1、1/7 课时分层作业课时分层作业(十一十一)波的形成波的形成 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一波的形成和传播波的形成和传播 1在敲响古刹里的大钟时在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现有的同学发现，停止对大钟的撞击后停止对大钟的撞击后，大钟仍大钟仍 “余音未绝余音未绝”，分析其原因是分析其原因是() A大钟的回声大钟的回声 B大钟在继续振动大钟在继续振动 C人的听觉发生人的听觉发生“暂留暂留”的缘故的缘故 D大钟虽停止振动大钟虽停止振动，但空气仍在振动但空气仍在振动 B停止对大钟的撞击后停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭振动的能量
2、不会凭 空消失空消失，它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止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因此还会在空气中形成声 波波，这就是余音未绝的原因这就是余音未绝的原因，所以选项所以选项 B 正确正确 2下列关于波的应用中正确的是下列关于波的应用中正确的是( ) A要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸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可向比纸船更远处投掷石子形成水 波波 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 液体中传播的应用液体中传播的应用 C光缆利用机械波传递信
3、息光缆利用机械波传递信息 D宇航员在宇宙飞船里宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动击打船壁只能引起机械振动， ，不能形成声波不能形成声波 B机械波在介质中传播的过程中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质点只是在各自的平衡位置附近振动， 介质本身并不迁移介质本身并不迁移，故故 A 错误；光缆是利用光波传递信息的错误；光缆是利用光波传递信息的，故故 C 错误；机械错误；机械 振动可以在船壁中传播振动可以在船壁中传播，能形成声波能形成声波，故故 D 错误错误 3(多选多选)一列横波在某时刻的波形图像如图所示一列横波在某时刻的波形图像如图所示，a、b、c、d 为介质中
4、的为介质中的 四个质点四个质点a 在波峰在波峰，d 在波谷在波谷，c 在平衡位置在平衡位置，b 的位移大小等于振幅的一半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它们的速度大小分别为 va、vb、 vc、vd，则则() 2/7 AacabaaadBacab aaad CvavdvbvcDvavdvbvc AD由简谐运动规律可知由简谐运动规律可知，质点所受回复力的大小与位移的大小成正比质点所受回复力的大小与位移的大小成正比， 因而加速度的大小与位移的大小成正比因而加速度的大小与位移的大小成正比，所以这四个点的加速
5、度大小关系所以这四个点的加速度大小关系为为 acabaaad，A 选项正确；而质点越靠近平衡位置速度越大选项正确；而质点越靠近平衡位置速度越大，位移越大则速度位移越大则速度 越小越小，四点的速度大小关系为四点的速度大小关系为 vavdvbvc，D 选项正确选项正确 考点二考点二横波与纵波横波与纵波 4(多选多选)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法中正确的下列说法中正确的 是是() A在横波中二者方向有时相同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在纵波中二者方向有时相同 D在纵波
