2022-2023学年粤教版(2019)选择性必修第一册 3.1机械波的产生与传播 课时作业(含解析)

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2022-2023学年粤教版(2019)选择性必修第一册 3.1机械波的产生与传播 课时作业(含解析)

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3.1机械波的产生与传播
一、单选题
1.在同一种均匀介质中,当中心波源O的振动频率逐渐减小时,可能的波形图为(  )
A. B.
C. D.
2.下列说法正确的是( )
A.机械波的振幅与波源无关
B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定
C.声波是一种横波
D.形成纵波的质点,随波一起迁移
3.下列关于机械波的说法,其中正确的是(  )
A.波不但传递能量,而且可以传递信息
B.在一个周期内,介质中的质点所通过的路程等于振幅
C.在一个周期内,介质中的质点向前运动了一个波长的距离
D.某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大
4.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
5.关于机械波的传播,下列说法正确的是(  )
A.机械波可在真空中传播
B.机械波从一种介质传入另一种介质,频率不变
C.机械波的传播方向与介质的振动方向一定沿同一直线
D.机械波的传播方向与介质的振动方向一定垂直
6.如图,是以质点P为波源的机械波沿着一条一端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
7.手持较长软绳的一端O点.以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,如图所示.绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为L.t=0时,O位于最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向上.下列判断正确的是( )
A.该简谐波是纵波
B.该简谐波的最大波长为2L
C.时,P点的速度为零,回复力为零
D.时,P点的加速度方向竖直向上
8.关于简谐波,下面说法中错误的是(  )
A.波动的产生需要两个条件,即波源和传播波的介质
B.波动过程是质点由近向远传递的过程
C.波动过程是能量传递的过程
D.波动过程中质点本身不随波发生迁移
9.人在高处用望远镜注视地面的木工以每秒一次的频率打击铁钉,他每次听到声音时,恰好看到锤都击在钉子上,当木工停止击钉后,他又听到两次击钉声,声音在空气中的传播速度为340m/s,则(  )
A.木工离他340m
B.木工离他680m
C.他听到第一次声音时,看到木工第一次击在钉子上
D.他听到第一次声音时,看到木工第四次击在钉子上
10.2018年足球世界杯在俄罗斯举行,在法国队和克罗地亚队争夺世界杯冠军足球赛中,几万观众自发在观众席上进行人浪游戏.从看台A区到区的观众依次做下列动作:起立——举起双臂——坐下,呈现类似波浪的效果下列关于“人浪”说法正确的是(  )
A.当“人浪”从看台A区传到区时,很多观众也从看台A区跑到区
B.“人浪”从看台A区传到区的速度由观众从看台A区跑到看台区的速度决定
C.观众“起立——举起双臂——坐下”的动作越频繁,“人浪”传播的速度一定越快
D.“人浪”的传播是观众动作形式的传播
11.关于横波和纵波,下列说法不正确的是( )
A.横波和纵波都能发生偏振现象
B.质点的振动方向跟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.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
12.用手握住较长软绳的一端连续上下抖动,形成一列简谐波.某一时刻的波形如图所示,绳上的a质点处于平衡位置、b质点处于波峰位置,a、b两质点间的水平距离为L.下列说法正确的是
A.该简谐波是纵波
B.该简谐波的波长为2L
C.此时刻a质点的振动方向向上
D.此时刻b质点的加速度方向向下
二、多选题
13.某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是(  )
A.该水面波的频率为6Hz
B.该水面波的波长为3m
C.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
14.关于机械振动和机械波的叙述正确的是_______.
A.质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
B.机械波上某质点的振动速度增大时,机械波在介质中传播的速度也增大
C.物体做受迫振动时,其振动频率与固有频率无关
D.做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、加速度、位移都是相同的
E.根据简谐运动的图像可以判断质点在某一时刻的位移大小、振动方向
15.某同学漂浮在海面上,虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第6个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是(  )
A.该水面波的频率为3Hz
B.水面波是横波,传播时需要介质
C.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量不会传递出去
D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动的质点并不随波迁移
三、解答题
16.2018年9月28日,在印度尼西亚发生7.4级地震,并引发海啸,给当地居民带来了巨大灾难。已知地震中纵波和横波的传播速度分别为和。某地震观测中心记录到两种波到达的时间差为。问:
(1)震源到该地震观测中心的距离为多少?
(2)观测中心首先觉察到的是上下振动还是左右晃动?(设震源在地震观测中心的正下方)
17.请一组同学手挽手站成一行,周期性地按顺序逐个相继下蹲和站起,模拟波的形成与传播。另一组同学仔细观察并思考以下问题:
(1)同学们的下蹲和站起的运动整体上形成了什么?
(2)在“波”的传播过程中,每个同学所站的位置发生移动了吗?
(3)为什么说这种“人浪”只是模拟波的形成与传播?它与真正的机械波有什么不同?
参考答案:
1.C
【详解】波源的振动频率逐渐减小,则根据可知,在同一介质中波速不变的情况下,频率减少则波长增大,即越靠近O的波形波长越大,则A、B选项错误;
又由于波形图是关于振动中心对称的,因此D错误;
故选C。
2.B
【详解】机械波在介质的传播特点是波源的振动带动相邻质点做受迫振动,所以机械波的振幅等于波源的振幅,与波源有关,故A错误;机械波的传播速度由介质本身的性质决定,与波源无关,故B正确;声波是一种纵波,故C错误;形成纵波的质点,不随波一起迁移,故D错误.所以B正确,ACD错误.
3.A
【详解】A.机械波是振动在在介质中的传播,它可以传递能量,也可以传递信息。故A正确;
B.介质中振动的质点在一个周期内所通过的路程等于四倍振幅,故B错误;
C.介质中振动的质点只在自己的平衡位置两侧振动,不随波向前传播。故C错误;
D.机械波中各质点的振动频率与波源频率相同,与介质无关。故D错误。
故选A。
4.D
【详解】A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波,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,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,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,D错误,符合题意。
故选D。
5.B
【详解】A.机械波不能在真空中传播,A错误;
B.机械波从一种介质传入另一种介质,频率不变,B正确;
CD.纵波的传播方向与介质的振动方向沿同一直线,横波的传播方向与介质的振动方向垂直,C、D错误。
6.A
【详解】波从右向左传播,图示时刻,波最左端的质点振动方向向上,则振源P质点刚开始振动时的方向为向上。
故选A。
7.D
【详解】A.由题意可知,质点P在竖直方向振动,波沿水平方向传播,则此波为横波,选项A错误;
B.由题意

