第三章 专题6 波的多解问题-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(教科版)

物理 选择性必修 第一册 JK 1 6 专题6 波的多解问题 刷题型 2 1.［四川成都2025高二上检测］一列简谐横波沿直线由向传播，相距的、 两处的质点 振动图像如图所示，则( ) C A.该波的振幅一定是 B.该波的波长可能是 C.该波的波速可能是 D.该波由传播到可能历时 题型1 波的图像的周期性造成多解 3 解析 由题图可知该波的振幅为,周期为,故A错误；由题图可知,在时刻,质点 经过平 衡位置向上运动,质点位于波谷,波由向传播,结合波形得到、 间距离与波长的关系为 ,可得波长为,如果 ,则 ,不是整数,故B错误；当时,,波速为,故C正确；该波由 传播 到的时间为,由于是整数,则不可能为 ,故D错误. 题型1 波的图像的周期性造成多解 4 2.［北京四中2025高二上期中］如图甲所示，一列沿轴正方向传播的简谐横波，在 和 处的两质点的振动图线如图乙所示. 甲 乙 题型1 波的图像的周期性造成多解 5 （1）求该波的周期 的大小； [答案] 解析 由题图乙可知，该波的周期为 . （2）画出时刻，、 之间一种可能的波形； [答案] 见解析 解析 由题图乙可知，时位置的质点处于正向最大位移处, 位置的质点处于 平衡位置向上运动,、 之间一种可能的波形如图所示. 题型1 波的图像的周期性造成多解 6 （3）求这列波可能的波速. [答案] 解析 由以上分析可知和 处的两质点满足 , 可得 , 波速为 . 题型1 波的图像的周期性造成多解 7 3.如图所示，一列简谐横波沿轴传播，实线为时的波形图，虚线为 时的波形图. 已知该简谐横波的传播速度满足，下列关于平衡位置在 处质点的振动 图像，可能正确的是( ) B A. B. C. D. 题型2 波的传播方向不确定造成多解 8 解析 由波形图可知,波长,根据速度范围可以得到周期范围,若该波沿 轴正方 向传播,处的质点在时由平衡位置向 轴正方向运动,有 ,解得,当时， ,结 合题图中实线波形图可得,时处的质点向上振动,A错误,B正确；若该波沿 轴负方向传 播,处的质点在时由平衡位置向 轴负方向运动,有 ,解得,当时， ,结 合题图中实线图可得,时 处的质点在平衡位置向下振动,故C、D错误. 题型2 波的传播方向不确定造成多解 9 4.如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是在 时刻的波形图.下列 说法正确的是( ) B A.当波沿 轴负方向传播时，波速的表达式为 B.当波沿轴负方向传播且时，波速大小为 C.当波沿 轴正方向传播时，波速的表达式为 D.若波速，则波沿 轴负方向传播 题型2 波的传播方向不确定造成多解 10 思路导引 波沿 轴负方向或正方向传播时,波传播的最短距离的示意图如图所示. 题型2 波的传播方向不确定造成多解 11 解析 根据题意,由题图可知,当波沿轴负方向传播时,波在 时间内传播的距离为 ,由题图可知,又 ,联立可得 ,若有 ,则波的传播距离范围为 ,即,此时波速为 ,故A错误,B正确；根据题意, 由题图可知,当波沿轴正方向传播时,波在 时间内传播的距离为 ,则波速 ,故C错误；若波速 ,当时,满足,故波沿 轴正方向传播,故D错误. 题型2 波的传播方向不确定造成多解 12 5.［河南百师联盟2024高二下联考］一列简谐横波沿轴传播，在 时刻的波形如图中实线所 示，经 后的波形如图中虚线所示. （1）若该波沿 轴正方向传播，求该波的周期； [答案] 解析 若波沿 轴正方向传播,根据题图可得 , 解得 . 题型2 波的传播方向不确定造成多解 13 （2）若该波的周期满足 ，求该波的波速； [答案] 沿轴负方向, 解析 若波沿轴正方向传播，其周期不满足 , 若波沿 轴负方向传播,根据题图可得 , 解得 , 由于 , 则,周期 , 根据题图可知,波长,波速 , 解得 . 