6、中二者方向一定不同在纵波中二者方向一定不同 BC在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直， 所以二者方向一定所以二者方向一定 不同不同，故选项故选项 A 错误错误，选项选项 B 正确；在纵波中二者方向在同一直线上正确；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以既可以 相同相同，也可以相反也可以相反，故选项故选项 C 正确正确，选项选项 D 错误错误 5如图所示如图所示，有一组学生做游戏来模拟波的传播有一组学生做游戏来模拟波的传播该游戏模拟的是该游戏模拟的是 _(选填选填“横波横波”或或“纵波纵波”)的传播的传播，因为学生下蹲与起立时身体的运动因为学生下蹲与
7、起立时身体的运动 方向与模拟波的传播方向方向与模拟波的传播方向_(选填选填“平行平行”或或“垂直垂直”) 解析解析根据纵波与横波的概念根据纵波与横波的概念，质点振动方向与波传播方向垂直的为横质点振动方向与波传播方向垂直的为横 波波，同一直线的为纵波同一直线的为纵波 答案答案横波横波垂直垂直 考点三考点三质点振动方向的判断质点振动方向的判断 3/7 6(多选多选)一列横波沿绳子向右传播一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状某时刻绳子形成如图所示的形状，对对 此时绳上此时绳上 A、B、C、D、E、F 六个质点六个质点() A它们的振幅相同它们的振幅相同 B质点质点 D 和和 E 的速
8、度方向相同的速度方向相同 C质点质点 A 和和 C 的速度方向相反的速度方向相反 D从此时算起从此时算起，质点质点 B 比比 F 先回到平衡位置先回到平衡位置 AC绳子上参与振动的各质点的振幅相同绳子上参与振动的各质点的振幅相同，故故 A 正确；把波向右移动少正确；把波向右移动少 许许，发现发现 D 点的速度方向向上点的速度方向向上，E 点的速度方向向下点的速度方向向下，故故 B 错误；根据波的平错误；根据波的平 移法可知移法可知，此时刻此时刻 A 点向下运动点向下运动，C 点向上运动点向上运动，故故 C 正确；从此时算起正确；从此时算起，质质 点点 B 要远离平衡位置要远离平衡位置，再向平衡
9、位置运动再向平衡位置运动，F 直接向平衡位置运动直接向平衡位置运动，所以所以 F 先先 到平衡位置到平衡位置，故故 D 错误错误 7一列横波在某时刻的波形图像如图所示一列横波在某时刻的波形图像如图所示，此时质点此时质点 F 的运动方向向下的运动方向向下， 则下列说法正确的是则下列说法正确的是() A波水平向右传播波水平向右传播 B质点质点 H 与质点与质点 F 的运动方向相同的运动方向相同 C质点质点 C 比质点比质点 B 先回到平衡位置先回到平衡位置 D此时刻质点此时刻质点 C 的加速度为零的加速度为零 C由于质点由于质点 F 要追随和它邻近的并且离波源稍近的质点运动要追随和它邻近的并且离波
10、源稍近的质点运动，又知道质又知道质 点点 F 的运动方向是向下的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则与它邻近的离波源稍近的质点的位置应在它的下 方方，对照图像可以判断出波源在质点对照图像可以判断出波源在质点 F 的右方的右方，故波是向左传播的故波是向左传播的，所以选所以选项项 A 是错误的是错误的； 与质点与质点 H 邻近的并且离波源稍近的质点邻近的并且离波源稍近的质点 I 的位置在质点的位置在质点 H 的上方的上方， 则质点则质点 H 的运动方向是向上的的运动方向是向上的，所以选项所以选项 B 也是错误的；用同样的方法可以判也是错误的；用同样的方法可以判 断出质
11、点断出质点 C 要向下运动直接回到平衡位置要向下运动直接回到平衡位置，而质点而质点 B 则先向上运动到达最大位则先向上运动到达最大位 移处后再返回平衡位置移处后再返回平衡位置，这样质点这样质点 C 要比质点要比质点 B 先回到平衡位置先回到平衡位置，故选项故选项 C 是是 4/7 正确的正确的；质点质点 C 此时处在最大位移处此时处在最大位移处，其加速度最大其加速度最大，所以选项所以选项 D 是错误的是错误的 8 (多选多选)一列简谐横波沿一列简谐横波沿 x 轴传播轴传播， 周期为周期为 T， ， t0 时刻的波形如图所示时刻的波形如图所示 此此 时平衡位置位于时平衡位置位于 x3 m 处的质
