2013-2014学年高中物理 12.1 波的形成和传播精品练案(含解析) 新人教版选修3-4
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第1课时波的形成和传播[对点训练]知识点一·波的形成与传播1.(多选)机械波传播的是( )A.介质中的质点B.质点的运动形式C.能量D.信息答案BCD解析机械波是振动在介质中向外传播的一种运动形式,质点不随波迁移,只是向外传递信息和能量,故A错误,B、C、D正确。
2.(多选)关于机械波的以下说法中,正确的是( )A.发生波动需要两个条件:波源和介质B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程C.波动过程是能量由近及远传递的过程D.波源与介质质点的振动都是自由振动答案AC解析波源(即振源)振动时,依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来,形成机械波。
各质点只在平衡位置附近振动,并不随波向外迁移,仅把振源的振动形式和能量传播出去。
波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动,是一种阻力,所以波源的振动不可能是自由振动。
相邻的介质质点间存在相互作用,故介质质点也不是自由振动。
故A、C正确。
3.关于机械波的下列说法中,正确的是( )A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的运动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.能传播机械波的介质一定是可以自由流动的答案 C解析自然界所刮的风,实质上是由于压强差等因素引起的空气流动,不是机械波,所以A错误;波是运动形式的传播,是能量传递的一种方式,但各质点均在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,因此B错误;波不仅能传播运动形式,它也是信息传递的载体,故C 正确;固体也能传播机械波,故D错误。
4.区分横波与纵波的依据是( )A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播C .质点振动方向和波的传播方向平行还是垂直D .波传播的距离远还是近答案 C解析 质点振动方向和波的传播方向在同一直线上为纵波,垂直则为横波,故C 正确。
5.(多选)2017年8月8日在四川九寨沟发生了7.0级地震。
1 波的形成和传播如图所示,将一支燃烧的蜡烛放在音响喇叭的纸盆前,让音响播放音乐,开大音量,蜡烛的火焰会随着音乐来回摆动,就像在跳舞一样.你知道这是为什么吗?提示:纸盆的振动产生声波,带动周围空气发生疏密变化,这种疏密相间的状态向外传播经过蜡烛火焰处时,引起火焰的摆动.【实例精讲】 当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻质点,使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都很快振动起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.如图所示.【例1】 (多选)如图所示,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0为波源,设波源的振动周期为T .自波源通过平衡位置向下振动时开始计时,经过T 4,质点1开始振动,则下列说法中正确的是( )A .介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,但图中质点9起振最晚B .图中所画的质点的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起振后,通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同位置时落后T 4D .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【导思】 1.波源起振后,假设介质之间没有相互作用,能形成波吗?2.波源起振后,后面的质点是由前面的质点带动引起的,因此各质点起振方向有什么特点?3.形成波后,沿波传播方向各质点振动的周期有什么关系?4.在同一介质中,波源振动的每个周期,波传播的距离有什么关系?【解析】 从图中可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与振源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A正确,B错误;质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前一个质点,7、8两质点的振动步调相差T4,故C正确;波由质点1传播到质点9正好是2个周期的时间,质点9比质点1晚2T开始起振,一旦质点9起振后,质点1、9振动步调完全一致,故D正确.【答案】ACD细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动,激发出一列简谐横波,如图所示,在细绳上选取15个点,图甲为t=0时刻各点所处的位置,图乙为t=T/4时刻的波形图(T为波的周期).请你在图丙中画出t=3T/4时刻的波形图.答案:t=34T时刻的波形如下图所示.解析:由题知,t=T4时刻,第1个质点到达最高点,第4个质点起振,则再经T4,即t=T2时刻,第4个质点到达最高点,第7个质点起振,再经T4,即t=34T时刻,第7个质点到达最高点,第10个质点起振.考点二横波和纵波1.横波(1)概念:质点的振动方向跟波的传播方向相互垂直的波,叫做横波.(2)波形特点:凹凸相间.【说明】形成横波的各质点可在与波传播方向垂直的任意方向上振动.(3)波峰和波谷:在横波中,凸起的最高处叫做波峰,凹下的最低处叫做波谷.2.纵波(1)概念:质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波,叫做纵波.(2)波形特点:疏(疏部)密(密部)相间.(3)密部和疏部:在纵波中,质点分布最密的位置叫做密部,质点分布最疏的位置叫做疏部.【注意】气体、液体、固体三种介质都能传播纵波,但气体不能传播横波.因为气体不能发生剪切形变,无法传播横波.3.横波和纵波的区别4.实际生活中的纵波与横波声波是纵波,地震波既有横波又有纵波.水波比较复杂,水的内部只能传播纵波,由于表面张力作用,水的表面可以传播横波和纵波,因此水波既不是横波,也不是纵波,称为水纹波(如图所示).【例2】关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.振源上、下振动形成的波是横波B.振源水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播,质点上下振动,这类波是横波D.质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,这类波是纵波【导思】判断横波与纵波的方法是根据波的传播方向与质点振动方向的关系.【解析】根据纵波与横波的概念,质点振动方向与波传播方向垂直者为横波,同一直线者为纵波,并不是上、下振动与水平振动的问题.所以A、B两项错误,C正确.对于D,水平传播、水平振动还不足以说明是同一直线,则D项错误.【答案】 C关于横波和纵波,下列说法正确的是(D)A.对于横波和纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B.对于纵波质点的振动方向与波的传播方向一定相同C.形成纵波的质点,随波一起迁移D.空气介质只能传播纵波解析:形成横波的质点振动的方向只能与波的传播方向垂直,形成纵波的质点的运动方向总是与波的传播方向平行,有时相同,有时相反,故A、B选项都错误;无论是横波还是纵波,质点都是在平衡位置附近往复运动,不会随波迁移,故C错误;因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力,故空气介质只能传播纵波,D选项正确.考点三机械波1.机械波机械振动在介质中传播,形成机械波.【说明】生活中常见的波大部分是机械波,如声波、水波等,无线电波、光属于电磁波.2.介质与机械波的传播介质中有机械波传播时,介质中的物质并不随波一起传播,传播的只是振动这种运动形式,同时传播波源的能量和包含的信息.3.