《横波和纵波》进阶练习
一、单选题
1.下列说法正确的是()
A.真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的
B.氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加
C.精确地讲，一个90234T h核的质量比一个91234P a核与一个β粒子的质量之和大
D.声波是横波，电磁波是纵波，因为电磁波有偏振现象而声波没有
2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=0.5m/s，某时
刻的波形如图中实线所示，则下列说法正确的是()
A.该列简谐横波的振幅为0.2m
B.该列简谐横波的波长为2.0m
C.该列简谐横波的周期为2s
D.x=1.0m处的质点正沿x轴正方向移动
3.区分横波和纵波的依据是（）
A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动
B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播
C.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上
D.波传播距离的远近
二、填空题
4.近年来全球地震频发已引起全球的高度关注．某实验室一种简
易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成．在某次地
震中同一震源产生的地震横波和地震纵波的波长分别为10km和
20km，频率为0.5H z．假设该地震波的震源恰好处在地震仪的正
下方，观察到两振子相差5s开始振动，则地震仪中的两个弹簧振子振动的频率等于______ ．地震仪的竖直弹簧振子P先开始振动，震源距地震仪约______ ．
5.如图所示，是一列波在t=0时的波形图，波速为20m/s，
传播方向沿x轴正向．从t=0到t=2.5s的时间内，质点M所通过的路程是____________m，位移是____________m．
参考答案
【答案】
1.C
2.B
3.C
4.0.5H z；50K m
5.2.5;0.05
【解析】
1. 解：A、根据光速不变原理，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的．故A
错误．
B、氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子的能量减小．故B错误．
C、90234T h核发生衰变变成91234P a核和β粒子，放出能量，根据质能方程，知有质量亏损，所以一个90234T h核的质量比一个91234P a核与一个β粒子的质量之和大．故C正确．
D、偏转是横波的特有现象，电磁波是横波，声波是纵波．故D错误．
故选C．
2. 解：A、该列简谐横波的振幅等于各个质点的振幅，根据振幅的定义：质点离平衡位置的最大距离，可知该列简谐横波的振幅为：A=0.1m，故A错误．
B、对于简谐横波，相邻两个波峰或波谷间的距离等于一个波长，由图读出该波的波长为：λ=2m，故B正确．
C、由波速公式v=，得该波的周期为：T==s=4s，故C错误．
D、简谐横波沿x轴正方向传播，图上左边的质点先振动，根据质点的带动法判断可知，x=1.0m处的质点正沿y轴正方向运动，不可能沿x轴方向移动，故D错误．
故选：B．
3. 解：A、物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波；把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波称作纵波，故AB错误，C正确；
D、纵波与横波可以同时在同一介质中传播，故D错误；
故选：C．
机械振动在介质中的传播称为机械波．随着机械波的传播，介质中的质点振动起来，根据质点的振动方向和波传播的传播方向之间的关系，可以把机械波分为横波和纵波两类．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波．在横波中，凸起的最高处称为波峰，凹下的最低处称为波谷．
物理学中把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波，称作纵波．质点在纵波传
播时来回振动，其中质点分布最密集的地方称为密部，质点分布最稀疏的地方称为疏部．本题关键能区别横波与纵波，知道波在同一种均匀介质中作匀速运动，而质点做机械振动，基础题．
4. 解：当地震波的频率与弹簧振子的频率相同时发生共振，所以弹簧振子的频率为
0.5H z；
据波速v=fλ公式得横波和纵波的波速分别为：v1=10000×0.5m/s=5000m/s，v2=20000×0.5m/s=10000m/s；
设纵波振子P接收到地震波的时间为t，即（t+5）×5000m=10000t，解得：t=5s，所以距离震源的距离：x=10000×5m=50K m．
故答案为：0.5H z，50km．
由于横波的传播速度小于纵波的传播速度，在距离相同的情况下，纵波振子P先接收到地震信号，故纵波振子P先开始振动，设纵波振子P接收到地震波的时间为t，震源离地震仪距离为s=△V t．
解决本题的关键运用运动学公式判断哪个波先到．属于容易题
5. 解：由图读出波长λ=4m，由波速公式v=得周期T=s=0.2s，则时间t=2.5s=12.5T，由于质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是四个振幅，所以在t=0到t=2.5s的时间内，质点M所通过的路程S=12.5×4A=50×5cm=2.5m
t=2.5s的时刻质点M到达波峰，位移为y=5cm=0.05m．
故答案为：2.5，0.05。