12、点正在向上运动处的质点正在向上运动，若若 a、b 两质点平衡位置的坐两质点平衡位置的坐 标分别为标分别为 xa2.5 m，xb5.5 m，则以下说法中正确的是则以下说法中正确的是() A波沿波沿 x 轴负方向传播轴负方向传播 B当当 a 质点处在波峰时质点处在波峰时，b 质点在向上运动质点在向上运动 CtT 4时 时，a 质点正在向质点正在向 y 轴负方向运动轴负方向运动 Dt3T 4 时时，b 质点正在向质点正在向 y 轴负方向运动轴负方向运动 ABD由由 t0 时刻时刻 x3 m 处的质点向上振动处的质点向上振动，可得该波向左传播可得该波向左传播，即波即波 沿沿 x 轴负方向传播轴负方向传
13、播，故故 A 正确正确；当当 a 质点处在波峰时质点处在波峰时，b 质点在平衡位置向上运质点在平衡位置向上运 动动，故故 B 正确正确；t0 时刻质点时刻质点 a 向上振动向上振动，分析可知分析可知，tT 4时 时，a 质点仍向质点仍向 y 轴轴 正方向运动正方向运动，选项选项 C 错误；错误；t0 时刻质点时刻质点 b 向下振动向下振动，分析可知分析可知，t3T 4 时时，b 质点仍向质点仍向 y 轴负方向运动轴负方向运动，选项选项 D 正确正确 9如图所示是一列横波如图所示是一列横波 t0时刻的波形图时刻的波形图，试根据波形图回答下列问题：试根据波形图回答下列问题： (1)该时刻加速度最大
14、的质点有哪些？该时刻加速度最大的质点有哪些？ (2)速度最大的质点有哪些？速度最大的质点有哪些？ (3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？ (4)如果这列波沿如果这列波沿 x 轴负方向传播轴负方向传播，质点质点 3 受到的合外力方向如何？受到的合外力方向如何？ 解析解析(1)加速度最大的质点一定是位移最大的质点加速度最大的质点一定是位移最大的质点，所以该时刻质点所以该时刻质点 2、 6、10、14 的加速度最大的加速度最大，但方向不相同但方向不相同 (2)该波是简谐波该波是简谐波，质点做简谐运动质点做简谐运动，因此处在平衡位置的
15、质点速度最大因此处在平衡位置的质点速度最大， 5/7 分别是质点分别是质点 0、4、8、12、16. (3)该时刻具有相同振动方向的质点是该时刻具有相同振动方向的质点是 0、1、7、8、9、15、16.与上述质点与上述质点 振动方向相反的质点是振动方向相反的质点是 3、4、5、11、12、13.其规律其规律：从波形图上看相同增减性从波形图上看相同增减性 的单调区间上各质点的振动方向相同的单调区间上各质点的振动方向相同，相邻的单调区间上质点的振动方向相反相邻的单调区间上质点的振动方向相反 (4)如果该波沿如果该波沿 x 轴负方向传播轴负方向传播，则质点则质点 3 的速度方向向下的速度方向向下因为
16、位移方向因为位移方向 是是 y 轴正方向轴正方向，其加速度方向沿其加速度方向沿 y 轴负方向轴负方向，由牛顿第二定律知由牛顿第二定律知，质点质点 3 受到周受到周 围质点作用的合外力沿围质点作用的合外力沿 y 轴负方向轴负方向 答案答案见解析见解析 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10.(多选多选)一列机械波在一列机械波在 x 轴上传播轴上传播，某时刻的波形如图所示某时刻的波形如图所示，a、b、c 为三为三 个质点个质点，a 正向上运动正向上运动由此可知由此可知() A该波沿该波沿 x 轴正方向传播轴正方向传播 Bc 正向上运动正向上运动 C该时刻以后该时刻以后，b 比比 c 先到达平
17、衡位置先到达平衡位置 D该时刻以后该时刻以后，b 比比 c 先到达距离平衡位置最远处先到达距离平衡位置最远处 AC由质点的振动方向可判定波的传播方向由质点的振动方向可判定波的传播方向a 点此时刻向上振动点此时刻向上振动，由带由带 动法可知该波沿动法可知该波沿 x 轴正方向传播轴正方向传播，所以选项所以选项 A 正确；由波的传播方向可判定正确；由波的传播方向可判定 b 点此时向上振动点此时向上振动，而而 c 点此时向下振动点此时向下振动，所以选项所以选项 C 正确正确，B、D 错误错误 11(多选多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点如图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