机械波的特点(1)各质点都做受迫振动,其振动的频率(或周期)都与波源(或周期)的频率相同,各质点的起振方向都与波源相同,但不同步,离波源越远的质点振动越滞后.(2)机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量,介质中各质点并不随波迁移,而是在自己的平衡位置附近振动.在横波中,波动方向与振动方向垂直.均匀介质中,波动是匀速运动,振动是变速运动.(3)介质中各质点靠弹力相互作用,前一质点带动后一质点振动,后一质点跟着前一质点振动,故可通过前一质点的位置而确定后一质点的运动方向.此外,若不计能量损失,在均匀介质中各质点振动的振幅应相同.(4)机械波在传播时也传递了信息.【例3】沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时()A.绳上各质点同时停止振动,横波立即消失B.绳上各质点同时停止振动,纵波立即消失C.离波源较近的各质点先停止振动,较远的各质点稍后停止振动D.离波源较远的各质点先停止振动,较近的各质点稍后停止振动【导思】 1.由于波源的振动依次引起后面质点的振动,从而形成机械波,试想有机械波一定存在机械振动吗?2.机械波是由波源的振动引起的,那么有机械振动一定形成机械波吗?3.如果波源停止振动,机械波能马上消失吗?为什么?4.机械波的形成是由前面的质点依次带动后面的质点形成的,那么波源停止振动后,是离波源近的质点先停止振动还是远的质点先停止振动?为什么?【解析】波形成后,如果波源停止振动,波不会立即消失,A、B错;波源的能量不断向远处传播,故离波源较近的质点先停止振动,C正确,D错.【答案】 C(多选)关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是(BC)A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后一步C.参与振动的质点群有相同的频率D.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递解析:机械波的形成必须具备的两个条件:振源和介质,只有物体做机械振动,而其周围没有传播这种振动的介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故A选项错误;形成机械波的各个质点,只在平衡位置附近往复运动,并没有随波迁移,离振源远的质点振动的能量,是通过各质点的传递从振源获得,故D选项错误.【例4】如图所示是以质点P为振源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图,则质点P刚开始振动时的方向为()A.向上B.向下C.向左D.向右【导思】 1.由题中条件可知波向哪个方向传播?2.传到Q点时,Q点向哪个方向运动?【解析】由于是波源带动了后面的质点依次振动,且后面的质点总是重复前面质点的振动状态,所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同.此时波刚传播至Q点,Q点此时的振动状态即与波源P开始振动时的状态相同.由波的传播特点可知Q点此时是向上运动的,所以波源P点刚开始振动时的方向也向上.正确选项为A.【答案】 A下图是一列向右传播的横波,请标出这列波中a、b、c、d…h等质点在这一时刻的速度方向.解析:a、b两质点速度方向向上,d、e、f质点速度方向向下,h质点速度方向向上.c、g两质点速度为零.重难疑点辨析振动和波动的区别与联系【典例】(多选)下列有关机械振动与机械波的说法中正确的是()A.有机械振动就一定有机械波B.机械波中各质点振幅一定相同C.机械波中各质点均做受迫振动D.机械波中各质点振动周期相同【思路分析】根据振动与波动的关系以及质点振动的特点分析问题.【解析】有机械振动不一定有机械波,故选项A错误;机械波传播中要消耗能量,所以振动幅度逐渐减小,各质点的振幅不一定相等,选项B错误;机械波传播中各质点都要受到它前面质点的作用,每个质点都在做受迫振动,各质点振动的周期相同,故选项C、D正确.【答案】CD波动与振动是两个不同的概念,有些同学会错误地认为振动就是波动.我们知道在波的传播过程中,一定有质点的振动,但质点振动,不一定能够形成波动,波动是许多质点振动而形成的,振动则是单个质点的运动.1.(多选)关于机械波的以下说法中,正确的是(AC)A.发生波动需要两个条件:波源和介质B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程C.波动过程是能量由近及远传递的过程D.波源与介质质点的振动都是自由振动解析:波源(即振源)振动时,依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来,形成机械波.各质点只在平衡位置附近做振动,并不随波向外迁移,仅把振源的振动和能量传播开来.波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动,是一种阻力,所以波源的振动不可能是自由振动.相邻的介质质点间存在相互作用,故介质质点也不是自由振动.2.一小石子落入平静的湖面中央,圆形波纹一圈圈向外传播,有一片树叶落在水面上,则树叶(C)A.逐渐漂向湖心B.逐渐漂向湖畔C.在落下地方上下振动D.沿树叶所在的圆圈做圆周运动3.(多选)关于机械波的说法正确的是(ACD)A.相邻的质点要相互做功B.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能C.振源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动D.除振源外,波中各质点都做受迫振动解析:机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点,使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的,前、后质点间存在相互作用力,因而相互做功,故A正确;无论是横波还是纵波,波传播过程中,各质点只能在各自的平衡位置附近振动,质点不随波迁移,因此B错;振源依次带动后面的质点,每个质点都做受迫振动,每个质点的频率都与振源频率相同,并且都“仿照”振源振动,故C、D正确.4.如图所示,是一列简谐波某时刻的波形图,则在a、b、c、d四个位置的质点,b、d点加速度最大,c点速度最大;若波向右传播,则c点向上振动.5.你目睹过交通事故吗?你感受过事故的毛骨悚然吗?你听到过那震耳欲聋的声响吗?在茫茫的宇宙中,有无数的天体在高速运行,它们之间有许多碰撞,与交通事故相比,这时发出的是非常强烈的“爆炸声”.而生活在地球上的我们和其他生命却置若罔闻,试用本节知识解释.解析:因为地球和其他天体间的茫茫宇宙空间多为真空,不具备声波(机械波)的产生条件,虽有剧烈的振动,但不能产生声波,向外传播,因而我们听不到此类声音.。
高中物理第12章机械波第1节波的形成和传播课后练习含解析新人教版选修341130124基础夯实一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)1.关于机械波的下列说法中,正确的是( C )A.自然界所刮的风就是一种机械波B.波不仅能传递能量,而且参与振动的质点也在随波迁移C.波将波源的运动形式传播出去的同时,也可以传递信息D.能传播机械波的介质一定是可以自由流动的解析:自然界所刮的风,实质上是由于压强差等因素引起的空气流动,不是机械波,所以A错;波是运动形式的传播,是能量传递的一种方式,但各质点均在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,因此B错;波不仅能传播运动形式,它也是信息传递的载体,故C正确;固体也能传播机械波,故D错。
2.关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是( A )A.有机械振动必有机械波B.有机械波必有机械振动C.在波的传播中,振动质点并不随波的传播发生迁移D.在波的传播中,如果振源停止振动,波的传播并不会立即停止解析:机械振动是形成机械波的条件之一,有机械波一定有机械振动,但有机械振动不一定有机械波,A错,B对;波在传播时,介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动,它们不随波的传播而发生迁移,C对;振源停止振动后,已形成的波仍继续向前传播,直到波的能量消耗尽为止,D对。
