單調(diào)區(qū)間上各質(zhì)點的振動方向相同，相鄰的單調(diào)區(qū)間上質(zhì)點的振動方向相反．(4)如果該波沿x軸負(fù)方向傳播，則質(zhì)點3的速度方向向下．因為位移方向是y軸正方向,其加速度方向沿y軸負(fù)方向，由牛頓第二定律知，質(zhì)點3受到周圍質(zhì)點作用的合外力沿y軸負(fù)方向．[答案]見解析(建議用時：15分鐘）10。（多選)一列機(jī)械波在x軸上傳播，某時刻的波形如圖所示,a、b、c為三個質(zhì)點，a正向上運動．由此可知(）A．該波沿x軸正方向傳播B．c正向上運動C．該時刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置D．該時刻以后，b比c先到達(dá)距離平衡位置最遠(yuǎn)處AC［由質(zhì)點的振動方向可判定波的傳播方向．a(chǎn)點此時刻向上振動,由帶動法可知該波沿x軸正方向傳播，所以選項A正確;由波的傳播方向可判定b點此時向上振動，而c點此時向下振動，所以選項C正確,B、D錯誤．］11．(多選）如圖所示為沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點,每相鄰兩質(zhì)點間距離相等，其中O為波源．設(shè)波源的振動周期為T，自波源通過平衡位置豎直向下振動時開始計時,經(jīng)過eq\f（T，4)，質(zhì)點1開始起振，則下列關(guān)于各質(zhì)點的振動和介質(zhì)中的波的說法正確的是()A．介質(zhì)中所有質(zhì)點的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點9起振最晚B．圖中所有質(zhì)點的起振時間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C．圖中質(zhì)點8的振動完全重復(fù)質(zhì)點7的振動，只是質(zhì)點8振動時，通過平衡位置或最大位移的時間總是比質(zhì)點7通過相同位置時落后eq\f(T,4）D．只要圖中所有質(zhì)點都已振動了，質(zhì)點1與質(zhì)點9的振動步調(diào)就完全一致，但如果質(zhì)點1發(fā)生的是第100次振動，則質(zhì)點9發(fā)生的就是第98次振動ACD［據(jù)波的傳播特點知，波傳播過程中各質(zhì)點的振動總是重復(fù)波源的振動，所以起振方向相同，都是豎直向下,但從時間上來說,起振依次落后eq\f（T，4）的時間，所以選項A、C正確，B錯誤；由題意知,質(zhì)點9比質(zhì)點1應(yīng)晚起振兩個周期，所以當(dāng)所有質(zhì)點都起振后，質(zhì)點1與質(zhì)點9步調(diào)完全一致,所以選項D正確．]12．(多選)一列橫波某時刻的波形如圖所示,經(jīng)過0。25s圖中P點第一次到達(dá)波峰的位置，此后再經(jīng)0.75s，P點的位移和速度可能是（）A．位移是2cmB．位移是－2cmC．速度最大，方向沿－y的方向D．速度最大,方向沿＋y方向CD[此列波沒有給出傳播方向,因而可能向左也可能向右，P點在平衡位置附近振動，由此入手確定0.75s后的位移和速度．如果此波向左傳播，此時P點運動方向向上,經(jīng)0.25s，P點第一次到達(dá)波峰，此時經(jīng)過eq\f(1，4)T，此后再經(jīng)0.75s,即eq\f（3，4）T，P點到達(dá)平衡位置并向上運動；如果此波向右傳播，此時P點向下運動，經(jīng)0.25s即eq\f(3，4)T，P點第一次到達(dá)波峰，此后再經(jīng)0.75s，即3個eq\f（3,4）T后，P點到達(dá)平衡位置并向下運動,故C、D正確．]13．細(xì)繩的一端在外力作用下從t＝0時刻開始做簡諧運動，激發(fā)出一列簡諧橫波．在細(xì)繩上選取15個點，圖中甲為t＝0時刻各點所處的位置,乙為t＝eq\f（T,4)時刻的波形圖(T為波的周期)．在丙中畫出t＝eq\f（3T，4）時刻的波形圖．[解析]機(jī)械波在傳播過程中，介質(zhì)的質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動，時間依次滯后，從波形圖上看出,在t