课堂小练（13） 波的描述(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课堂小练(十三)　波的描述 　 基本素养练 1.关于机械波的频率、波速、波长,下列说法正确的是 (　　) A.两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长 B.波的频率等于波源的振动频率 C.波速等于波源的振动速度 D.波由一种介质进入另一种介质,波速和波长都不改变 解析　由波长的定义可知,两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长,A项错误;由波的频率的定义可知B项正确;波速是波的传播速度,与波源的振动速度无关,C项错误;波在同一种均匀介质中匀速传播,进入另一种介质时,频率不变,但波速改变,由v=λf可知波长改变,D项错误。 答案　B 2.(多选)周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播,该波在某时刻的图像如图所示,此时质点P沿y轴负方向运动,则该波 (　　) A.波长为40 m B.频率为0.5 Hz C.沿x轴负方向传播,波速v=20 m/s D.沿x轴正方向传播,波速v=10 m/s 解析　已知质点P的运动方向为沿y轴负方向,可知波沿x轴正方向传播;由波的图像可知λ=20 m,又T=2.0 s,频率f==0.5 Hz,B项正确;波速v==10 m/s,D项正确。 答案　BD 3.一根粗细均匀的绳子,右侧固定,使左侧的S点上下振动,产生一列向右传播的机械波,某时刻的波形如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.该波的波长逐渐增大 B.该波的频率逐渐增大 C.该波的周期逐渐增大 D.该波的波速逐渐减小 解析　绳波在同一绳中传播,波速不变,由题图看出,此波的波长减小,由v=λf分析得知,频率增大,周期减小,B项正确。 答案　B 4.(多选)一列横波沿直线传播,在波的传播方向上有A、B两点。在t时刻A、B两点间形成如图甲所示波形,在(t+3 s)时刻A、B两点间形成如图乙所示波形,已知A、B两点平衡位置间距离a=9 m,则以下说法正确的是 (　　) 甲 乙 A.若周期为4 s,波一定向右传播 B.若周期大于4 s,波可能向右传播 C.若波速为8.5 m/s,波一定向左传播 D.该波波速可能的最小值为0.5 m/s 解析　若波向右传播,3 s=n+T1(n=0,1,2,…),T1= s≤4 s,B项错误;若波向左传播,3 s=n+T2(n=0,1,2,…),T2= s,由于n是整数,当n=0,T=4 s时,符合T1通项,波向右传播,故A项正确;由题图知波长λ=6 m,若波速为8.5 m/s,波在3 s内传播的距离为x=vt=8.5×3 m=25.5 m=4λ,根据波形的平移,波一定向左传播,故C项正确;波在3 s内传播的最小距离为向左传播1.5 m,波速可能的最小值为vmin= m/s=0.5 m/s,故D项正确。 答案　ACD 5.如图甲、乙所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在x=6 m处的质点从该时刻开始计时的振动图像,则这列波 (　　) 甲 乙 A.沿x轴的正方向传播 B.波速为100 m/s C.该质点振动周期为8 s D.再过0.04 s,x=4 m处的质点在平衡位置且向上运动 解析　t=0时刻x=6 m处质点的振动方向向上,由波形平移法知,波沿x轴负方向传播,A项错误;由题图甲得到波长为8 m,由题图乙得到周期为T=0.08 s,故波速v==100 m/s,B项正确,C项错误;再过0.04 s,波向x轴负向传播的距离Δx=v·Δt=100×0.04 m=4 m,即再过0.04 s,平衡位置在x=8 m处的质点的振动形式传播到x=4 m处,故再过0.04 s, x=4 m处的质点在正向最大位移处,将要向下运动,D项错误。 答案　B 6.一质点以坐标原点为中心位置在y轴上做简谐运动,其振动图像如图所示,振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1 m/s,从t=0时刻开始经过0.2 s后此质点立即停止运动,则再经过0.3 s时的波形图是如图中的 (　　) A B C D 解析　质点起振方向向上,波源停止振动后产生的波形会继续向前传播,传播的距离Δx=v·Δt=0.3 m,A、C、D三项错误,B项正确。 答案　B 7.一列简谐横波在t=1 s时的波形图如图所示,a、b、c分别为介质中的三个质点,其平衡位置分别为xa=0.5 m、xb=2.0 m、xc=3.5 m。