故符合题意的选项为A。
3.区分横波和纵波是根据( C )A.是否沿水平方向传播B.质点振动的方向和波传播的远近C.质点振动的方向和波传播的方向的关系D.质点振动的快慢解析:横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系判断的,如果两者的方向在同一条直线上,则该波就是纵波,如果两者的方向相互垂直,则该波就是横波。
4.关于机械波的形成,下列说法中正确的是( BC )A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后一步C.参与振动的质点都有相同的频率D.机械波是介质随波迁移,也是振动能量的传递解析:机械波的形成必须具备的两个条件:振源和介质。
波的形成和传播基础巩固1.在敲响古刹里的大钟时,有的同窗发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因是( )A.大钟的回声B.大钟在继续振动C.人的听觉发生“暂留”的缘故D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动2.沿绳传播的一列横波,当波源突然停止振动时(设绳无穷长,且波传播进程无能量损失)( )A.绳上各质点同时停止振动,波同时消失B.离波源较近的质点先停止振动,直到所有质点全数停止振动C.离波源较远的质点先停止振动,直到所有质点全数停止振动D.以上说法都不对3.2013年4月20日,四川芦山发生里氏级地震,若这次地震波中的横波和纵波传播速度别离约为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,在一次地震中,震源在地震仪下方,观察到两振子相差5 s开始振动,则( )A.P先开始振动,震源距地震仪约36 kmB.P先开始振动,震源距地震仪约25 kmC.H先开始振动,震源距地震仪约36 kmD.H先开始振动,震源距地震仪约25 km4.如图是一列沿着绳向右传播的绳波波形,此时波刚传到B点,由图可判断波源A点开始的振动方向是( )A.向左B.向右C.向下D.向上5.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,两宇航员面对面发言也无法听到,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,声音太轻D.月球上太喧闹,声音听不清楚能力提升6.如图所示,有一组学生做游戏来模拟波的传播。
该游戏模拟的是________的传播(选填“横波”或“纵波”),因为学生下蹲与起立时身体的运动方向与模拟波的传播方向________(选填“平行”或“垂直”)。
7.一列横波某时刻的波形如图所示,通过 s 图中P 点第一次抵达波峰的位置,尔后再经 s ,P 点的位移和速度可能是( )A .位移是2 cm ,速度为零B .位移是零,速度方向沿+y 的方向C .位移是-2 cm ,速度为零D .位移是零,速度方向沿-y 的方向8.已知地震中的纵波和横波在地表周围的传播速度别离是9.1 km/s 和3.7 km/s ,在某地的观测站中,记录了某次地震的震中位置的纵波和横波抵达该观测站的时间差为 s 。
波的形成和传播[A组素养达标]1.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,声音太轻D.月球上太嘈杂,声音听不清楚解析:声波是机械波,传播需要介质,故B选项正确.答案:B2.(多选)关于机械波的以下说法正确的是( )A.波动发生需要两个条件:波源和介质B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程C.波动过程是能量由近及远传递的过程D.波源与介质质点的振动都是自由振动解析:据波的产生条件和特点知本题选项A、C对,选项B、D错.答案:AC3.(多选)把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来,手有规律地上下振动,则( )A.在弹簧上形成一列机械波B.在弹簧上形成波峰和波谷C.弹簧上的质点自上而下振动D.弹簧上的机械波自上而下传播解析:手有规律地上下振动时弹簧上各质点也上下振动,形成纵波,向下传播,故A、D 正确,B、C错误.答案:AD4.(多选)机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波.关于介质中质点的振动方向和波的传播方向,下列说法正确的是( )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不同解析:在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直,所以二者方向一定不同,故A项错,B项对;在纵波中二者方向在同一直线上,有时相同,有时相反,故C项对,D项错.答案:BC5.一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.沿波纹做圆周运动B.在落下处上下振动C.渐渐漂向湖心D.渐渐漂向湖畔解析:一个小石子投向平静的湖水中央,激起圆形的水波向外传播,而水波是横波,传播过程中水面各质点上下振动,既不向湖畔移动,也不向湖心移动,更不会沿波纹做圆周运动,B正确.答案:B6.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因是( )A.大钟的回声B.大钟在继续振动C.人的听觉发生“暂留”的缘故D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动解析:停止对大钟的撞击后,大钟的振动不会立即停止,振动的能量不会凭空消失,它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止,因此还会在空气中形成声波,这就是“余音未绝”的原因,所以选项B正确.答案:B7.(多选)关于机械波和机械振动,下列说法中正确的是( )A.机械振动就是机械波,机械波就是机械振动B.有机械波,则一定有机械振动C.机械波就是质点在介质中的运动路径D.在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅解析:机械振动在介质中的传播即机械波,A错;波的形成有两个条件,一是要有波源,二是要有介质,所以,有机械波一定有机械振动,B对;在波的形成和传播过程中,各质点不随波迁移,C错;离波源较远的质点依靠前面质点的带动而振动,所以频率、振幅相同,D对.答案:BD8.(多选)如图所示是做简谐振动绳子的一段,绳中有沿绳向右传播的一列机械波,则对于该时刻,下列说法中正确的是( )A .图中第3点的速度方向向下B .除第1点外,加速度最大的点是第5点C .只有第3、7点的振动频率不同,其他点的振动频率都相同D .各个点振动的周期都与波源振动的周期一样解析:由于绳波是横波且向右传播,介质中左边的质点带动右边的质点振动,故2、3、4质点向下振动,6、7质点向上振动,如题图时刻3、7两质点在平衡位置,速度最大,1、5两质点在最大位移处,加速度最大,故A 、B 对;各质点的振动周期(或频率)由波源决定,并且是相等的,故C 错,D 对.答案:ABD9.地震时,震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5 km/s 的S 波,另一种是传播速度约为7.0 km/s 的P 波.一次地震发生时,某地震监测点记录到首次到达的P 波比首次到达的S 波早3 min.假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2 s ,求震源与监测点之间的距离x .解析:设P 波的传播时间为t ,则x =v P t ,x =v S (t +Δt )解得x =v P v Sv P -v SΔt ,代入数据得x =1 260 km. 答案:1 260 km[B 组 素养提升]10.(多选)如图所示,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 ,从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时,经T4质点1开始振动,则下列关于质点的振动和介质中波的说法,正确的是( )A .