3.1波的形成 练习
一、选择题
1.振源A带动细绳上下振动可以产生简谐波,某时刻在绳上形成的波形如图所示.规定向上为位移x的正方向,从波传播到绳上的P点开始计时,下列图中能表示P点振动图象的是( )
A. B. C. D.
2.一个小石子投向平静的湖水中央,激起圆形波纹一圈圈向外传播,如果此时树上一片树叶落在水面上,则树叶将( )
A.沿波纹的圆周运动. B.在落下处上下振动.
C.渐渐漂向湖心. D.渐渐漂向湖畔.
3、关于横波和纵波,下列说法不正确的是( )
A. 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
B. 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C. 横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部
D. 地震波是横波,声波是纵波
4.一列波由波源向周围传播开去,以下说法错误的是( )
A.介质中各质点由近及远地传播开去
B.波源的振动形式由近及远地传播开去
C.介质中各质点振动的能量由近及远地传播开去
D.介质中各质点只是振动而没有迁移
5、关于机械振动和机械波,下列说法不正确的是( )
A. 有机械振动必有机械波 B. 在空气中传播的声音是纵波
C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 机械波是传递能量的一种方式
6.如图所示,1、2、3、4…是某绳(可认为是均匀介质)上一系列等间距的质点,开始时绳处于水平方向,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开始向下运动,经过二分之一周期时,质点9开始运动,则在二分之一周期时刻,下列说法正确的是( )
A.质点3向上运动
B.质点5所受回复力为零
C.质点6的加速度向下
D.质点9的振幅为零
7、地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s,一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成,如图所示.地震中,假定震源在地震仪下方,观察到两振子相差5 s开始振动,则下列说法正确的是( )
A.P先开始振动,震源距地震仪约36 km
B.P先开始振动,震源距地震仪约25 km
C.H先开始振动,震源距地震仪约36 km
D.H先开始振动,震源距地震仪约25 km
8、(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.振动是波的成因,波是振动的传播
B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C.波在传播过程中,介质中的质点随波一起迁移
D.波源停止振动时,波立即停止传播
9、(多选)如图甲所示,波源S从平衡位置开始上、下振动,沿y轴方向,向上为y轴正方向,产生的简谐横波向右传播,经过0.1 s后,沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动。若以P点开始振动的时刻作为计时的起点,P点的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
波源S最初是向下振动的
B.t=0.2 s时P点向上振动
C.0~0.1 s时间内P点运动的路程为2 m
D.t=0.6 s时P点处于波峰
10、(多选)如图是沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间的距离相等,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,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的振动步调就完全一致,但如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的是第98次振动
二、非选择题
11.按要求完成下列各题
(1)一列横波某时刻的波形如图所示.质点A的受力方向是____。
(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示.P为介质中的—个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是v变________,a变________。
(3)如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图.a是正向最大位移处,b恰好处于平衡位置,经过Δt=时间,a,b两个质点所通过的路程的关系是sa____(填“<”“>”或“=”)sb 。
12、如图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。t=0时质点1开始竖直向上运动,t=时质点5向上运动,问:
(1)t=时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?
(2)画出时,绳子上的波形
答 卷
班次: 姓名: 考号:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
11.(1) (2) ,
(3)
12、
3.1 波的形成 练习案答案
1.B【详解】由波形得知,波向右传播时,介质中各个质点的起振方向向上,则质点P的起振方向应向上,则从波传播到绳上的P点开始计时,P点的振动图象应是正弦曲线,只有B图中t=0时刻,质点正通过平衡位置向上,与波动情况一致,故B正确,ACD错误。
2、B
3、D【解答】A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波,故A正确,不符合题意;
B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波,故B正确,不符合题意;
C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部,故C正确,不符合题意;
D.地震波有横波也有纵波,空气中的声波是纵波,故D错误,符合题意。
4.A【详解】波在传播时,介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动,它们并没有随波的传播而发生迁移;波传播的是振动形式,而振动由能量引起,也即传播了能量。
5、A【解答】A、有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波,还需要有传播振动的介质,故A说法错误;B、声波在空气中传播方向和质点的振动方向在同一直线上,属于纵波,故B说法正确;C、在波的传播中,振动质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播发生迁移,故C说法正确;D、机械波可以传递振动形式和能量的,故D说法正确。 故说法不正确的选:。
6、A
7、A 解析:纵波的速度快,纵波先到地震仪,所以P先开始振动,根据-=5 s,解得x=36 km,故A正确,B、C、D错误.
8、AB【解析】AB.组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动,这种振动在介质中传播,便形成了波,故AB正确;
C.波在传播过程中,介质中的质点是在平衡位置附近振动,不会随波一起迁移,故C错误;
D.沿介质传播行进的波独立于波源,即已经形成的波跟波源无关,在波源停止振动时波仍将继续向外传播而不会停止,故D错误。故选AB。
9、AB【解析】A.由P质点的振动图像知P质点的起振方向向下,则波源开始振动的方向也向下,A正确;B.根据图乙所示,t=0.2 s时P点向上振动,B正确;C.根据图乙,振动的周期为0.4s,0~0.1 s时间内P点运动的路程为一个振幅,振幅未知,不一定是2m,C错误;D.根据图乙,振动的周期为0.4s,t=0.6 s时P点处于平衡位置,D错误。故选AB。
10、ACD【解析】AB.所有质点起振方向均与波源相同(竖直向下),从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,故起振最晚,A正确,B错误;
C.质点7与质点8相比较,质点7靠近波源,质点7先振动,质点8后振动,通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7落后,C正确;D.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,D正确。故选ACD。
11、答案:(1)向下(2)大 小 (3)<
解析:(1)无论波向左还是向右传播,回复力始终指向平衡位置,且质点A的回复力是由相邻的质点对质点A的作用力来提供,质点A的受力方向始终向下.
(2)由题图知波传播方向沿x轴正方向,根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点P的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿y轴正方向,即向该质点的平衡位置运动,因此P质点速度增大;质点P做简谐运动,向平衡位置运动,相对于平衡位置的位移减小,所受回复力减小,因此加速度a减小,即v变大,a减小.
(3)因各个质点均做受迫振动,重复波源的振动,故振动频率、周期、振幅相同,而a正处于正向最大位移处,速度为零,在时间内,向平衡位置运动,速度由零逐渐增大,但达不到最大速度;b正在从平衡位置向上运动,具有最大速度,在时间内,它向正方向最大位移处运动,速度逐渐减小,但平均速度比a的大.
12、【解析】(1) 根据,已知时,质点1开始向上运动,时,质点1到达最上方,质点5开始向上运动,则各质点在的情况如图所示
则 时,质点8未达到波峰,正在向上振动,质点12、16未振动。
(2) 时的波形如图所示
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