题型2 波的传播方向不确定造成多解 14 （3）若该波的波速大小为 ，求波的传播方向. [答案] 沿 轴正方向 解析 由于波速,则周期 ， 则该波沿 轴正方向传播. 题型2 波的传播方向不确定造成多解 15 6.［湖南长沙雅礼中学2025高二上期中］一列简谐横波沿轴传播，、为轴上相距为 的 两质点，、 两质点振动图像分别如图甲、乙所示. 甲 乙 题型2 波的传播方向不确定造成多解 16 （1）求该简谐横波的波长； [答案] 若波由向传播,；若波由向 传播, 解析 若波由向传播,有 , 可得该简谐横波的波长 , 若波由向传播,有 , 可得该简谐横波的波长 . 题型2 波的传播方向不确定造成多解 17 （2）若该简谐横波的传播速度为 ，通过计算判断该波的传播方向. [答案] 波由向 传播 解析 由振动图像可知 , 若波由向传播,则波速为 , 波速不可能为 ， 若波由向传播,则波速为 , 当时,波速为 , 故若该简谐横波的传播速度为,波由向 传播. 题型2 波的传播方向不确定造成多解 18 7.［河北衡水2024高二下期中］有一个小朋友坐着船欣赏西湖的风光时，发现在不远处平静湖面 上有两片小树叶，他为了让这两片小树叶振动起来，往水中丢了一块小石子，丢石子的位置与两 片小树叶处在同一条水平直线上，在水中形成了机械波（简谐横波）.如图所示，坐标原点 为丢 石子的位置，、为两片小树叶的位置，他发现处树叶比处树叶先振动，当 处树叶运动到 波峰时，处树叶刚好运动到波谷.假设、两处树叶平衡位置之间的距离为 .则这列水波 的波长不可能是( ) B A. B. C. D. 题型3 波形的不确定造成多解 19 解析 、两处树叶平衡位置相距,当处树叶运动到波峰时, 处树叶刚好运动到波谷,有 ,解得,可知时 ， 时，时 ，故选B. 题型3 波形的不确定造成多解 20 8.［山东泰安2025高二上期中］如图所示，一列振幅为 的简谐横波，其传播方向上有两个 质点和，两者的平衡位置相距 .某时刻两质点均在平衡位置且两者之间只有一个波谷，再经 过， 第一次到达波峰.则下列说法不正确的是( ) B A.波长可能为 B.周期可能为 C.波速可能为 D.内质点的位移大小为 题型3 波形的不确定造成多解 21 解析 根据题意,、之间的波形图可能有如图所示的几种情况,当、 之间有一个波谷两个波峰 时,如图3,则有,解得,故A正确；根据波形图,由于波的传播方向不确定,故质点 第 一次到达波峰经历的时间可能为或,解得或 ,故B错误；图1、 2、3、4的波长分别为、、,当周期为 时,根据周期与波速之 间的关系,可得,,,当周期为 时,可得波速为 ,,,故C正确；经过,当质点 到达波峰时,图1、2中 质点到达波峰,图3、4中质点到达波谷,因此内质点的位移大小为 ,故D正确.故选B. 图1 图2 图3 图4 题型3 波形的不确定造成多解 22 9.［福建德化一中等三校协作体2024高二下联考］（多选）一列简谐横波沿 轴正方向传播，振 幅为，周期为.已知时刻波上平衡位置相距的两质点、的位移都是 ，但运 动方向相反，其中质点沿 轴负方向运动，如图所示，下列说法正确的是( ) AD A.该列简谐横波波长可能为 B.该列简谐横波波长可能为 C.当质点的位移为时，质点 的位移为正 D.在时刻质点 的速度最大 题型3 波形的不确定造成多解 23 解析 由题图可知，对于质点有,解得,对于质点有 , 由于波沿轴正方向传播，且波长未知，可得,、 两个质点振 动的时间差为,所以、 之间的距离为 ,可得波长为 ,当 时,由于是整数,所以 不可能为,A正确,B错误；当质点的位移为 ,即 到达波峰时,结合波形知,质点在平衡位置下方,位移为负,C错误；由题意可知质点 的振动方程 为，当时，，即质点 到达平衡位置处,速度最大,D正确. 题型3 波形的不确定造成多解 24 $$