课时提升作业 六
波的形成和传播 (40分钟 100分)
一、选择题(本题共7小题，每小题7分，共49分) 1.下列关于波的应用，正确的是
( )
A.要使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.光缆利用机械波传播信息
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
【解析】选B。机械波在介质中传播的过程中，质点只是在各自的平衡位置附近振动，介质本身并不迁移，故A错。光缆是利用光传播信息的，故C错。固体也能传播机械波，故D错。声波可以在水中传播，且比在空气中的传播速度快，故B正确。
2.对于一列机械波，判断它是横波还是纵波，其依据是
( )
A.介质中的质点是在水平方向上振动，还是在竖直方向上振动 B.介质中质点振动的方向与波的传播方向是垂直还是在一条直线上 C.波的传播方向是在水平方向上还是在竖直方向上 D.波传播的速度与质点振动的速度大小的关系
【解析】选B。判断一列波是横波还是纵波，依据是质点振动的方向与波的传播方向是垂直还是在一条直线上。如果垂直就是横波，如果在同一条直线上就是纵波。故只有B正确。
3.(2018·商州高二检测)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
【解析】选D。绳子上向右传播的横波，质点的振动方向与传播方向垂直，不可能沿水平方向，故A、B均错误。图示时刻B振动方向向上，则A点刚开始的振动方向向上，故C错误，D正确。故选D。 4.(多选)关于机械波，下列说法正确的是 A.介质中各相邻质点间必有相互作用力
B.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动不一定落后于前一质点的振动 C.波传播的速度方向和质点振动的速度方向相同 D.波除了传递能量和振动形式外，还可以传递信息
【解析】选A、D。波在传播过程中，由于介质中各相邻质点之间的相互作用，离波源较近的质点带动离波源较远的质点振动，后面质点就重复并落后于前面质点的振动，故A正确，B错误。波的传播速度与质点
( )
的振动速度不是一回事，在横波中，二者方向相互垂直，而在纵波中，二者方向在同一条直线上，故C错。除了传递能量，波传播的还有振动形式，而振动形式本身就是一种信息，如果制成各种不同的信息附加于这种振动形式上，波传播的同时就传递了信息，故D对。 5.(多选)关于机械波的传播，下列说法中正确的是( ) A.振源处质点以外的各质点都在做受迫振动且振动周期相同 B.振源的能量和振动随波向远处传递
C.质点振动的频率虽由振源决定，但随着波的传播会减小 D.波中各质点振动的频率有时是相同的
【解析】选A、B。在机械波的形成中，振源处质点带动其他各质点的振动，所以其他各质点都是在做受迫振动，故其振动频率与波源处质点的振动频率相同，周期相同，故A对，D错；各质点振动的频率都相同，即使振幅随波的传播而减小，频率也不会减小，故C错；波源的振动和能量随波传递，故B正确。 6. (多选)如图所示是一位同学做简谐振动绳子的一端，形成沿绳向右传播的一列机械波，则下列说法中正确的是
( )
A.在图上速度最大的点是第3点与第7点 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振源振动的周期一样
【解析】选A、B、D。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)由振源决定，并且是相等的，故C错，D对。
7.(多选)在机械波的传播过程中，关于介质中的各个质点，下列说法中正确的是 ( ) A.介质中的质点随波一起沿波的传播方向运动
B.介质中的各质点只是在平衡位置附近振动，不会随波向远处运动 C.离波源越远的质点，其振动就越滞后
D.介质中各个质点振动的步调不一致，振动的频率不相同 【解题指南】解答本题时，应掌握以下三点:
(1)质点并不随着波的传播而迁移，只是在各自的平衡位置附近振动。 (2)波源的振动带动后面的质点振动，所以离波源远的质点振动滞后。 (3)各振动质点都在重复波源的振动，故频率相同。
【解析】选B、C。机械波传播时，介质中的质点只在平衡位置附近振动，并不随波一起向前运动，故A错误，B正确。波源的振动由近及远向外传播，因此离波源越远的质点振动就会越滞后，故C正确。在波的传播过程中先发生振动的质点带动后面的质点发生振动，因此，虽然介质中各个质点振动的步调不一致，但频率都与波源的频率相同，故D不正确。 二、非选择题(本题共2小题，共21分)
8.(9分)如图所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d…h等质点这一时刻的速度方向。