介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后T4D .只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动解析:从题图可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与波源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A 正确,B 错误;质点7与质点8比较,质点7是质点8的前质点,7、8质点间的振动步调相差T4,故C 正确;质点9比质点1晚2T 开始起振,一旦质点9起振后,质点1、9的振动步调就完全一致,D 正确.答案:ACD11.(多选)如图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图,设介质中质点振动周期为T ,下列说法中正确的是( )A .若M 点为波源,则M 点开始振动时方向向上B .若M 点为波源,则P 点已经振动了34TC .若N 点为波源,则P 点已经振动了34TD .若N 点为波源,则该时刻质点P 动能最大解析:若M 点为波源,相当于其他点追随M 点振动,又因为是经过一个周期的波形,此时波传到了N 点,此时N 点振动方向向上,即波源开始振动的方向向上,而传到P 点要经过34T ,因而P 点已振动14T ;若N 点为波源,N 开始振动方向向下,传到P 点经14T ,故P 点已振动了34T ,而此时P 点在最大位移处,速度为零,动能最小,A 、C 正确. 答案:AC12.如图所示,O 是波源,a 、b 、c 、d 是波传播方向上四个质点的平衡位置,且Oa =ab =bc =cd ,t 1=0时各质点均静止在平衡位置,波源O 开始沿y 轴正方向做简谐运动,形成一列沿x 轴正方向传播的简谐波.在t 2=0.3 s ,波源O 第一次到达负向最大位移处,波恰好传到c 点.下列说法正确的是( )A .波的周期为1.2 sB .t 2=0.3 s ,a 质点向y 轴正方向运动C .t 2=0.3 s ,b 质点的加速度达正向最大D .当d 点开始振动时的起振方向沿y 轴正方向解析:由于波源的起振方向向上,且在t 2=0.3 s ,波源O 第一次到达负向最大位移处,可知T =0.4 s ,据此时波形可知,该时刻a 在平衡位置将向y 轴负方向运动,b 质点在正向最大位移处,即加速度负向最大,故A 、B 、C 错误;各质点的起振方向与波源的起振方向相同,故d 的起振方向沿y 轴的正方向,故D 正确.答案:D[C 组 学霸冲刺]13.细绳的一端在外力作用下从t =0时刻开始上下振动,激发出一列横波,在细绳上选取15个点,图甲为t =0时刻各点所处的位置,图乙为t =T4时刻的波形图(T 为波的周期).在图丙中画出t =3T4时刻的波形图.解析:机械波在传播过程中,介质中的质点都在各自的平衡位置附近振动,时间上依次滞后.从波形图上看出,在t =T 4时刻第4个质点才开始振动,则在t =3T4时刻第10个质点刚开始振动,此时第4个质点已振动了T2的时间回到了自己的平衡位置,第1个质点到达下方最大位移处.答案:如图所示。
本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==高中物理波的形成和传播教学案及随堂检测题答案课前预习学案:一、预习目标:1、知道直线上机械波的形成过程.2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.二、预习内容1.波的形成:引起波动的振动体叫波源.波源振动带动它相邻质点发生振动,并依次带动离波源更远的质点振动,只是的振动比前一质点的振动迟一些.于是,波源的振动逐渐传播开去.2.机械波产生的条件:(1)要有;(2)要有传播振动的.3.机械波的特点:(1)机械波传播的是质点的,也是传递能量和信息的一种方式.介质中的质点只是在平衡位置附近振动,并不随波的传播而迁移.(2)波动是大量质点的集体行为,各个质点的振动有一个时间差,离波源越远的质点振动越滞后.4.机械波的分类:机械波分成和两类.质点振动的方向与波的传播方向的波叫横波.在横波中,凸起的最高处叫,凹下的最低处叫.质点的振动方向跟传播方向的波叫纵波.在纵波中,质点分布最密的地方叫,质点分布最疏的部分叫三、提出疑惑:同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标:1.理解形成机械波的物理过程;2.学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动,并不随波迁移。
知道横波和纵波的区别是波形不同,二、学习过程:合作探究1波动与振动的区别:振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”;波动则是大量的、彼此相联系的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”.这种“群体行为”虽不同步但却是有秩序的.根据机械波的定义,机械波产生的条件有两个:(1)有起振的波源;(2)有传播振动的介质.由此可以知道:有波动就一定有振动,因为波中的各个质点都是重复波源的振动;但有振动却不一定有波动,还要看是否有传播振动的介质.例如,放在抽成真空的玻璃罩内的闹钟,尽管铃锤不停地振动敲击铃壳,但是我们却听不到铃响,原因是闹钟周围没有传播声音的介质,不能形成声波.合作探究2请同学们再思考:如果波源停止了振动,那么由它引起的波动是否也会立即停止?试举例说明.三、反思总结1.波是自然界一种常见的运动,知道了产生机械波的条件是波源和介质.2.机械波和机械振动是有区别的机械振动在介质中的传播,形成机械波,有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波.3.机械波形成时,介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波逐流.4.机械波分为横波和纵波,横波和纵波可以同时存在,例如地震波,既有横波,又有纵波.四、当堂检测1. 关于波动的下列说法,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.波不但传递能量,还能传递信息D.一切波的传播均需要介质课后练习与提高1.关于机械波的下列说法正确的是A.有机械振动就有机械波B.有机械波就一定有机械振动C.机械波是机械振动在介质中的传播过程,它是传递能量的一种方式D.没有机械波就没有机械振动2.波在传播过程中,正确的说法是A.介质中的质点随波迁移B.波源的振动能量随波传递C.介质中质点振动的频率随着波的传播而减小D.波源的能量靠振动质点的迁移来传播3.区分横波和纵波是根据A.质点振动的振幅和波的传播速度的大小B.质点振动的频率和波的传播能量的多少C.质点振动的方向和波传播的远近D.质点振动的方向和波传播的方向。
波的形成和传播示范教案教学目标(一)知识目标1、知道直线上机械波的形成过程.2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.3、知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波".知道波在传播运动形成的同时也传递了能量.4、通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波.(二)能力目标培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神.教学建议本节重点是理解形成机械波的物理过程;学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动,并不随波迁移。
知道横波和纵波的区别是波形不同,横波有波峰、波谷,而纵波有疏部和密部.认真分析下列问题:1、机械波能离开媒质向外传播吗?(解答)不能.机械波一定要依赖媒质才能传播,若没有媒质,相邻质点间的相互作用就不能发生,前一个质点就不能带动后一质点振动,所以振动形式无法传播出去.2、日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢人石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边呢?(解答)不能.向水中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成水波向四周传去.这是表面现象,实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移,所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动.教学重点机械波的形成过程及描述教学难点机械波的形成过程及描述教学用具1、演示绳波的形成的长绳;并用课件展示。