此时质点b正沿y轴负方向运动,且在t=1.5 s时第一次运动到波谷。则下列说法正确的是 (　　) A.该波沿x轴正方向传播 B.该波的传播速度大小为2 m/s C.每经过2 s,质点a通过的路程都为1.6 m D.质点c的振动方程为y=0.4cost m 解析　由于此时质点b正沿y轴负方向运动,根据“同侧法”可知,该波沿x轴负方向传播,A项错误;由于质点b正沿y轴负方向运动,且在t=1.5 s时第一次运动到波谷,则T=1.5 s-1 s=0.5 s,解得T=2 s,由题图可知,波长λ=2 m,则波速v==1 m/s,B项错误;质点每经过一个周期通过的路程为4A,所以每经过2 s,质点a通过的路程都为S=4A=4×0.4 m=1.6 m,C项正确;t=0时质点c应该在负向最大位移处,所以质点c的振动方程为y=-Acos ωt=-0.4cos(πt) m,D项错误。 答案　C 8.一列波的波源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下 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 解析　由于波源在O点处,x轴正半轴的波向右传播,由上下坡法,可知x=1 m处的质点向上运动,故A项错误;t0时刻,x=-2 m处的质点与x=2 m处的质点运动方向相同,同理由上下坡法可知x=2 m处的质点向下运动,即x=-2 m处的质点运动方向向下,B项错误;波的周期为T== s=0.1 s,则从t0到t0+0.175 s时刻,经过了1T,所以x=-1 m处的质点处于波谷,C项正确;t0-0.025 s时刻在t0时刻之前T,则x=1 m处的质点处于波谷位置,D项错误。 答案　C 能力提升练 9.一列简谐横波在t=0.6 s时刻的图像如图甲所示,此时P、Q两质点的位移均为-1 cm,波上质点A的振动图像如图乙所示,则以下说法正确的是 (　　) 甲 乙 A.这列波沿x轴负方向传播 B.这列波的波速是50 m/s C.从t=0.6 s开始,紧接着的Δt=0.9 s时间内,质点A通过的路程是6 cm D.从t=0.6 s开始,质点P比质点Q早0.2 s回到平衡位置 解析　由题图乙读出t=0.6 s时刻质点A的速度方向沿y轴负方向,可判断出该波沿x轴正方向传播,故A项错误;由题图甲读出该波的波长λ=20 m,由题图乙可知周期为T=1.2 s,则波速为v== m/s,B项错误;因为Δt=0.9 s=T,t= 0.6 s 时质点A位于平衡位置,经过Δt=0.9 s,质点A通过的路程是s=3A=6 cm,C项正确;题图甲所示时刻质点P沿y轴正方向运动,质点Q沿y轴负方向运动,此时P、Q两质点的位移均为-1 cm,故质点P经过回到平衡位置,质点Q经过+回到平衡位置,故质点P比质点Q早+-==0.4 s回到平衡位置,D项错误。 答案　C 10.(多选)一列简谐横波在介质中沿x轴传播。其中x=12 cm和x=18 cm处的质点的振动图像分别如图甲、图乙所示。根据这两条振动图线,可获得关于这列简谐横波的确定和可能的信息是 (　　) 甲 乙 A.此波的振幅是8 cm B.此波的周期是12 s C.此波的波长可能是4.8 cm D.此波的波长可能是6 cm 解析　由振动图像可知此波的振幅是4 cm,故A项错误;简谐横波的周期与各质点的振动周期相同,则此波的周期是T=12 s,故B项正确;若该波沿x轴正方向传播,t=0时,x=12 cm的质点位于波谷,x=18 cm 的质点经过平衡位置向上振动,结合波形,得到它们之间的距离与波长的关系为Δx=n+λ,n=0,1,2,3,…,解得λ= cm,n=0,1,2,3,…。若该波沿x轴负方向传播,x=12 cm的质点位于波谷,x=18 cm的质点经过平衡位置向上振动,结合波形,得到它们之间的距离与波长的关系为Δx=n+λ,n=0,1,2,3…,解得λ= cm,n=0,1,2,3,…,由波长的公式可知,此波的波长不可能是6 cm,但可能是4.8 cm,C项正确,D项错误。 答案　BC 11.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图像如图所示,已知波的传播速度是16 m/s。 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少。 (2)画出再经过0.125 s时的波的图像。 解析　(1)由题图可以看出,质点振动的最大位移是10 cm。因此,振幅是10 cm。 (2)经0.125 s波形沿x轴正方向移动的距离为 Δx=vΔt=16×0.125 m=2 m。 所以,经过0.125 s后的波形图像如图中的虚线所示。 答案　(1)10 cm　(2)图见解析 学科网（北京）股份有限公司 $$