第3章 第1节 波的形成和描述-课时2 波的描述-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(鲁科版)

物理 选择性必修 第一册 LK 1 2 课时2 波的描述 刷基础 2 1.［北京二中2025期中］关于波速公式 ，下列说法正确的是( ) B A. 是质点在振动方向的速度 B.对同一机械波来说，通过不同的介质时，频率 不变 C.一列机械波通过不同介质时，波长 和频率 都会发生变化 D.在同一介质中波长的声波的传播速度比波长 的声波的传播速度大一倍 题型1 波长、频率与波速的关系 3 解析 波速公式中的 是波在介质中的传播速度,与质点的振动速度不同,故A错误；对同一 机械波来说,通过不同的介质时,频率不变,波长 会发生变化,故B正确,C错误；不同波长的声波在 同一介质中传播时速度相等,故D错误. 题型1 波长、频率与波速的关系 4 2.［湖南长沙县九中2024高二下月考］（多选）直角坐标系的 轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分 界线，位于处的一波源发出的两列机械波、 同时分别在介质Ⅰ、Ⅱ中传播，某时刻的波 形图如图所示，此时刻波恰好传到 处，下列说法正确的是( ) BC A.波源的起振方向沿 轴正方向 B.处的质点在这段时间内的路程为 C.两列波的周期相同 D.此时刻波恰好传到 处 题型1 波长、频率与波速的关系 5 解析 思路导引注意分析题中的隐含条件,同一波源发出的两列机械波,它们的频率一定相同,再根 据波形图,可以知道两列波的波长比,根据波长、频率和波速的关系式就可以求出两列波的波速之比. 因此时刻波恰好传到处,此时该质点的振动方向沿轴负方向,可知波源的起振方向沿 轴负方向,故A错误；由题图可知，处的质点在这段时间内的路程为 ,故 B正确；两列波由同一振源发出,则频率相等,即 ,故两列波的周期相同,故C正确；由题图可 知，两列波的波长关系,周期相同,则波速的关系,根据 ,可知 ,即此时刻波恰好传到 处,故D错误. 题型1 波长、频率与波速的关系 6 3.［山东泰安2025高二上月考］（多选）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点， 相邻两质点间的距离均为，如图甲所示.一列横波沿该直线向右传播， 时到达质点1，质点1 开始向下运动，经过时间 第一次出现图乙所示波形，则下列说法正确的是( ) BC A.周期为，波长为 B.周期为，波长为 C.周期为，波速为 D.周期为，波速为 题型1 波长、频率与波速的关系 7 思路导引 本题中经 第一次出现题图乙所示波形,并不是此时波刚好传播到质点9（质点9振动方向向上,与 波源的起振方向向下相矛盾）,而是质点9又振动了半个周期. 题型1 波长、频率与波速的关系 8 解析 经 时间第一次出现题图乙所示波形时,质点1和质点9之间恰好是一个波长,说明波由质点1 传播到质点9需要一个周期的时间,因质点1开始振动方向向下,而题图乙中质点9是向上振动的,说 明波传播到质点9后又经过了半个周期,故有,解得,由题图乙知,,由 得, ,故B、C正确. 题型1 波长、频率与波速的关系 9 方法总结 （1）确定波长 从波形图中可得一个完整波形的长度或相邻两个振动状态完全相同的质点之间 的距离或相邻两波峰（谷）之间的距离. （2）确定周期 . （3）波速、波长、周期（或频率）的关系： . 题型1 波长、频率与波速的关系 10 4.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线和虚线分别表示 和 时的波形（已知波的周期），则 时的波形图是下 列图中的( ) B A. B. C. D. 题型2 波的图像及其画法 11 解析 由题意可知,可得波的周期,则当时,经过个周期,即差 周期是3个 周期,所以等同于将时刻的波形沿轴负方向平移 个周期,故波形图为B选项图. 题型2 波的图像及其画法 12 方法总结 确定一段时间后的波形图,有两种典型方法 （1）平移法：先算出经时间波传播的距离,再把波形沿波的传播方向平移 即可.因为 波的图像的重复性,若知波长 ,则波形平移 时波形不变,当 时,可采取去整留零的方法,只需平移 即可. （2）特殊点法：若知周期 ,在波形上找两特殊点,如过平衡位置的点和与它相邻在波峰（谷）的 点,先确定这两点的振动方向,再看,由于经 , 2,3,时间波形不变,所以也采取去整留零的方法,分别找出两特殊点经 时 间后的位置,然后按正弦规律画出新波形即可. 题型2 波的图像及其画法 13 5.［山东滨州2025高二上检测］（多选）如图所示，有一周期为、波长为、沿 轴正方向传 播的波，当时该波恰好传播到点，、 两点间波形如图所示，且图中已标出各点坐标.则 时段和 段的波形图分别为( ) AC A. B. C. D. 