2、横波、纵波演示仪;并用课件展示。
3、用幻灯展示机械波。
教学步骤引入新课我们已学习过机械振动,它是描述单个质点的运动形式,这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式——机械波。
1、机械波的产生条件演示——水波:教师用幻灯机做实验:使平静的水面振动,会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去,形成水波。
演示——绳波:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。
以上两种波都可以叫做机械波。
教师提问:水波离开水能看到上面的现象吗?绳波离开绳行吗?学生回答:不行。
高中物理 选修3-4 12.1 波的形成和传播 课时同步习题(含答案解析)1.一列波由波源向周围扩展开去,由此可知( ) A .介质中的各个质点由近及远地传播开去B .介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动,并不迁移C .介质将振动的能量由近及远地传播开去D .介质将振动的形式由近及远地传播开去2.下列有关横波与纵波的说法中正确的是( ) A .沿水平方向传播的波为横波B .纵波可以在固态、液态、气态介质中传播C .纵波与横波不可以同时在同一介质中传播D .凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波 3.区分横波和纵波的依据是( ) A .质点沿水平方向还是沿竖直方向振动 B .波沿水平方向还是沿竖直方向传播C .质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上D .波传播距离的远近4.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,声音太轻D .月球上太嘈杂,声音听不清楚5.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”, 分析其原因是( ) A .大钟的回声 B .大钟在继续振动C .人的听觉发生“暂留”的缘故D .大钟虽停止振动,但空气仍在振动6.关于振动和波的关系,下列说法正确的是( ) A .有机械波必有振动 B .有机械振动必有波C .离波源远的质点振动较慢D .波源停止振动时,介质中的波立即停止传播7.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( ) 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 .波的传播速度就是质点振动的速度D .波源停止振动时,波立即停止传播 8.图3如图3所示为波源开始振动后经过一个周期的情景图,设介质中质点的振动周期为T , 下列说法中正确的是( )A .若M 点为波源,则M 点开始振动时方向向下B .若M 点为波源,则P 点已经振动了34TC .若N 点为波源,则P 点已经振动了34TD .若N 点为波源,则该时刻P 质点动能最大9.如图4所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A 正向上运动,如图 中箭头所示,由此可判定此横波( )图4A .向右传播,且此时质点B 正向上运动 B .向右传播,且此时质点C 正向下运动 C .向左传播,且此时质点D 正向上运动图510.如图5所示是沿绳向右传播的一列横波, (1)在图上标出B 、D 两质点的速度方向.(2)______点正处于波峰,它此时具有最____(填“大”或“小”)的位移,最____(填 “大”或“小”)的加速度,最____(填“大”或“小”)的速度. (3)再经________,A 第一次回到平衡位置.11.一同学不小心把一只排球打入湖中,为使排球能漂回岸边,这位同学不断将石头抛 向湖中,圆形波纹一圈圈地向外传播.能否借助石块激起的水波把排球冲到岸边? 12.如图6所示,是某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下沿直线方向做简谐 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 =T4时,1到达最上方,5开始向上运动,问:图6(1)t =T2时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?(2)t =3T4时,质点8、12、16的运动状态如何?(3)t =T 时,质量8、12、16的运动状态如何?参考答案1.BCD2.BD [纵波与横波可以在同一介质中传播,如地震波中既有横波又有纵波.]3.C [横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系,若互相垂直,为横波;若在一条直线上,为纵波,因此只有选项C 正确.]4.B [月球表面无大气层,没有传播声音的介质,所以讲话无法听到.] 5.B6.A [机械振动在介质中向外传播就形成了机械波,所以有机械波必定有机械振动.但如果只有振动,没有介质的传播就不会有机械波的产生.因各质点的振动都是重复波源的振动,不论距波源远近,振动的快慢都一样;在波源停止振动时,波仍将继续向外传播而不会停止.]7.AB [机械波的产生条件是要有波源和介质.由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波,所以选项A 和B 正确;波的传播速度是波形由波源向外延伸的速度,在均匀介质中其速度大小不变,而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化,选项C 错误;波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播,当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的运动形式,不会随波源停止振动而停止传播,即波不会停止传播,选项D 错误.故本题应选A 、B 项.]8.C [若M 点为波源,又因为是经过一个周期的波形,此时M 点的振动方向向上,即为开始振动时的方向或者波传到了N 点时N 点的振动方向,即波源开始振动时方向向上;波传到P 点要经过34T ,故P 点已振动了14T.若N 点为波源,N 开始振动时方向向下,波传到P 点要经过T 4,故P 点已振动了34T ;而此时P点在最大位移处,速度为零,动能最小.故正确选项为C .]9.C [一个质点的振动,带动相邻质点的振动,A 点向上,说明被右边的质点带动,波源在右侧,所以选项C 正确.]10.(1)如图所示(2)C 大 大 小 (3)T411.不能解析 根据波的传播特点,各质点只能在各自的平衡位置附近做往复运动,并不随波迁移,所以石头激起的水波虽向四周传播,水本身并未向四周运动,因此浮在水面上的排球也只能随水波上下起伏,不能到达河岸.12.见解析解析 各质点在各时刻的情况如图所示.(1)由乙图可知,t =T2时,质点8未达到波峰,正在向上振动,质点12、16未振动.(2)由丙图可知,t =3T4时,质点8正在向下振动,质点12向上振动,质点16未振动.(3)由丁图可知,t =T 时,质点8、12正在向下振动,质点16向上振动.由于质点间的相互作用,前面的质点带动后面的质点振动,所以后面的质点总是滞后于前面的质点.。
