2024-2025學年高中物理第二章機械波1機械波的形成和傳播課時評價含解析教科版選修3-4

PAGE7-機械波的形成和傳播(40分鐘100分)一、選擇題(本題共6小題,每題7分,共42分)1.(2024·成都高二檢測)關于介質中質點的振動方向和波的傳播方向,下列說法正確的是 ()A.在橫波中二者方向有時相同B.在橫波中二者方向肯定不同C.在縱波中二者方向肯定相同D.在縱波中二者方向肯定不同【解析】選B。在橫波中質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直,所以二者方向肯定不同,故A錯,B對;在縱波中二者方向在同始終線上,既可以相同,也可以相反,故C、D錯。2.(多選)一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示,則關于質點A的受力,下列說法正確的是 ()A.假如波向右傳播,則質點A受到向上的作用力B.假如波向右傳播,則質點A受到向下的作用力C.假如波向左傳播,則質點A受到向上的作用力D.假如波向左傳播,則質點A受到向下的作用力【解析】選B、D。無論波向右或向左傳播,回復力始終指向平衡位置,質點A的回復力是由相鄰質點對A的作用力供應的,故選項B、D正確。3.(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凹、凸形態(tài)。對此時繩上A、B、C、D、E五個質點,則有 ()A.它們的振幅相同B.質點D和F的速度方向相同C.質點A和C的速度方向相同D.從今時算起,質點B比C先回到平衡位置【解析】選A、D。波源振動時,繩上各質點通過相互間的彈力跟著做受迫振動,不考慮傳播中的能量損耗時,各質點的振幅相同,A正確;波傳播時,離波源遠的質點的振動落后于離波源近的質點的振動,并跟隨著近的質點振動。由圖可知,波源在左端,因此D點跟隨近波源的質點C正向上運動,F點跟隨近波源的質點E正向下運動,兩者速度方向相反,B錯誤;同理,此時A點正向下運動,C點正向上運動,兩者速度方向也相反,C錯誤;由于此時B、C兩質點都向上運動,C比B遲到最大位移處,C回到平衡位置也比B較遲,D正確。4.(多選)如圖是某繩波形成過程的示意圖,1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質點,繩處于水平方向。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動,帶動2、3、4……各個質點依次上下振動,把振動從繩的左端傳到右端。t=0時質點1起先豎直向上運動,經過四分之一周期,質點5起先運動。下列推斷正確的是 ()A.質點6起先振動時的運動方向向下B.t=時質點6的加速度方向向下C.t=時質點10的運動方向向上D.t=T時質點16起先運動【解析】選B、C。介質中各質點起先振動的方向和振源起先振動的方向相同,A不對;經過t=質點1回到平衡位置,質點9起先向上振動,質點6在平衡位置上方,所以加速度的方向向下,B對;t=時質點1振動到負的最大位移處,質點13起先振動,5～13之間的質點在平衡位置上方,9～13之間的質點處于“下坡路”上,振動方向都向上,C正確;t=T時質點17起先運動,D不對。5.(多選)下列有關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)介質中傳播C.縱波與橫波不行以同時在同一介質中傳播D.凡是振動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。質點振動方向與波傳播方向垂直的波叫橫波,A錯;縱波可在任何介質中傳播,B對;橫波和縱波可在同一種介質中傳播,如地震波,C錯;質點振動方向與波傳播方向平行的波叫縱波,D對。6.(2024·成都高二檢測)《楓橋夜泊》中出名句:“姑蘇城外寒山寺,夜半鐘聲到客船。”其中,當鐘聲傳到客船時,對大鐘的撞擊早已停止了,但仍感覺“余音未絕”,分析其緣由可能是 ()A.大鐘的回聲B.大鐘在接著振動,空氣中接著形成聲波C.人的聽覺發(fā)生“暫留”的原因D.大鐘雖停止振動,但空氣仍在振動【解析】選B。停止對大鐘的撞擊后,大鐘做阻尼振動,仍在空氣中形成聲波;隨著能量的減弱,鐘聲漸漸消逝。二、非選擇題(18分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位。)7.A、B、C、D、E、F、G是一條繩上的七個點,當繩子的A端振動時,向右形成如圖所示的繩波。(1)在圖上標出該時刻B、D點的位移和F點加速度方向。(2)若波剛傳到G,則波源A已振動了T,繩上的C點已振動了T。

