3.2 波的描述（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第一册物理（人教版2019）

3.2　波的描述 [见学生用书P52] (1)有人认为：“由公式v＝λf知，波的频率越高，波速越大。”这种说法正确吗？ (2)v＝与v＝有何区别和联系？ 【答案】 (1)不正确。机械波的传播速度只与介质本身的性质有关，声速还与温度有关，波速与波的频率无关。 (2)波的传播是匀速的，波速计算可以用v＝计算，只是当t＝T时，x＝λ。v＝仅适用于波的传播问题，而v＝既适用于波，又适用于物体的运动等情况。 1．(多选)一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　AD　) 第1题图 A．它们的振幅相同 B．其中D、F速度方向相同 C．其中A、C速度方向相同 D．从此时算起，B比C先回到平衡位置 【解析】 简谐波中各个质点的振幅都相同，A正确；B、C、D三点速度方向相同，A、C位移大小相等，方向相同，速度方向相反，D、F两点速度方向相反，B、C错误；波向右传播，B离波源近，B比C先回到平衡位置，D正确。 2．如图所示为一简谐横波在某一时刻的图像，设波沿x轴正方向传播，下列说法正确的是(　D　) 第2题图 A．此时刻质点C的振幅为负值 B．此时刻质点B、E的速度相同 C．此时刻质点C、F的加速度、速度都为零 D．此时刻质点D正沿y轴负方向运动 【解析】 振幅即为质点振动的幅度，恒为正值，A错误；由波的传播方向可知，此时刻质点B、E的速度方向相反，B错误；质点在最大位移处时，速度为零，加速度达到最大值，C错误；由波的传播方向和波的传播特点可判断，此时刻质点D正沿y轴负方向运动，D正确。 3．(多选)一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，自右向左传播，已知在t1＝0.7 s时P点出现第二次波峰(0.7 s内P点出现两次波峰)，Q点的坐标是(－5，0)，则下列说法正确的是(　BC　) 第3题图 A．质点A和质点B在t＝0时刻的位移是相同的 B．在t＝0时刻，质点C向上运动 C．在0.7 s末，Q点第一次出现波峰 D．在0.9 s末，Q点第一次出现波峰 【解析】 t＝0时刻，A、B的位移大小相等，方向相反，A错误；因波向左传播，故此时质点C向上运动，B正确；设质点振动的周期为T，则有T＝0.7 s，故T＝0.4 s，在0.7 s时该波传播到(－6，0)的位置，而此时Q点正好位于波峰位置，故在0.7 s末Q点第一次出现波峰，C正确，D错误。 4．(多选)介质中有一列简谐机械波传播，波源振动周期为T，振幅为A，波速为v，对于其中某个振动质点　　(　BD　) A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动振幅一定为A C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．若这一点P与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的位移相同 【解析】 在同种均匀介质中，波的传播速度为定值，而质点在平衡位置两侧做简谐运动，其速度大小是变化的，和波速无关，A错误；波传播的过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源质点相同，B正确；质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，C错误；若这一点P与波源距离s＝vT，恰好为波长的整数倍，所以质点P的位移与波源的位移相同，D正确。 5．同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生了甲、乙两列波，它们的频率分别为f1、f2，波速分别为v1、v2，波长分别为λ1、λ2，下列关系式中正确的是(　A　) A.＝ B.＝ C.＝ D.＝ 【解析】 波的频率由波源决定，同一波源产生的两列波频率是一定的，所以f1＝f2；根据波速公式v＝λf，f相同，则v∝λ，即有＝，A正确。 6．平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波(　C　) A．频率是30 Hz B．波长是3 m C．波速是1 m/s D．周期是0.1 s 【解析】 由于小木块每分钟振动30次，因此周期为T＝ s＝2 s，频率为f＝＝0.5 Hz，A、D错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两小木块之间有一个波峰，所以λ＝s甲乙，解得波长λ＝2 m，波速v＝＝1 m/s，B错误，C正确。 7. (多选)如图所示为一列简谐横波的波动图像。已知波速v＝60 m/s且沿x轴正方向传播，从图中可知(　CD　) 第7题图 A．各质点振幅为2 cm，波长为24 m，周期为2.5 s B．在x＝6 m处质点的位移为零，速度方向沿x轴正方向 C．在x＝18 m处质点的位移为零，速度最大 D．在x＝24 m处质点的位移为2 cm，振动周期为0.4 s　 【解析】 由v＝得，T＝＝0.4 s，横波质点振动方向与传播方向垂直，x＝6 m处质点的速度方向向上，A、B