121 波的形成和传播每课一练(人教版选修3-4)1.一列波由波向周围扩展开去,由此可知( )A.介质中的各个质点由近及远地传播开去B.介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动,并不迁移.介质将振动的能量由近及远地传播开去D.介质将振动的形式由近及远地传播开去2.下列有关横波与纵波的说法中正确的是( )A.沿水平方向传播的波为横波B.纵波可以在固态、液态、气态介质中传播.纵波与横波不可以同时在同一介质中传播D.凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波3.区分横波和纵波的依据是( )A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上D.波传播距离的远近4.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.宇航员不适应月球,声音太轻D.月球上太嘈杂,声音听不清楚5.在敲响古刹里的大钟时,有的同发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因是( )A.大钟的回声B.大钟在继续振动.人的听觉发生“暂留”的缘故D.大钟虽停止振动,但空气仍在振动6.关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )A.有机械波必有振动B.有机械振动必有波.离波远的质点振动较慢D.波停止振动时,介质中的波立即停止传播7.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )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呈现的运动现象.波的传播速度就是质点振动的速度D.波停止振动时,波立即停止传播8图3如图3所示为波开始振动后经过一个周期的情景图,设介质中质点的振动周期为T,下列说法中正确的是( )A.若M点为波,则M点开始振动时方向向下B.若M点为波,则P点已经振动了T.若N点为波,则P点已经振动了TD.若N点为波,则该时刻P质点动能最大9.如图4所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A正向上运动,如图中箭头所示,由此可判定此横波( )图4A.向右传播,且此时质点B正向上运动B.向右传播,且此时质点正向下运动.向左传播,且此时质点D正向上运动D.向左传播,且此时质点E正向下运动图510.如图5所示是沿绳向右传播的一列横波,(1)在图上标出B、D两质点的速度方向.(2)______点正处于波峰,它此时具有最____(填“大”或“小”)的位移,最____(填“大”或“小”)的加速度,最____(填“大”或“小”)的速度.(3)再经________,A第一次回到平衡位置.11.一同不小心把一只排球打入湖中,为使排球能漂回岸边,这位同不断将石头抛向湖中,圆形波纹一圈圈地向外传播.能否借助石块激起的水波把排球冲到岸边?12.如图6所示,是某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动,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=0时,质点1开始向上运动,=错误!未定义书签。
高中物理第十二章第1节波的形成和传播练习(含解析)新人教版选修34波的形成和传播[随堂检测]1.(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫做横波B.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部D.地震波是横波,声波是纵波解析:选ABC.由定义知,选项A、B、C正确.声波是纵波,但地震波中既有横波也有纵波,故选项D错误.2.(多选)关于机械波的说法正确的是( )A.相邻的质点要相互做功B.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能C.振源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动D.波中各质点振动频率是相同的解析:选ACD.机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点,使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的,前后质点间存在相互作用力,因而相互做功,故A正确;波传播过程中,各质点只能在各自的平衡位置附近振动,质点不随波迁移,因此B错误;每个质点都是由振源依次带动后面的质点,每个质点都做受迫振动,每个质点的频率都与振源频率相同,并且都“仿照”振源振动,故C、D正确.3.(多选)下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是( )A.某物体做机械振动,它周围的介质中就一定产生机械波B.波源停止振动后,已形成的机械波仍能在介质中继续传播C.机械波传播的只是机械振动的形式和能量,参与波动的质点并不随波迁移D.振动是变速的,波动是匀速的解析:选ABC.机械振动在介质中的传播形成机械波,选项A正确;由于机械波已在介质中形成,当波源停止振动,已振动的质点又形成新的波源,使机械波仍在介质中传播,选项B正确;由机械波的传播特点可知,选项C正确;波只有在同种均匀介质中才会匀速传播,选项D 错误.4.(多选)一列横波某时刻的波形如图所示,则关于质点A的受力下列说法中正确的是( )A.如果波向右传播,则质点A受到向上的作用力B.如果波向右传播,则质点A受到向下的作用力C.如果波向左传播,则质点A受到向上的作用力D.如果波向左传播,则质点A受到向下的作用力解析:选BD.无论波向左传播还是向右传播,回复力均指向平衡位置,质点A的受力方向均向下,故B、D正确.[课时作业] [学生用书P97(单独成册)]一、单项选择题1.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,声音太轻D.月球上太嘈杂,声音听不清楚解析:选B.两宇航员面对面讲话却无法听到,说明声波有振源却传播不出去,即缺乏声波传播的另一条件,没有介质,故B选项正确.2.将一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈向外传播的波纹,如果此时水面上有一片树叶,下列对树叶运动情况的叙述正确的是( )A.树叶慢慢向湖心运动B.树叶慢慢向湖岸漂去C.在原位置上下振动D.沿着波纹做圆周运动解析:选C.波在传播过程中,只传递振动能量和波源所发出的信息;而各质点不随波迁移,只在各自的平衡位置附近振动,故选C.3.在敲响古刹里的大钟时,有的同学发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析原因是( )A.大钟的回声B.大钟在继续振动,空气中继续形成声波C.人的听觉发生“暂留”的缘故D.大钟虽然停止振动,但空气仍在振动解析:选B.停止撞钟后,大钟的振动不会立即停止,再振动一段时间后,由于阻力的作用,振动才逐渐停止,故B选项正确.4.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,不能传递信息解析:选C.波在传播过程中只传播振动形式和传递能量与信息,而质点并不随波迁移.5.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,质点9开始运动.则在二分之一周期时,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的振幅为零解析:选A.经过二分之一周期,质点9开始运动,此时质点9开始向下振动,其位移为零,但振幅不为零,选项D错误;质点5到达最低点,质点3向上运动,选项A正确;质点5在波谷,此时的回复力最大,选项B错误;质点6也在平衡位置以下向下振动,加速度向上,选项C错误.6.沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时( )A.绳上各质点同时停止振动,横波立即消失B.绳上各质点同时停止振动,纵波立即消失C.离波源较近的各质点先停止振动,较远的各质点稍后停止振动D.离波源较远的各质点先停止振动,较近的各质点稍后停止振动解析:选C.波形成后,如果波源停止振动,波不会立即消失,选项A、B错误;波源的能量不断向远处传播,故离波源较近的质点先停止振动,选项C正确,选项D错误.7.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )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传播过程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解析:选D.波源停止振动,介质中的质点仍然在振动,所以波仍继续传播,选项A错误;产生波的条件必须有介质,选项B错误;在振动过程中质点不随波的传播而迁移,只是向外传播信息和能量,选项C错误,D正确.8.