(3)繩上質點起先起振的速度方向是。

【解析】(1)依據波形圖,可得出該時刻B、D分別在離平衡位置正向最大和負向最大處。F點在正向最大位移處,所以加速度負向最大。(2)波恰好傳到G點,由波形圖看出該段時間傳播的距離為1.5個波長,所以波源肯定振動了1.5個周期。C點距G點為一個波長的距離,所以比G點早振動1個周期。(3)當波從A向右傳播到G點時,G點振動滯后于F點,可判定其振動方向向上,即A點的起振方向向上,表明繩上全部質點起先振動時的方向都是向上的。答案:(1)如圖所示(2)1.51(3)向上【總結提升】繩波理解三個關鍵點(1)結合繩波特點,記住繩波是橫波。(2)結合繩波形成過程,理解好各質點“依次、帶動、重復”的含義。(3)結合繩波的傳播特點,理解全部波的傳播實質,即振動形式和波源的能量。8.(7分)(多選)(2024·南充高二檢測)如圖所示,用手握住長繩的一端上下抖動,長繩形成了向前傳播的一列波。假如在長繩中間某一位置做一個標記P,在抖動過程中 ()A.P左右搖擺B.P上下搖擺C.P的頻率與波源O的頻率相同D.P的速度與波源O的速度時刻相同【解析】選B、C。P上下振動,B正確,A錯誤;P與O的頻率相同速度不同,C正確,D錯誤。9.(7分)(多選)如圖為一列簡諧波在某時刻的波形圖,a、b、c、d為介質中的四個質點。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,四個質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,四個質點的振幅大小為Aa、Ab、Ac、Ad,則 ()A.ac<ab<aa=adB.ac>ab>aa=ad=0C.va=vd>vb>vc D.va=vd<vb<vc【解析】選A、D。機械波中各個質點都在做簡諧運動,質點的加速度與質點的位移成正比,故A選項正確;各質點越靠近平衡位置,速度越大,位移越小,故D選項正確。10.(7分)如圖所示是沿繩向右傳播的一列橫波。(1)在圖上標出B、D兩點的振動速度方向。(2)點正處于波峰,它此時具有最(選填“大”或“小”)的位移,最(選填“大”或“小”)的加速度,最(選填“大”或“小”)的速度。

(3)再經T,A第一次回到平衡位置。

【解析】(1)因為波向右傳播,所以右方質點的振動滯后,A為波谷,所以B點應向波谷運動,所以其速度方向向下,同理可知D點速度向上。(2)該時刻C點位于波峰,所以位移正向最大,加速度負向最大,速度為零。(3)A點此時位于波谷,所以再經過周期第一次回到平衡位置。答案:(1)如圖所示(2)C大大小(3)11.(9分)細繩的一端在外力作用下從t=0時刻起先做簡諧運動,激發(fā)出一列簡諧橫波。在細繩上選取15個點,圖中甲為t=0時刻各點所處的位置,乙為t=時刻的波形圖(T為波的周期)。在丙中畫出t=時刻的波形圖?！窘馕觥繖C械波在傳播過程中,介質的質點都在各自的平衡位置旁邊振動,時間依次滯后,從波形圖上看出,在t=時刻第4個質點才起先振動,則在t=時刻第10個質點剛起先振動,此時第4個質點已振動了的時間回到了自己的平衡位置,第1個質點到達下方最大位移處,新的波形如圖所示。答案:見解析12.(10分)如圖所示為某繩波形成過程的示意圖,質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動,帶動2、3、4……各個質點依次上下振動,把振動從繩的左端傳到右端。已知t=0時,質點1起先向上運動,t=時,1到達最上方,5起先向上運動,問:(1)t=時,質點8、12、16的運動狀態(tài)(是否運動、運動方向)如何?(2)t=時,質點8、12、16