第十二章 1. 波的形成和传播

第十二章
机械波
1.波的形成和传播
基础巩固
1关于机械波,下列说法正确的是()
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
解析：振源的振动使其周围质点依次振动,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。

答案：ABC
2有关纵波与横波,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
解析：不论振源沿水平方向振动,还是竖直方向振动,只要振动方向与波的传播方向垂直,则为横波;振动方向和波的传播方向在一条直线上,则为纵波。

因此C项正确。

答案：C
3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：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,故选项B正确。

答案：B
4在敲响古刹的大钟时,会发现,停止对大钟的撞击后,大钟仍“余音未绝”,分析其原因有()
A.大钟的回声
B.大钟继续振动
C.人的听觉发生“暂留”的原因
D.大钟虽然停止振动,但空气仍继续振动
解析：停止对大钟的撞击,大钟仍然振动,继续形成声波,所以大钟仍“余音未绝”,选项B 正确。

答案：B
5若某介质中有一列简谐横波传播,则介质中质点的振动方向与波的传播方向间的夹
角为()
A.30°
B.45°
C.60°
D.90°
答案：D
6关于机械振动和机械波,以下说法正确的是()
A.要产生机械波,有波源就可以
B.要产生机械波,必须要有波源和介质
C.要产生机械波,有介质就可以
D.要产生机械波,不需要有波源和介质
答案：B
7AB为一弹性绳。

设法在绳上传播一个脉冲的波,如图所示。

若波从A向B传播,则
绳上质点开始起振的速度方向是;若波从B向A传播,则绳上质点开始起振时,质点振动的速度方向是。

解析：根据波的形成过程,前质点依次带动后质点,且都重复振源的振动。

若由A向B
传播,则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;若从B向A传播,则质点刚开始振动时,速度方向向上。

答案：向下向上
8沿绳向右传播的一列横波如图所示,在图上速度最大的点是第点和第点。

除去第1点外,加速度最大的点是第点,此质点此时处在波
的位置。

正在向上振动的质点是。

解析：波向右传播,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。

答案：375上方最大位移处6、7
能力提升
1如图所示,一绳波在某一时刻的波形,已知质点F此时的运动方向如图所示,则()
A.波向右传播
B.质点H与F的运动方向相同
C.质点B比质点A先回到平衡位置
D.此时质点D的加速度为零
解析：由F点向下运动,利用“带动看齐法”可判断波向左传播,由传播方向再判断各质点
振动方向。

答案：CD
2下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,经过周期质点5
开始运动。

下列判断正确的是()
A.质点6开始振动时的运动方向向下
B.t时质点6的速度方向向下
C.t时质点10的运动方向向上
D.t=T时质点16开始运动
解析：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不对;
经过t质点1回到平衡位置,质点9开始向上振动,质点5振动到正的最大位移处,根据带动法可知,质点6在平衡位置上方,向上振动,即速度的方向向上,B错;t时质点1振
动到负的最大位移处,质点9振动到正的最大位移处,质点13开始振动,5~13之间的质点
在平衡位置上方,9~13之间的质点振动方向都向上,C对;t=T时质点17开始运动,D不对。

答案：C
★3某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为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)。

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 km
B.P先开始振动,震源距地震仪约25 km
C.H先开始振动,震源距地震仪约36 km
D.H先开始振动,震源距地震仪约25 km
可得s=36 km,则A
解析：横波速度小于纵波速度,所以P先开始振动。

由
横纵
项正确,B、C、D项错误。

答案：A
4一列波在介质中向某一方向传播,右图为此波在某一时刻的波形,并且此时振动还只发生在M、N之间,已知此波的周期为T,Q质点速度方向在波形中是向下的,下列说法正确的是()
A.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间T
B.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间
C.波源是N,由波源起振开始计时,P点已经振动时间
D.波源是M,由波源起振开始计时,P点已经振动时间
解析：由于此时Q质点向下振动,且Q质点右方邻近质点在Q质点下方,则波向左传播,N是波源。

振动从N点传播到M点,经过一个周期,又因从波源N起振开始计时,需经点才开始起振,故P质点已振动了选项C正确。

答案：C
★5弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当t=0时使其开始沿y 轴做振幅为8 cm的简谐振动,在t=0.25 s时,绳上形成如图所示的波形,则该波的波速为 cm/s;在t= s时,位于x2=45 cm 处的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。

解析：波的传播速度v-m/s=0.2 m/s=20 cm/s。

绳上的每个质点刚开始振动的方向是沿y轴负方向,故波传到N点所用的时间为t1s=2.25 s,所以质点N第一次沿y轴正向通过平衡位置时,t=t1s。

答案：202.75
6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时刻的波形为波的周期。

在图丙中画出时刻的波形。

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,新的波形如答案图所示。

答案：如图所示。