专题10 波的多解问题-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019) 江苏专用

(3)对橡皮泥自由下落，由机械能守恒定律可得mgh= 根据波长与波速的关系可知该波的波速为=T=2m5, 2m2, 根据波形的图像和振动图像可知该波沿x轴正方向传播， 橡皮泥与A碰撞，由动量守恒定律可得mm=2m, 该被的振动传播到x=80m处所用的时间为 对橡皮泥与A一起运动到最高点，由能量守恒得 6--18=315 2=2mg·架解得则6≥号 x=80m处质点的起振方向为沿y轴正方向，所以从起振 k 到第三次出现在波峰所用的时间为 专题九振动图像与波形图的综合 1.A2.B 6=27 4=135, 3.D解析：A由图乙可知1=0.1s时，质点P沿y轴正方向 所以x=80m处的质点第三次出现在波峰的时刻为。=1，+ 振动，根据上下坡法，波沿x轴正方向传播，A错误： 42=44.5m B.波传播过程中，质点P在平衡位置(x=5m)附近振动， (2)据题可知t=5T+5.5$, 不会随波迁移，B错误：C.1=0.1s时，质点P正在向最大位 设该波波形的方程为y=0.4sin 移处运动，在周期内的路程小于-个振幅，在Q1~11。 在1=0时y。=0,代入波形的方程得0=0.4sin 12×18+ 内，即14T周期内，质点P的路程小于五个振幅，即小于 9m,解得e=0, 30m,C错误；D.质点P,Q的相位差4p=×2m= 入 所以该波波形的方程为y=0.4sin x24m,由图乙可知质点P的振动方程为月 12 Am(停)=6in(受)m,质点Q的振动方程为y= 当=2m时解得)y= 设质点a的振动方程为y=0.4sim 6+om,将1=0时 2 cm,D正确.放选D. 3 4.(1)4m/s(2)y=-0.1sin(2mt)m(3)0.1m0.6m y= m代人振动方程，考虑到质点a此时向下运动，得 解析：(1)由图可知，波长为4m,周期为1.0s则波速为n= 文4m人 所以振动方程为y4()加， 2n 当=5.5s时，解得y=0.4m, (2)质点P的振动方程为 质点a从题图1所示时刻之后1=35.5s内运动的路程为 y=-Asin =-0.1sin(2m)m. =(x4043xa4写)加=(2r号m (3)由于1=275s=(2+）江.则质点P的位移为Q1m 专题十波的多解问题 波从P点传播到Q点的时间为 1.A2.B3.B4.D5.B6.C 1= m5 7.C解析：由于简谐横波沿x轴向正方向传播，由题图可知 s=1.255. 4 4 3 -4=10s=(a+）n=0.1,2…)解得T=4s(n 则质点Q的振动时间为h=1.58=2T, 0.1,2…) 则质点Q的路程为s=64=0.6m 5.(1)0.5m/s(2)△1=(1.6m+1.2)×102s(n=0,1,2,…) 由图可知波长为4m,则波速为：=行=(4n+1)m(u=0, 解析：(1)实线圆，虚线圆分别表示=0时刻相邻的波峰和 1.2…) 波谷，由图乙可知分=04cm。 当n=0时，=1m/s,当n=1时2=5m/s,当n=2时= 9m/s,当n=3时，=13m/s, 由图乙可知周期T=0.016s, 故选C. 则波在水中的传播速度大小为=行=0.5m。 8.B解析：根据图丙可知T=0.8s, P,Q为该波沿水平传播方向上相距0.8m的两个质点，且 (2)根据题意可知P处此时处于波峰位置，从图乙所示状 1=0时P质点正经过平衡位置向上振动，Q质点正处于波 52 谷，则有4=A+A(a=01.23.） 态开始，P点第1次到达波谷所需时间为，= 16 代入数据解得11=1.2×102s, 解得入 20m+5m(n=0,1,2,3 则P点到达波谷的所有时间为△1=1，+nT(n=1,2,3,…), A20 代入数据解得△1=(1.6n+1.2)×102s(n=0.1,2,…). 