1、第三章 机械波1 波的形成【基础巩固】1.关于振动和机械波的关系,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周期长D.波源停止振动时,介质中的波动立即停止解析:一个质点的振动会带动邻近质点振动,使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波,但在缺少介质的情况下,就无法形成机械波,故选项A正确,选项B错误.波动形成以后,各质点都先后重复波源的振动,故各质点的振动周期是一样的,选项C错误.大量质点的振动所形成的波动不会因波源停止振动而立即消失,故选项D错误.答案:A2.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
2、.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:机械波在向前传播时,各个质点都做机械振动,一旦波源停止振动,离波源较近的质点先停止振动,离波源较远的质点后停止振动,故选项C正确.答案:C3.一列横波正沿水平方向由西向东传播,下列说法正确的是( )A.波中的各个质点都在由西向东运动B.波中的各个质点一定沿水平方向振动C.波中的各个质点一定沿竖直方向振动D.以上说法都错误解析:机械波传播的是振动的形式和能量,介质中各个质点仅在平衡位置附近振动,质点不会随波迁移,而且横波中各个质点的振动方
3、向与波的传播方向垂直,波沿水平方向由西向东传播,质点振动方向与其垂直,不一定沿水平方向,也不一定沿竖直方向,故选项A、B、C错误,选项D正确.答案:D4.关于纵波与横波,下列说法正确的是( )A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播解析:纵波中,质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,方向不一定相同,故选项A错误.机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,无论横波和纵波都是这样,故选项C错误.纵波和横波都可以在固体、液体和气体中
4、传播,故选项D错误.答案:B5.(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )A.质点的振动方向与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,声波是纵波解析:根据横波和纵波的概念可知选项A、B、C正确;声波是一种纵波,地震波中既有横波,又有纵波,选项D错误.答案:ABC6.下列对机械波的认识正确的是( )A.形成机械波一定要有波源和介质B.波源做简谐运动形成的波中,各质点的运动情况完全相同C.横波向右传播时,处于波峰的质点也向右迁移D.机械波向右传播时,右方的质点比左方的质点早一些振动解析:波源和介质是
5、形成机械波的两个必不可少的条件,故选项A正确.波源做简谐运动形成的波在介质中传播时,介质中各质点都做简谐运动,在波的传播方向上,后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动,但质点本身不随波的传播而发生迁移,而且各质点的振动步调不一致,故选项B、C、D错误.答案:A7.在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波.木块会被水波推动随波远去吗?为什么?答案:不会.水波传播的是振动这种形式,水中各质点在各自平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,所以木块不会随波远去,只能在湖面上上下振动.【拓展提高】8.下图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.由此可判定此横波
6、( )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正向下运动解析:一个质点的振动带动相邻质点的振动,质点A向上运动,说明被右边的质点带动,波源在右侧,所以选项C正确.答案:C9.下图是以质点P为波源的机械波沿着一条一端固定的轻绳传到质点Q时的波形图,此时质点Q开始向上振动,质点P刚开始振动时的方向为( )A.向上B.向下C.向左D.向右解析:因为后面的质点总是重复前面质点的振动,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,此时波刚传到Q点,Q点此时的振动状态与波源P开始振动时的状态相同,
7、故质点P刚开始振动时的方向向上.选项A正确.答案:A10.(多选)下列关于机械波的说法正确的是( )A.机械波的形成需要两个条件:波源和介质B.波动过程是介质中的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:波源振动时,介质中各质点之间的相互作用力带动周围质点振动起来,形成机械波.机械波的形成需要同时具备波源和介质.机械波传播过程中,介质中的质点只在各自平衡位置附近振动,并不随波向外迁移,仅把波源的振动形式和能量传播出去.波源与介质质点的振动都不是自由振动.选项A、C正确.答案:AC11.如图所示,有一条均匀的弹性绳,点0、1、2、 3是绳
8、上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳传播.某时刻,绳上点9的位移向上且达到最大值、点12的位移为0且向上运动.则再经过34个周期,下面所给的弹性绳上某些质点的位置和振动方向(只画出其中一段绳上某四个质点的情况)的四个图中可能正确的是( ) A B C D解析:由题意可知,波向右传播,点9到点12之间的距离为14波长,此时,点3在波谷处,再过34个周期,点3运动到平衡位置且向下运动,点6运动到正向最大位移处,选项A、B错误;点12运动到波谷处,点15运动到平衡位置且向下运动,选项C正确,选项D错误.答案:C12.(多选)介质中的沿水平方向的部分质点如图所示,相邻质点间的距离相等,其中O为波
9、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T4,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,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通过相同位置时落后T4D.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次全振动,则质点9发生的是第98次全振动解析:介质中所有质点的起振方向都与波源的相同,从题图可知,质点
10、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,选项A正确,选项B错误;质点7与质点8相比较,质点7在质点8的左面,质点7、8间的振动相差T4,选项C正确;质点9与质点1相距2个波长,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振动步调就完全一致,选项D正确.答案:ACD13.下图为波源开始振动后经过一个周期的波形图,设介质中质点的振动周期为T,下列说法正确的是( )A.若M质点为波源,则M质点开始振动时方向向下B.若M质点为波源,则P质点已经振动了34TC.若N质点为波源,则P质点已经振动了34TD.若N质点为波源,则该时刻P质点动能最大解析:若M质点为波源,则
11、波向右传播,其他质点重复M的运动,此时N质点的振动方向向上,N落后M一个周期,所以波源开始振动的方向向上;振动刚刚传到N质点,P质点已振动了14T,选项A、B错误.若N质点为波源,则开始振动的方向向下,P质点已振动了34T,又因为P质点离平衡位置最远,所以此时速度为0,动能最小,选项C正确,选项D错误.答案:C【挑战创新】14.某地发生了地震.已知地震波分三种:横波(S波),波速vS=4.5 km/s;纵波(P波),波速vP=9.9 km/s;面波(L波),vLvS.面波在浅源地震中破坏力最大.(1)位于震源上方的某中学地震测报组有单摆A与竖直弹簧振子B(如图甲所示),地震发生时最先明显振动的
12、是(选填“A”或“B”). 甲 乙 (2)地震观测台记录的地震曲线如图乙所示,由图可知三种波形各对应的地震波类型是a为波,b为波,c为波.(均选填“S”“P”或“L”)(3)若在地震曲线图上测得P波与S波的时间差为 7.6 s,则地震观测台距震源约为 km.解析:(1)因为纵波的传播速度最大,而竖直弹簧振子反映的是纵波,故弹簧振子最先振动.(2)因为纵波的传播速度最大,所以先记录的a是纵波(P波).同理,b是横波(S波),c是面波(L波).(3)设地震观测台距震源的距离为x,则xvS-xvP=t,所以 x=vPvStvP-vS,代入数据解得x=62.7 km.答案:(1)B(2)PSL(3)62.7