如图所示是一列沿着绳向右传播的绳波波形,此时波刚传到B点,由图可判断波源A点开始的振动方向是( )A.向左B.向右C.向下D.向上解析:选D.由于波刚传到B 点,所以B 点此时的振动方向就是波源的起振方向,由题图根据波的传播与质点振动的关系可以知道,B 质点此时正向上振动,所以波源A 点刚开始的振动方向向上,选项D 正确.9.如图是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点,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.t =0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动,下列判断正确的是( )A .质点2开始振动时的运动方向向上B .t =T2时质点5的加速度方向向上 C .t =3T 4时质点10的运动方向向下 D .t =T 时质点12的运动方向向上解析:选A.介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同,A 正确;经过t =T 2,质点5振动了T 4,处于正向最大位移处,加速度的方向向下,B 错误;t =3T 4时质点1振动到负的最大位移处,质点13开始振动,5~13之间的质点在平衡位置上方,9~13之间的质点处于“下坡路”上,质点10振动方向向上,C 错误;t =T 时,质点9~17之间的质点在平衡位置上方,质点12处于“上坡路”下,振动方向向下,D 错误.10.关于横波和纵波,下列说法正确的是( )A .对于横波和纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B .对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同C .形成纵波的质点,随波一起迁移D .空气介质只能传播纵波解析:选D.横波质点的振动方向与传播方向相互垂直,纵波质点的振动方向与传播方向有时相同,有时相反,故A 、B 均错误;介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动,不会随波定向移动,故C 项错误;因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力,故空气介质传播的机械波只能是纵波,故D 项正确.二、多项选择题11.下列有关横波与纵波的说法中正确的是( )A .沿水平方向传播的波为横波B .纵波可以在固态、液态、气态介质中传播C .纵波与横波不可以同时在同一介质中传播D .凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波解析:选BD.横波和纵波的标准是振动方向和波的传播方向垂直还是共线,不是按波的传播方向判断,A 错误,D 正确;纵波可以在固、液、气态介质中传播,B 正确;纵波和横波可以同时在同一介质中传播,比如地震波中既有横波也有纵波,C 错误.12.关于振动和波动的关系,下列说法中正确的是( )A .振动是单个质点的“个体行为”B .波是许多质点联合起来呈现的运动现象C .有波动必然有振动,有振动必然有波动D .波动的频率取决于介质答案:AB13.水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、….使质点1沿竖直方向做简谐运动,振动将沿绳向右传播,从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动.此时质点10的加速度( )A .为零B .为最大值C .方向向上D .方向向下解析:选BD.根据题意,当振动传播到质点13时,质点1恰好完成一次全振动;故1~13点间波形为一个完整的正弦波形,此时质点10处于正向最大位移处,合力提供回复力,指向平衡位置;根据牛顿第二定律,加速度方向也指向平衡位置,故一定是竖直向下;由于此时质点10处于正向最大位移处,根据a =-kx m 可知,加速度最大,故选B 、D.三、非选择题14.某同学在t =0时刻手抓绳子左端(右端绳头固定)将其上下抖动,如图所示为经过T4形成的绳波,试画出再经过3T 4形成的绳波.解析:由题意可知,经过T 4,波沿绳传播到第5个质点,再经3T 4,沿绳传播到第17个质点,且质点刚要向下振动,质点1回到平衡位置刚要向下振动,此时绳波如图所示.答案:见解析。
第十二章机械波12.1波的形成和传播【自主预习】1.机械波产生的条件:(1) ;(2)2_机械波的形成(1)实质:介质质点问存在相互作用力,介质中前面的质点带动后面的质点振动.(2)质点间的作用:相邻的质点相互做功,l司时将振动形式与振源能量向外传播.(3)介质质点的振动:从振源开始,每一个质点都由前面的质点带动做受迫振动.3.机械波的分类:机械波分成和两类.质点振动的方向与波的传播方向垂直的波叫.在横波中,凸起的最高处叫,凹下的最低处叫。
质点的振动方向跟传播方向在同一直线上的波叫.在纵波中,质点分布最密的地方叫质点分布最疏的部分叫4.在中的传播就形成机械波5波的特点(1)振幅:像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波,若不计能量损失,各质点的振幅相同.(2)周期:辑质点振动的周期均与波源的振动周期相同.(3)步调:离波源越远,质点振动越滞后.(4)立场:各质点只在各自的平衡位置振动,并不随波逐流.(5)机械波向前传播的是振动这种运动形式,同时也传递能量和信息.6.绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质,叫做________。
机械振动在介质中传播,形成了________。
7.介质中有机械波传播时,介质本身________随波一起传播。
传播的只是____________。
【典型例题】一、机械波的形成和传播【例1】在机械波中有( )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C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,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【例2】.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )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.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播二、横波和纵波2 【例3】关于横波与纵波,下列说法中正确的是( )A .质点上下振动形成的波是横波B .质点水平振动形成的波是纵波C .波沿水平方向传播,质点在竖直方向上下振动,这类波是横波D .质点在水平面内振动,波沿水平方向传播,这类波是纵波三、机械波【例4】关于机械波,下列说法正确的是( )A .机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向B .机械波的传播伴随着振动能量的传递C .机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移D .波不但能传递能量,也能传递信息四、振动和波动的关系【例5】如图12-1-1所示为沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间距离相等,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时开始计时,经过T 4质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是 ( )A .介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚B .图中所有质点的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振动时,通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过的相同位置时落后T /4D .只要图中所有质点都已振动了,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发生的就是第98次振动【课后练习】1.