该简谐波的波速为=分20n5s(n=01,23,…） a()445=(2(92m 将n代人，得n=0时，=4m/s,n=1时2=0.8m/s,n=2 解析：(1)根据波形的图像可知该波的波长为入=12m, 时6=g. 根据振动图像可知该波的周期为T=6, B正确，ACD错误故选B. 参考答案学霸45 9。C解析：A.b两点的平衡位置相距1m,某一时刻在a点 出现波峰，从此时刻起再经过0.2s6点第一次出现波峰， 反射临界角公式有加C=】从挡板上下边缘射人的两束 若诚由a向6传插，有：=2=5m,选项 平行光线进入球壳后从外球面射出时，两光线的夹角为 120°，根据几何关系有C+0,-0,=60°，解得n=√2，故选A A错误： B若被由6向a传摄，有：号-=25，选项 B错误： C若波由a向b传播，有T=入.6 D58=1.2s. 从b点出现被峰开始计时，24·内质点b经过的路 程s=2×44=2.4m, 4.(1)4m(2)1.0m 若波由b向a传播，有T=4=6 解析：(1)如图所示，设过A点的光线恰好被障碍物挡 /258=0245, 住时， 从b点出现波峰开始计时，2.4s内质点b经过的路程s= 入射角折射角分别为B,则ina= 10×44=12m. 选项C正确： s+ 4 D.由C项分析可知从b点出现波峰开始计时，2.4s恰好为 周期的整数倍，因此，2.4s末质点b仍处在波峰的位置： sin B=- 选项D错误.故选C +h n=sin a 3 10.B解析：若波沿x轴正方向传插，则△=1-41= sin B 4 由①23解得：h,=4m. (n=0,1,2,3,…）① 解得7。 8n+25(n=0.1,2,3.…)② 水面 因为T=0.5s,所以②式有解.此时波的传播距离为2m 若波沿x轴负方向传播，则△=2-11=】+nT(n=0,1,2 3,…)③ 解得76（a=0.1,23.）④ (2)潜水员和C点连线与竖直方向夹角刚好为临界角 因为T=0.5s,所以④式无解。 C,则： 综上所述可知B正确.故选B. ⑤，由④⑤ 11.B解析：AB.根据题意，由图可知，当波向左传播时，波在 n4 13.4+h2 1=7-7,=05s传播的距离为=nA(a=0.1,2…. htha2 解得，s1.0m. 5.(1)n=2.5=1.2×10m/s(2)1mm 由图可知A=8m,又有=王，联立可得0=4(4n+3)ms 解析：(1)设∠DQG为i,∠OQP为r,由几何关系有sini= DG OP (n=0,1.2…), 若有3T<(T-T,)<4T,则波的传播距离3A<x<4A,即 Do.sin r= 00 n=3, 由折射定律有n=sn 此时，速度为=4×(4×3+3)m/s=60m/s,故A错误， sinr 代入数据解得n=2.5, B正确： C根据题意，由图可知，当波向右传播时，波在=T2一T,= 由n=号可得=片=1,2x10ms 056传播的距离为x=子+nd(a=0.1,2…】 (2)设E点发出的光线ES、ET与法线的夹角分别为0和 a,ES⊥EF,光线ET为任一光线，过O点向TE作垂线OZ, 由图可知A=8m,又有=，联立可得=4(4+1)m 设02为h,则sima= R,sin0s R (n=0,1,2…),故C错误： 又h<r,所以sina<sin9, D.若波速r=68m/s,则波的传播距离为x=H=68× 可得a<0,即光线在S的人射角最大 a5m=34m=(4)小h. 分析可知，达到临界角时r最大，则m0=上=上 R-n 结合上述分析可知，波向右传播，故D错误故选B. 解得r=Imm 专题十一光的折射与全反射 1.C2.A 3.A解析：根据题意作出光的折射如图，根据儿何关系可 面中心是号，根据折射定律可知 sin 6. =n,根据全 选择性必修第一册学霸46专题十波的多解问题 题型1周期的多解 1.(2023·北京三十五中期中)平静的湖面上有 a、b两片叶子，a、b两片叶子间相距4.2m,叶 子b在a的右方，一列水波沿水平方向向右 传来，波速为10m/s,波长大于2m.某时刻叶 A.波长一定是4m 子b达到波峰位置，而叶子a正处于平衡位 B.