课时梯级训练(17) 波的描述（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时梯级训练(17)　波的描述 1．(多选)对于介质中正在传播的一列机械波，下列说法正确的是(　　) A．传播速度等于波中某质点的振动速度 B．某质点在一个周期内走过的路程等于波长 C．波的周期等于波源振动的周期 D．波在一个周期内传播的距离等于波长 CD　解析：波在介质中匀速传播，质点的振动是变速运动，二者不相等，A错误；质点在一个周期内走过的路程等于振幅的4倍，不一定等于波长，B错误；波的周期与波源振动的周期始终相等，C正确；根据λ＝vT知，D正确。 2.三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则(　　) A．B波的波长最大 B．A波的振动频率最大 C．A、B、C三列波的传播速度相等 D．C与A、B的材料一定不同 ABD　解析：由题图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同，在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大，A、B、D正确。 3．(多选)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，下面说法正确的是(　　) A．这列波的波长是4 m B．这列波的传播速度是10 m/s C．质点Q(x＝9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰 D．M点以后各质点开始振动的方向都是向下的 ABD　解析：从波的图像可以看出该波的波长λ＝4 m，A正确；由题意可知该波的周期T＝0.4 s，则该波的传播速度v＝＝ m/s＝10 m/s，B正确；波峰传到Q所用的时间为t＝＝ s＝0.7 s，C错误；由波的图像可以看出，M点开始振动的方向向下，说明M点以后各质点开始振动的方向都是向下的，D正确。 4.一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是(　　) A．该简谐横波沿x轴负方向传播 B．此时K质点沿y轴正方向运动 C．此时K质点的速度比L质点的小 D．此时K质点的加速度比L质点的小 D　解析：由题意可知，K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点此时的振动方向沿y轴负方向，结合同侧法可知波沿x轴正方向传播，A、B错误；此时L质点的速度为零、K质点的速度大于零，C错误；此时K质点偏离平衡位置的位移比L质点的小，由a＝－可知，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。 5.一列横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，则下列说法正确的是(　　) A．该时刻质点a正向下运动 B．该时刻质点b正向上运动 C．该时刻质点a、b的速度相同 D．质点a、b的振动周期相同 D　解析：由“带动法”知该时刻质点a正向上运动，质点b正向下运动，A、B错误；该时刻质点a、b速度大小相等，但方向相反，C错误；质点a、b的振动周期都等于波源的振动周期，因此质点a、b的振动周期相同，D正确。 6.(多选)(2023·重庆卷)一列简谐横波在介质中沿x轴传播，波速为2 m/s，t＝0时的波形图如图所示，P为该介质中的一个质点。则(　　) A．该波的波长为14 m B．该波的周期为8 s C．t＝0时质点P的加速度方向沿y轴负方向 D．0～2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1 m BD　解析：由题图可知λ＝12 m，解得波长λ＝16 m，A错误；由波速v＝得波的周期T＝＝ s＝8 s，B正确；简谐运动的加速度总指向平衡位置，P点位于y轴负半轴，加速度方向沿y轴正方向，C错误；P点位于y轴的负半轴，经过2 s＝，若波向x轴负方向传播，P向远离平衡位置方向振动，在0～2 s内质点P运动的路程有可能小于0.1 m，D正确。 7．(多选)(2023·天津卷)一列机械波的波源是坐标轴原点，从t＝0时波源开始振动，t＝0.5 s时波形如图所示，则下列说法正确的有(　　) A．在这种介质中波速v＝4 m/s B．x＝1 m处质点在t＝0.3 s时位于波谷 C．波源振动方程y＝0.02 sin (5πt＋π) m D．x＝－1 m处质点半个周期内向左位移半个波长 BC　解析：由题图可知t＝0.5 s时，波传播的距离为x＝2.5 m，故波的速度为v＝＝ m/s＝5 m/s，A错误；该波的波长为λ＝2 m，所以波的周期为T＝＝ s＝0.4 s，波传播到x＝1 m需要的时间t1＝＝ s＝0.2 s，由题图可知该波的起振方向向下，t＝0.3 s时x＝1 m处的质点振动了0.1 s，即T，所以质点位于波谷，B正确；根据图像可知该波的振动方程为y＝A sin (t＋φ)＝－0.02 sin (5πt) m＝0.02 sin (5 πt＋π) m，C正确；质点只是上下振动，不随波左右移动，D错误。 8．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，传播速度v＝10 m/s，t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，下列图形是t＝0.6 s时的波形的是(　　) B　解析：波的传播速度为v＝10 m/s，t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，经过0.6 s，坐标原点处质点的振动状态传递到x＝6 m处，则t＝0.6 s时x＝6 m处的质点也应位于平衡位置且向y轴正方向运动，又因为波沿x轴正方向传播，根据同侧法可判断，B正确。 9．(多选)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动，t0时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出。下列说法正确的是(　　) A.t0时刻，x＝1 m处的质点运动方向向上 B．t0时刻，x＝－2 m处的质点运动方向向上 C．t0＋0.175 s时刻，x＝－1 m处的质点处在波谷位置 D．t0－0.025 s时刻，x＝1 m处的质点处在波峰位置 AC　解析：由于波源在O点处，x轴正半轴的波向右传播，则将波形图向右微平移，可知x＝1 m处的质点向上运动，A正确；t0时刻，x＝－2 m处的质点与x＝2 m处的质点运动方向相同，运动方向向下，B错误；波的周期为T＝＝ s＝0.1 s，则从t0到t0＋0.175 s时刻，经过了T，x＝－1 m处的质点处于波谷位置，C正确；t0－0.025 s时刻在t0时刻之前T，x＝1 m处的质点处于波谷位置，D错误。 10．一列简谐横波在t1＝0时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t2＝0.7 s末时，质点P刚好出现第二次波峰，试求： (1)此波的周期T； (2)此波的波速v； (3)坐标为6 m的Q点第一次出现波峰的时刻t3。 答案：(1)0.4 s　(2)5 m/s　(3)1 s 解析：(1)该波沿x轴正方向传播，由“同侧法”可知，质点P在0时刻向下振动，由题意可得 t2＝0.7 s＝T 故此波的周期为T＝0.4 s。 (2)由波形图可知，该列波的波长为2 m，则此波的波速为 v＝＝5 m/s。 (3)离Q点最近的波峰在x＝1 m处，该波峰传播到Q点的时间为 t3＝＝ s＝1 s。 11．(2024·山东济宁高二阶段练习)一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，此时坐标为(1 m，0)的质点刚好开始振动，质点P的坐标为(3 m，0)。在t1＝0.6 s时刻，质点P首次位于波峰位置，质点Q的坐标是(－3 m，0)。求： (1)这列波的传播速度； (2)从t＝0至t2＝1.6 s时间内，质点Q通过的路程。 答案：(1)5 m/s　(2)16 cm 解析：(1)由题图可知，t＝0时质点P位于平衡位置，且沿y轴负方向运动，所以再经过T质点P振动到波峰位置，由题意可得 t1＝T＝0.6 s 解得波的周期为T＝0.8 s 由题图可知波长为λ＝4 m，则波速为 v＝＝ m/s＝5 m/s。 (2)t＝0时坐标为(1 m，0)的质点刚好开始振动，可知质点Q开始振动的时刻为tQ＝ s＝0.8 s 质点Q从开始振动到t2＝1.6 s，振动的时间为Δt＝t2－tQ＝0.8 s＝T 所以该段时间内，质点Q通过的路程为s＝4A＝4×4 cm＝16 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$