关于横波和纵波,下列说法正确的是( )A .质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B .质点振动方向和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2.关于机械波的叙述,下列说法正确的是( )A .在机械波的形成过程中,介质中的质点随波一起发生迁移B .介质中的质点不随波一起发生迁移,只是在平衡位置附近沿波的传播方向往复振动C .机械波传播的是机械振动这种运动形式D .介质中各质点的振动周期是相同的3.关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是()A.机械波只能在介质中传播,波源周围如果没有介质,就不能形成机械波B.离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些C.离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就立刻振动起来4.关于机械波的几种说法,正确的是( )A.机械波是介质随着波一起迁移的运动B.机械波是机械振动在介质中的传播C.机械波不能传递能量D.机械波是介质中质点匀速直线运动速度的传递5.横波和纵波的区别是( )A.横波中,质点做振动,纵波中,质点沿波的传播方向运动B.横波的传播速度一定比纵波慢C.横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部D.横波中各质点振动方向与波的传播方向在同一直线上,纵波中各质点振动方向与波的传播方向垂直6.关于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.关于振动和波的关系,下列说法中正确的是( )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.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播时的波形图,由图可判断出A点开始振动的方向是( )A.向左B.向右C.向上D.向下9.下列关于波的应用正确的是( )A.要将放在河中的纸船逐渐靠近河岸,可向比纸船更远处投掷石子形成水波B.两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用C.光缆是利用机械波传递信息D.宇航员在宇宙飞船里,击打船壁只能引起机械振动,不能形成声波10.地震震动以波动的形式传播,地震波有纵波和横波之分,且纵波传播速度大于横波传播速度。
34(1)如图7-2所示是某一地震波的传播图,其振幅为A ,波长为λ,某一时刻质点a 的坐标为(λ,0),经14周期该质点的坐标是多少?该波是纵波还是横波( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫54λ,0 纵波 B .(λ,-A ) 横波 C .(λ,A ) 纵波 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫54λ,A 横波 (2)若a 、b 两处与c 处分别相距300 km 和200 km 。
当c 处地下15 km 处发生地震,则( )A .c 处居民会感到先上下颠簸,后水平摇动B .地震波是横波C .地震波传到a 地时,震动方向垂直于地面D .a 、b 两处烈度可能不同11.如图7-3所示为一简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A 正向上运动,如图中箭头所示。
由此可判定此横波( )A .向右传播,且此时质点B 正向上运动B .向右传播,且此时质点C 正向下运动C .向左传播,且此时质点D 正向上运动D .向左传播,且此时质点E 正向下运动12.如图7-4所示,一列简谐波在某时刻的波形图,a 、b 、c 、d 为介质中的四个质点。
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,四个质点的加速度大小分别为a a 、a b 、a c 、a d ,它们的速度大小分别为v a 、v b 、v c 、v d ,则( )A .a c <a b <a a =a dB .a c >a b >a a =a d =0C .v a =v d >v b >v cD .v a =v d <v b <v c13.一列简谐横波在x 轴上传播,某时刻的波形图如图7-5所示,a 、b 、c 为三个质元,a 正向上运动。
由此可知( )A .该波沿x 轴正方向传播B .c 正向上运动C .该时刻以后,b 比c 先到达平衡位置D .该时刻以后,b 比c 先到达离平衡位置最远处例题答案:1. 【答案】A 、B 、C【解析】振源的振动使其周围质点依次投入振动,之所以能依次振动下去,就是依靠了相邻质点间的相互作用力;沿波的传播方向,后一质点的振动必滞后于前一质点的振动;质点只在平衡位置附近振动,并不随波迁移。
2. 解析:机械波的产生条件是有波源和介质。
由于介质中的质点依次带动,由近及远传播而形成波,所以选项A 和B 正确;波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均匀介质中其速度大小不变;而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化。
选项C 错误;波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播;当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的运动形式,不会随波源停止振动而停止传播,即波不会停止传播,选项D错误。
答案:A、B3. 【答案】C【解析】质点的振动方向与传播方向垂直的波叫横波,而质点的振动方向与传播方向在同一直线上的波叫纵波,由定义可知,只有C项正确。
4. 【答案】B、C、D【解析】机械波的传播方向是由波源通过介质向周围传播的方向,而介质中质点振动方向是各质点在各自平衡位置做往复运动的方向,两者并无联系;机械波不仅传播振动的形式,而且也传递能量和信息,传播过程中,介质中的质点只在各自平衡位置附近做往复运动,并不随波迁移,故B、C、D正确。
5.【答案】A、C、D【解析】据波的传播特点知,波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动,所以起振方向相同,都是竖直向下,但从时间上来说,起振依次落后T4的时间,所以选项A、C正确,B错误;由题意知,质点9比质点1应晚起振两个周期,所以当所有质点都起振后,质点1与质点9步调完全一致,所以选项D正确。
课后练习:1.解析:根据横波和纵波的定义知,A、B、C正确,声波是一种纵波,但地震波中既有横波又有纵波,D错误。
答案:A、B、C2.解析:机械波传播的是机械振动这种运动形式,介质中的质点仅在平衡位置附近振动,并没有随波一起迁移,故A错,C对;质点在平衡位置的振动方向可与波的传播方向垂直,例如横波,故B错;由波的形成过程可知,D正确。
答案:C、D3.解析:机械波形成的条件是有波源和介质,两者缺一,则形不成机械波;机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动的早一些,分析知A、C正确。
答案:A、C4.解析:机械波传播的是波源的振动形式,传播能量和信息,传播过程中介质中各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动,是变速运动,不随波迁移,故只有B项正确。
答案:B5.解析:无论在横波中,还是纵波中,质点都是在各自平衡位置附近振动,只不过横波中振动方向与传播方向垂直,而纵波中振动方向与传播方向在同一直线上;横波有波峰和波谷,纵波有疏部和密部;波的传播速度由介质决定,不同介质有不同波速,故只有C项正确。
答案:C6.解析:横波中的振动方向与传播方向垂直,故两者一定不同;纵波中振动方向与传播方向在同一直线上,故有时相同,有时相反,故B、C项正确。
答案:B、C56 7. 解析:机械波有两类:横波和纵波。
A 项正确;横波与纵波中质点振动方向不同,但传播方向可以相同,故C 项错误;在波传播过程中,离波源远的点重复离波源近的点的振动情况,故存在振动情况完全相同的点,D 项错误。