波长可能是10m 置且向上运动，则这列波的周期可能是 C.波速可能是4m/s D.波速可能是5m/s A.0.24s或0.56sB.0.24s或1.68s 5.(2023·山西吕梁期中)一列简谐横波沿x C.0.336s或0.56sD.0.336s或1.68s 轴正方向传播，【=0时刻的部分波形图像如 2.一列波速为0.5/s的简谐波，某时刻波形如 图所示，则下列关于虚线框内波形的说法正 图中实线所示，经过一段时间后，波形如图中 确的是 虚线所示，则这段时间不可能为 ( 0.1 28x7m A.虚线框内波形具有1个波峰和1个波谷 A.Is B.2s B.虚线框内波形具有2个波峰和2个波谷 C.3s D.5s C.虚线框内波形具有3个波峰和3个波谷 题型2波长的多解 D.虚线框内波形具有4个波峰和4个波谷 3.如图所示，一列简谐横波在传播过程中先后 题型3波速的多解 经过P、Q两质点，已知P、Q两质点的平衡位 6.(2024·湖南衡阳月考)一列频率为10Hz的 置相距0.15m.当P运动到上方最大位移处 简谐横波沿绳在水平方向传播，当绳上的质 时，Q刚好在平衡位置向下运动，则这列波的 点A达到平衡位置且向上运动时，其左方 波长可能是 0.6m处的质点B恰好到达最低点，则波速可 能是 A.3 m/s B.4 m/s A.0.10m B.0.04m 24 C.5 m/a 1 D. C.0.60m D.0.12m 5 m/s 4.(2024·山东临清实验中学开学)一列沿x7.(2023·河北邯郸期中)如图所示，一列简谐 轴正向传播的简谐波，在x1=2m和x2=12m 横波沿x轴向正方向传播，实线和虚线分别 处的两质点的振动图像分别如图中实线和虚 是t,和2时刻的波形图，已知12-1，=1.0s,由 线所示.下列判断正确的是 图判断下列哪一个波速是可能的() 选择性必修第一册学霸116 A.若波由a向b传播，波的传播速度为25m/s B.若波由b向a传播，波的传播速度为5m/s C.从b点出现波峰开始计时，2.4s内质点b A.2 m/s B.3 m/s 经过的路程可能为2.4m C.5 m/s D.10 m/s D.从b点出现波峰开始计时，2.4s末质点b 8.(2023·江苏淮阴中学质检)如图甲，水袖舞 可能处在波谷的位置 是中国京剧的特技之一，因其身姿摇曳、技法 10.如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线 神韵倍受人们喜欢.某次表演中演员甩出水袖 和虚线分别是1，时刻和t2时刻的图像，已知 的波浪可简化为如图乙所示沿x轴方向传播 的简谐横波，P、Q为该波沿水平传播方向上 l2=41 88,振动周期为0.5s,则波的传播方 相距0.8m的两个质点，且横波由P传向Q. 向与传播距离是 =0时P质点正经过平衡位置向上振动，Q 4/m 质点正处于波谷（未画出），图丙为P质点振 动图像袖子足够长且忽略传播时振幅的衰 减，该水袖舞形成的简谐波的波速可能为 A.沿x轴正方向，6m B.沿x轴正方向，2m C.沿x轴负方向，6m D.沿x轴负方向，2m 11.(2023·河北邯郸期中)如图所示，实线是一 列简谐横波在T时刻的波形图，虚线是在 T2=(T+0.5)s时刻的波形图.下列说法正确 0.2040.670.81 的是 -0.2 y/m 丙 A.1 m/s B.0.8m/s 80m C.0.6m/s D.0.4m/s 题型4传播方向的多解 A.当波向左传播时，波速的表达式为= 9.(2023·辽宁重点中学协作体二模)如图所 4(4n+1)m/s(n=0,1,2…） 示，波长和振幅分别为6m和0.3m的简谐横 B.当波向左传播且3T<(T2-T1)<4T时，波 波沿一条直线传播，ab两点的平衡位置相距 速大小为60m/s Im.某一时刻在a点出现波峰，从此时刻起再 C.当波向右传播时，波速的表达式为v= 经过0.2s在b点第一次出现波峰，则 4(4n+3)m/s(n=0,1,2… D.若波速p=68m/s,则波向左传播 期末专题复习学霸117