18、每相邻两质点间距 离相等离相等，其中其中 O 为波源为波源设波源的振动周期为设波源的振动周期为 T，自波源通过平衡位置竖直向自波源通过平衡位置竖直向 下振动时开始计时下振动时开始计时，经过经过T 4， ，质点质点 1 开始起振开始起振，则下列关于各质点的振动和介质则下列关于各质点的振动和介质 中的波的说法正确的是中的波的说法正确的是() A介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的， ，但图中质点但图中质点 9 起振最晚起振最晚 B图中所有质点的起振时间都是相同的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起振的位置和起振的方向是不同 的的
19、6/7 C图中质点图中质点 8 的振动完全重复质点的振动完全重复质点 7 的振动的振动，只是质点只是质点 8 振动时振动时，通过平通过平 衡位置或最大位移的时间总是比质点衡位置或最大位移的时间总是比质点 7 通过相同位置时落后通过相同位置时落后T 4 D 只要图中所有质点都已振动了只要图中所有质点都已振动了， 质点质点 1 与质点与质点 9 的振动步调就完全一致的振动步调就完全一致， 但如果质点但如果质点 1 发生的是第发生的是第 100 次振动次振动，则质点则质点 9 发生的就是第发生的就是第 98 次振动次振动 ACD据波的传播特点知据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的
20、振波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振 动动，所以起振方向相同所以起振方向相同，都是竖直向下都是竖直向下，但从时间上来说但从时间上来说，起振依次落后起振依次落后T 4的时 的时 间间，所以选项所以选项 A、C 正确正确，B 错误错误；由题意知由题意知，质点质点 9 比质点比质点 1 应晚起振两个周应晚起振两个周 期期，所以当所有质点都起振后所以当所有质点都起振后，质点质点 1 与质点与质点 9 步调完全一致步调完全一致，所以选项所以选项 D 正正 确确 12(多选多选)一列横波某时刻的波形如图所示一列横波某时刻的波形如图所示，经过经过 0.25 s 图中图中 P 点第一次到点第一次到 达波
21、峰的位置达波峰的位置，此后再经此后再经 0.75 s，P 点的位移和速度可能是点的位移和速度可能是() A位移是位移是 2 cm B位移是位移是2 cm C速度最大速度最大，方向沿方向沿y 的方向的方向 D速度最大速度最大，方向沿方向沿y 方向方向 CD此列波没有给出传播方向此列波没有给出传播方向，因而可能向左也可能向右因而可能向左也可能向右，P 点在平衡位点在平衡位 置附近振动置附近振动，由此入手确定由此入手确定 0.75 s 后的位移和速度后的位移和速度 如果此波向左传播如果此波向左传播，此时此时 P 点运动方向向上点运动方向向上，经经 0.25 s，P 点第一次到达波点第一次到达波 峰峰
22、，此时经过此时经过 1 4T， ，此后再经此后再经 0.75 s，即即 3 4T， ，P 点到达平衡位置并向上运动；如点到达平衡位置并向上运动；如 果此波向右传播果此波向右传播，此时此时 P 点向下运动点向下运动，经经 0.25 s 即即 3 4T， ，P 点第一次到达波峰点第一次到达波峰， 此后再经此后再经 0.75 s，即即 3 个个 3 4T 后 后，P 点到达平衡位置并向下运动点到达平衡位置并向下运动，故故 C、D 正确正确 13细绳的一端在外力作用下从细绳的一端在外力作用下从 t0 时刻开始做简谐运动时刻开始做简谐运动， ，激发出一列简激发出一列简 谐横波谐横波在细绳上选取在细绳上选
23、取 15 个点个点，图中甲为图中甲为 t0 时刻各点所处的位置时刻各点所处的位置，乙为乙为 tT 4 7/7 时刻的波形图时刻的波形图(T 为波的周期为波的周期)在丙中画出在丙中画出 t3T 4 时刻的波形图时刻的波形图 解析解析机械波在传播过程中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介质的质点都在各自的平衡位置附近振动， 时间依次滞后时间依次滞后，从波形图上看出从波形图上看出，在在 tT 4时刻第 时刻第 4 个质点才开始振动个质点才开始振动，则在则在 t 3 4T 时刻第 时刻第 10 个质点刚开始振动个质点刚开始振动，此时第此时第 4 个质点已振动了个质点已振动了T 2的时间回到了自 的时间回到了自 己的平衡位置己的平衡位置，第第 1 个质点到达下方最大位移处个质点到达下方最大位移处，新的波形如图所示新的波形如图所示 答案答案见解析见解析