(n=0、1、2、3…….),
当n=0时,波长最大,则最大波长为4L,选项B错误;
C.时,P点到达波峰位置,此时P的速度为零,回复力最大,选项C错误;
D.时,P点到达波谷位置,此时P的加速度方向竖直向上,选项D正确;故选D。
故选D。
8.B
【详解】A.波动的产生需要两个条件,即一个是要有波源,再一个是要有传播波的介质,A正确,不符合题意;
BD.波动过程是振动形式由近向远传递的过程,质点只在平衡位置附近振动,质点本身不随波向远处迁移,B错误,符合题意,D正确,不符合题意;
C.波动过程是能量传递的过程,C正确,不符合题意。
故选B。
9.B
【详解】AB.木工钉钉子的同时,就可以被看到,而钉钉子的声音间隔正好是1s一次,所以人和木工之间的距离是两次声音传播的路程,也就是从看到最后一次击锤到听到最后一次声音,时间正好是2s,则由题意得:木工离他的距离
s=vt=340m/s×1s×2=680m
故A错误,B正确;
CD.由分析可知,他听到第一次声音时,看到木工第三次击在钉子上,故CD错误。
故选B。
10.D
【详解】AB.当“人浪”从看台A区传到区时,观众只在各自的座位上“起立——举起双臂——坐下”,并不向前移动,所以并不是观众从看台A区跑到区,AB错误;
C.“人浪”传播的速度与观众“起立——举起双臂——坐下”的动作快慢没有必然联系,C错误;
D.观众的动作相当于质点的振动形式,“人浪”相当于横波,“人浪”的传播是观众动作形式的传播,D正确。
故选D。
11.A
【详解】ABD.横波的振动方向与传播方向垂直,纵波的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,因此只有当横波时,穿过偏振片时,出现阻碍,而纵波能通过,A错误,BD正确;
C.横波有波峰和波谷,而纵波有密部和疏部,C正确.
故不正确的选A。
12.D
【详解】A、由图可知,传播方向与振动方向垂直,是横波,故A错误;
B、a、b之间的距离等于,故该简谐波的波长为,故B错误;
C、简谐波向右传播,根据波动与振动的关系,前一个质点带动后一个质点振动可知,此时刻a质点的振动方向向下,故C错误;
D、质点b此时位于波峰,位移为正,根据可知,加速度方向向下,故D正确.
13.BD
【详解】A.由第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s,可得知振动的周期
频率为
故A错误;
B.该水面波的波长为
故B正确;
C.参与振动的质点只是在自己的平衡位置附近做往复运动,并不会“随波逐流”,但振动的能量和振动形式却会不断的向外传播。故C错误,D正确。
故选BD。
14.CDE
【详解】A.横波的质点的振动方向才总是垂直于波的传播方向,纵波不是这样的,故A错误;
B.机械波在介质中的传播速度与质点振动速度无关,故B错误;
C.物体做受迫振动的频率等于驱动力频率,与其固有频率无关,故C正确;
D.做简谐运动的质点先后通过同一点时,相对平衡位置的位移相同,根据可知回复力相同,根据牛顿第二定律可得加速度相同,故D正确;
E.根据简谐运动的图像可以判断质点在某一时刻的位移大小、振动方向,故E正确。
故选CDE。
15.BD
【详解】A.由和得,水面波的频率为,故A错误;
B.水面波是横波,横波和纵波传播时均需要介质,故B正确;
CD.由机械波的传播规律可知,介质传播的是振源的振动形式和能量,介质中的质点本身只重复振源的振动,并不随波运动,故C错误,D正确。
故选BD。
16.(1);(2)上下振动
【详解】(1)设震源到观测中心的距离为,则有
可得
(2)由于纵波传播得快,故地震发生时纵波先到达观测中心,即先觉察到的是上下振动。
17.(1)类似机械波传播的波形图;(2)没有;(3)见解析
【详解】(1)这是模拟机械波的形成和传播,整体上形成了类似机械波传播的波形图。
(2)同学们只是做周期性的下蹲和起立的动作,位置并没有移动。
(3)因为后面的同学不可能完整重复前面同学的动作和幅度,只是模拟波的形成与传播。
真正的机械波是机械振动在介质中的传播,而“人浪”只是后一个同学模拟前一个同学的动作。

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