【解析】由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复，比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点。此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言，若以此时最大位移处的c点为参考点，由波的传播方向和传播的特点可知d点相对于c点为后一质点，d点的振动滞后于c，要追随移动到负的最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度都向下；b的振动超前，已从负的最大位移回振，所以速度向上；a超前b，已回到平衡位置，速度最大也向上；同理以g为参考点，可知h点速度向上。 答案:a、b、h向上，c、g无速度，d、e、f向下 【总结提升】绳波理解三个关键点 (1)结合绳波特点，记住绳波是横波。
(2)结合绳波形成过程，理解好各质点“依次、带动、重复”的含义。 (3)结合绳波的传播特点，理解所有波的传播实质，即振动形式和波源的能量。
9.(12分)如图所示为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。已知t=0时，质点1开始向上运动，t=时，1到达最上方，5开始向上运动，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)t=时，质点8、12、16的运动状态如何？
(3)t=T时，质点8、12、16的运动状态如何？ 【解析】各质点在各时刻的情况如图所示。
(1)由乙图可知，t=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=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正向下振动，质点16向上振动。
答案:见解析
1.(15分)(1)(多选)一列横波在某时刻的波形图象如图所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是 ( )
A.波水平向左传播
B.质点H与质点F的运动方向相同 C.质点C比质点B先回到平衡位置
D.此时刻质点C的加速度为零 E.质点D、E、F运动方向相同
(2)AB为一弹性绳。设法在绳上传播一个脉冲的波，如图所示，当波从A向B传播时，绳上质点开始起振的速度方向是________，若波从B向A传播，绳上质点开始起振时，质点振动的速度方向是________。
【解析】(1)选A、C、E。由于质点F要追随和它邻近的并且离波源稍近的质点运动，又知道质点F的运动方向是向下的，则与它邻近的离波源稍近的质点的位置应在它的下方，对照图象可以判定出波源在质点F的右方，故波是向左传播的，所以选项A正确。与质点H邻近的并且离波源稍近的质点I的位置在质点H的上方，则质点H的运动方向是向上的，所以选项B也是错误的。用同样的方法可以判断出质点C要向下运动直接回到平衡位置，而质点B则先向上运动到达最大位移处后，再返回平衡位置，这样质点C要比质点B先回到平衡位置，故选项C是正确的。质点C此时处在最大位移处，其加速度最大，所以选项D是错误的。质点D、E、F速度方向都是向下的，E正确。
(2)根据波的形成过程，前质点依次带动后质点并依次落后，且都重复振源的振动，当由A向B传播，B刚开始振动时，B左侧的相邻质点比B先振动；并且位置在B的下方，所以B应该向下振，当从B向A传播，质点刚开始振动时，速度方向向上。 答案:(1)A、C、E (2)向下 向上
2.(15分)(1)(多选)如图为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aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，四个质点的振幅大小为Aa、Ab、Ac、Ad，则 ( )
A.ac
(2)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。在细绳上选取15个点，
B.ac>ab>aa=ad=0
D.va=vd 图中甲为t=0时刻各点所处的位置，乙为t=时刻的波形图(T为波的周期)。在丙中画出t=形图。 时刻的波 【解析】(1)选A、D、E。机械波中各个质点都在做简谐运动，质点的加速度与质点的位移成正比，故A选项正确；各质点越靠近平衡位置，速度越大，位移越小，故D选项正确。波动过程中，介质中各质点的振幅相等，E正确。 (2)机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置附近振动，时间依次滞后，从波形图上看出， 在t=时刻第4个质点才开始振动，则在t=时刻第10个质点刚开始振动，此时第4个质点已振动了 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，新的波形如图所示。 答案:(1)A、D、E (2)见解析
人科版选修3-4 课时提升作业6 12.1 波的形成和传播