题型2 波的图像及其画法 14 解析 由题意可知,波速，时波的传播距离为,此时 处质点开始向 上振动,将波形画完整,可知A、C正确. 易错分析画某段时间前（后）的波形图,不是把波形图直接按照后（前）面的波形图往前（后）延 伸,而是把波形图平移. 题型2 波的图像及其画法 15 6.［江苏淮安淮阴中学2025高二上段考］如图所示为 时刻的波形图，下列关于机械波的说法正确 的是( ) C A.质点经一个周期传播到 B.质点比质点 先回到平衡位置 C.质点在时刻沿轴正方向振动 D.时刻质点振动速度大于质点 题型3 从波的图像判断各质点的振动情况 16 解析 质点只能在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,A错误；由波形图根据“同侧法”可知,在 时刻质点先沿轴正向振动到达位移最大处，再回到平衡位置，所用时间,质点直接沿 轴正向振动回到平衡位置，所用时间,可知质点比质点 先回到平衡位置,B错误,C正确；距 离平衡位置越近,质点振动速度越大,可知时刻质点振动速度小于质点 ,D错误. 题型3 从波的图像判断各质点的振动情况 17 方法总结 同侧法 在波的图像上的某一点,沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向,并在同一点沿水平方向画一个 箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是在曲线的同侧.如图所示,波向右传播,质点 向下运动. 题型3 从波的图像判断各质点的振动情况 18 7.［安徽合肥六校联盟2024高二下联考］（多选）如图所示，一列沿 轴正方向传播的简谐横波， 在时刻波刚好传播到处的质点，已知波的传播速度为 ，则( ) CD A.波源的起振方向沿 轴正方向 B.波源的振动频率为 C.时，处的质点 第一次处于波峰 D.时，处的质点已通过的路程为 题型3 从波的图像判断各质点的振动情况 19 解析 由波形图结合“同侧法”可知,点起振方向沿轴负方向,则波源的起振方向沿 轴负方向,故 A错误；由题图可知波长,波源的振动频率为 ,故B错误；波的周期 ,波传播到处需要的时间为,则时, 已经振动了,此时第一次到达波峰位置,故C正确；波传播到 处需要的时间为 ,则时,处质点已经振动了,即时, 处的质点已通过的路程为 ,故D正确. 题型3 从波的图像判断各质点的振动情况 20 8.质点以坐标原点为平衡位置在 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 简谐横波沿轴正方向传播，波速为.经后，此质点立即停止运动，再经过 后的波 形图是图中的( ) C A. B. C. D. 题型4 波的图像和振动图像的关系 21 解析 根据振动图像得,时刻波源沿轴正方向振动,则介质中各质点的起振方向均沿 轴正方 向,所以波最前方的质点振动方向沿轴正方向；由振动图像得周期,波长 , 画出波源振动后的波形图，如图所示，此时波源停止运动，再经过 后,根据“波形平移法” 可知，波最前方振动质点为 处的质点,且正好处于平衡位置向上运动,C正确. 题型4 波的图像和振动图像的关系 22 方法总结 微平移法 原理：波向前传播,波形也向前平移. 方法：作出经微小时间后的波形,就知道了各质点经过 时间到达的位置,此刻质点的振动方向 也就知道了,如图所示，质点向 轴负方向振动. 题型4 波的图像和振动图像的关系 23 9.［山东泰安2025高二上月考］（多选）一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播， 时刻的波 形如图甲所示，其中位于横坐标处的一质点的振动图像如图乙所示， 是图甲中纵坐标 为 的另一质点.下列说法正确的是( ) AC 甲 乙 A.质点的位移随时间变化的关系为 B.该横波的传播方向为 轴负方向 C.质点的横坐标为 D.时质点的位移是 题型4 波的图像和振动图像的关系 24 解析 由题图可知,该横波的周期为,波长,,质点 的位移随时间变 化的关系为,故A正确；由题图乙可知时刻,质点沿 轴正方向运动,结合波 形图和“同侧法”可知该横波的传播方向为 轴正方向,故B错误；该横波的传播速度为 ,由数学知识可知,质点比的质点超前,所以质点 的平衡位置到 处的距离为,所以,即质点的横坐标为 ,故C正确；该波从 到经历,该波沿轴正方向传播,此时处的质点在波峰位置,则质点在 轴上方,由数学知识可知,质点的位移是 ,故D错误. 题型4 波的图像和振动图像的关系 25 10.［山东省实验中学2024高二下月考］（多选）如图所示，一列简谐横波沿 轴正方向传播， 时，位于坐标原点处的波源开始从平衡位置沿轴向上做周期为、振幅为 的简谐 运动.当平衡位置在处的质点 刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰.下列描述正确 的是( ) AD A.波源开始振动后内通过的路程为 B.该列简谐横波的最大波长为 C.该列简谐横波的最大波速为 D.若波长满足，则波速为 易错点 忽略波的传播具有多解性而导致漏解 26 解析 ,则波源开始振动后内通过的路程 ,A正确；由 已知条件可得波长满足关系,可得 ,当 时,波长最长,该波的最大波长,故最大波速 ,B、C错误； 由可知,只有时,满足,即 ,则波速 ,D正确. 易错点 忽略波的传播具有多解性而导致漏解 27 易错分析 本题容易对波的多解问题考虑不全面,从而造成漏解.要注意：（1）波的传播方向不确定导致的多 解问题；（2）波长大小不确定导致的多解问题；（3）波的双向性和波形的周期性导致的多解问 题；（4）波形的不确定导致的多解问题. 易错点 忽略波的传播具有多解性而导致漏解 28 2 课时2 波的描述 刷提升 29 1.（多选）一列波的波源在点做竖直方向、频率为的简谐运动，时刻，沿 轴正方向传播的部分波形如图所示，沿 轴负方向传播的波形未画出.下列说法正确的是( ) AC A.时刻， 处的质点振动方向向上 B.时刻， 处的质点振动方向向上 C.时刻， 处的质点处在波谷位置 D.时刻， 处的质点处在波峰位置 30 解析 根据“上下坡法”可知，时刻，处的质点向上运动，故A正确； 时刻， 处的质点与 处的质点振动方向相同，向下振动，故B错误；波的周期为 ，则时刻为又经过了，处的质点与 时刻 处的质点的位置相同，处于波谷，故C正确；时刻 轴正方向的波形等同于将 时刻的波形沿轴负方向平移了，则 处的质点处于波谷，故D错误. 31 2.［四川成都七中2024期中改编］B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，超声波遇 到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像. 血管探头沿轴正方向发送的简谐超声波图像如图所示，时刻波恰好传到质点 ，已知此超 声波的频率为 ，下列说法正确的是( ) C A.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为 B.质点开始振动的方向沿 轴正方向 C.内质点通过的路程为 D.内质点沿轴移动的距离为 32 解析 由题图可知波长为 ，故超声波在血管中的传播速度为 ，A错误；波沿 轴正方向传播，根据 “同侧法”可知质点此时的振动方向沿 轴负方向，B错误；由题意可知，波的周期为 ，相当于，质点每个周期内通过的路程为，故质点 通过的 路程为，C正确；质点 只能在平衡位置上下振动，不会随波迁移，D错误. 33 3.［山东大联考2025高二上质量检测］（多选）一列简谐横波沿 轴正 方向传播，在和 时的波形分别如图中实线和虚线所示， 已知该波的周期 ，下列说法正确的是( ) AD A.该波的波速一定为 B.该波的振幅一定为 C.该波的波长可能为 D.该波的周期为 34 解析 因为和 时的波形分别如题图中实线和虚线所示，二者最少相差半个周期， 故，而，故周期为，由题图可知，波长为 ， 即，波速为 ，故A、D正确，C错误；振幅是从平衡位置到最 大位移处的距离，从题图上看出振幅是 ，故B错误. 35 4.［山东济宁2025高二上联考］如图甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，图乙为质点 以此时 刻为计时起点的振动图像.则由图可知( ) C 甲 乙 A.该波的波速大小为 B.从该时刻起质点比质点 先运动至波峰位置 C.当质点位于波谷时，质点正沿 轴正方向振动 D.从该时刻起，经过，质点通过的路程为 36 解析 根据图像可知，该波的波长和周期分别为、，波速大小为 ， 故A错误；由题图乙可知，此时质点沿轴负方向振动，结合题图甲由同侧法可知，波沿着 轴 正方向传播，该时刻质点沿轴正方向振动，则从该时刻起质点比质点 先运动至波峰位置， 故B错误；此时质点沿轴负方向振动，可知经过时间，质点 位于波谷， 此时质点处于从平衡位置向波峰位置振动的过程中，即质点正沿 轴正方向振动，故C正确； 从该时刻起，经过，即，该时刻质点向着平衡位置振动，内质点 通过的路程大于一 个振幅，即大于 ，故D错误. 37 5.一列简谐横波沿轴传播，在和 时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表 示，求： （1）这列波可能具有的波速； 38 [答案] 见解析 解析 若波沿 轴正方向传播，则 ， . 若波沿 轴负方向传播，则 ， . 39 （2）当波速为时波的传播方向，及以此波速传播时，处的质点 从图中平衡位 置运动至波谷所需的最短时间.（结果保留两位有效数字） [答案] 沿轴负方向传播 解析 当波速为时，符合 ， 所以波沿 轴负方向传播， 周期,质点到达波谷所需最短时间为 . 40 $$