第3章 2 波速与波长、频率的关系&3 波的图像（Word练习）-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

[基础训练 1．(多选)如图甲、乙所示，有关两个图像的说法正确的是(　　) A．甲为振动图像　　　 B．乙为振动图像 C．甲为波的图像 D．乙为波的图像 答案　BC 2．(多选)如图所示，画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形，由图像可知(　　) A．质点a此时的位移是零 B．质点b此时向－y方向运动 C．质点c、d的振幅相等 D．质点c此时的加速度方向为正 解析　质点a此时的位移是最大值，故选项A错误；因波向右传播，b质点处在下坡路上，应向上运动，故选项B错误；同一列简谐波中的质点的振幅都是一样的，故选项C正确；质点c此时的加速度方向为正，故选项D正确。 答案　CD 3．(多选)如图为一完整的波形，下列有关说法正确的是(　　) A．若P是振源，此时P向上振动 B．若Q是振源，此时Q向上振动 C．若P是振源，此时P向下振动 D．若Q是振源，此时Q向下振动 解析　若P为振源，则该波向右传播，P处于下坡路上，所以向上振动，A正确；若Q为振源，则该波向左传播，Q处于上坡路上，所以向下振动，D正确。 答案　AD 4．(多选)如图所示为一列波在某一时刻的波形，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是(　　) A．质点A、D的振幅相等 B．该时刻质点B、E的速度相同 C．该时刻质点D、F的加速度为零 D．该时刻质点C正向上运动 解析　所有质点振幅相等，故选项A正确；B、E两点速度大小相等，方向相反，故选项B错误；D、F两点偏离平衡位置的位移最大，加速度最大，故选项C错误；因为波向x轴正方向传播，所以C质点正向上运动，故选项D正确。 答案　AD 5．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是(　　) A．波速 B．波长 C．频率 D．以上都不变 解析　波的频率由波源决定，与介质无关，选项C正确；波速由介质决定，波由一种介质进入另一种介质，波速v发生变化，选项A、D错误；由λ＝知选项B错误。 答案　C 6．(多选)对公式v＝λf的理解，以下说法正确的是(　　) A．由v＝λf可知，波速与频率成正比 B．波速v由介质决定，频率f由波源决定 C．当波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速、波长改变 D．v＝λf适用于横波，不适用于纵波 解析　波速只与介质有关，频率由波源决定，选项A错误，B正确；不同频率的波在同一种介质中传播时，波长与频率成反比，同一列波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速与波长成正比，选项C正确；v＝λf适用于一切波，选项D错误。 答案　BC 7.(多选)如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t＝0.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处，则(　　) A．该波的周期为0.3 s B．该波的波速等于5 m/s C．t＝0.6 s时，质点C在平衡位置处且向上运动 D．t＝0.6 s时，质点C在平衡位置处且向下运动 解析　从t＝0时开始经1 T质点A第二次出现在正的最大位移处，即T＝0.6 s，故T＝0.4 s，选项A错误；由图像知λ＝2 m，则v＝＝m/s＝5 m/s，选项B正确；波由B传到C点所用时间t1＝＝s＝0.2 s，且C点开始向上振动，再经过t2＝0.6 s－t1＝0.4 s，C点恰好振动了1个周期，又回到原状态，故选项C正确，D错误。 答案　BC [能力提升] 8.如图所示是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形。a是正向最大位移处，b恰好处于平衡位置，经过Δt＝时间，下列关于a、b两个质点所通过的路程的关系的说法中正确的是(　　) A．sa＝sb　　　　 B．sa＜sb C．sa＞sb　　　　 D．不能判断两者大小关系 解析　因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，速度为零，在时间Δt内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度(到平衡位置时的速度)；b正在从平衡位置向上运动，具有最大速度，在时间Δt内，它向正方向最大位移处运动，速度逐渐减小，但在时间Δt内的平均速度比a质点大。 答案　B 9．质点A做简谐运动，其振动图像和t＝1.6 s时刻的波的图像如图甲、乙所示，则下列说法正确的是(　　) A．t＝1.6 s时质点A向上运动，波向左传播 B．t＝1.6 s时质点A向上运动，波向右传播 C．t＝1.6 s时质点A向下运动，波向左传播 D．t＝1.6 s时质点A向下运动，波向右传播 解析　由振动图像可得质点A在t＝1.6 s时正向上运动，再结合波的图像可以看出，波向右传播，故B正确。 答案　B 10．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5 m和x＝6.5 m处。t＝0.5 s时，质点P恰好第二次位于波峰位置。下列说法正确的是(　　) A．这列波的周期为0.5 s B．这列波的传播速度为6 m/s C．t＝0.6 s时，质点Q将位于波峰位置 D．质点Q在0～0.9 s内的路程为18 cm 解析　简谐横波沿x轴正方向传播，由波形平移法知，t＝0时刻质点P经平衡位置向上运动，则质点P第二次到达波峰需经t1＝T＝0.5 s，则T＝0.4 s，故A错误；该波的波长为λ＝2 m，则波速v＝＝ m/s＝5 m/s，故B错误；t＝0时刻Q点通过平衡位置向下运动，故t＝0.6 s＝1.5 T时，质点Q第二次通过平衡位置向上运动，故C错误；因n＝＝＝2，故质点Q在0～0.9 s内的路程为s＝2.25×4A＝9×2 cm＝18 cm，故D正确。 答案　D 11．一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t＝0时刻的波形图如图所示，已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4 s，求： (1)这列波的波速是多少？ (2)再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰？ (3)这段时间里R通过的路程是多少？ 解析　P点两次出现波峰的最短时间是0.4 s，所以这列波的周期T＝0.4 s (1)由波速公式得v＝＝ m/s＝10 m/s。 (2)由t＝0时刻x＝2 m处的波峰传到R时即第一次出现波峰，波移动的距离s＝7 m，则 t＝＝ s＝0.7 s。 (3)因为波传到R点用时间为T＝0.4 s，则在上述时间内，R实际振动时间t＝0.7 s－0.4 s＝0.3 s，因此R通过的路程为s路＝3A＝6 cm。 答案　(1)10 m/s　(2)0.7 s　(3)6 cm 12．一列简谐横波在t＝ s时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求： (1)波速及波的传播方向； (2)质点Q的平衡位置的x坐标。 解析　(1)由图(a)可以看出，该波的波长为 λ＝36 cm① 由图(b)可以看出，周期为 T＝2 s② 波速为v＝＝18 cm/s③ 由图(b)知，当t＝ s时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播。 (2)设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ。由图(a)知，x＝0处y＝－＝Asin(－30°)，因此xP＝λ＝3 cm④ 由图(b)知，在t＝0时，Q点处于平衡位置，经Δt＝ s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，由此及③式有 xQ－xP＝vΔt＝6 cm⑤ 由④⑤式得，质点Q的平衡位置的x坐标为 xQ＝9 cm。 答案　见解析 学科网（北京）股份有限公司 $$