课后分层练(十四) 波的描述-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

[课后分层练(十四)]　波的描述 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1．老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图，则绳上A点的振动图像正确的是(　　 ) 答案：选B。 解析：由题知波的传播方向向右，根据“上下坡”法可知，t＝0时刻，A点处于平衡位置且振动方向向下，故B正确。 2．一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时的波形图是下图中的(　　 ) 答案：选B。 解析：质点起振方向向上，则波源停止振动后产生的波形会继续向前传播，传播的距离为Δx＝v×Δt＝0.3 m，故B正确。 3．(2025·广东珠海一模)某同学手握住绳子的一端，手做简谐运动使绳子振动起来。以手的平衡位置为坐标原点，在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若手抖动的频率是4 Hz，下列说法正确的是(　　 ) A．该绳波传播速度为16 m/s B．此时绳子上P点正沿x轴正方向运动 C．此时绳子上Q点正沿y轴负方向运动 D．再经过0.25 s，Q点到达x轴上方对称位置 答案：选A。 解析：该绳波波长为4 m，则传播速度为v＝fλ＝4×4 m/s＝16 m/s，A正确；波沿＋x方向传播，根据同侧法可知P点沿－y方向振动、Q点沿＋y方向振动，B、C错误；再经过0.25 s＝1T，Q点回到题图中位置，D错误。 4．B超是一种利用超声波在人体组织中的传播和反射，成像内部器官和组织结构的一种医学设备，比如测量血液的流向、流速，检查内脏器官的结构、功能等。已知超声波在人体组织中的传播速度约为1 500 m/s，工作频率在2 MHz～10 MHz之间，关于B超涉及的物理知识，下列说法正确的是(　　 ) A．超声波在空气中的速度大于1 500 m/s B．超声波由体外传入体内时，波长不变 C．频率为10 MHz的超声波的能量比频率为2 MHz的超声波的大 D．频率为10 MHz的超声波在体内传播时，波长约为0.15 mm 答案：选D。 解析：超声波在空气中的速度为340 m/s，A错误；超声波由体外传入体内时，频率保持不变，波速发生变化，根据v＝fλ可知，波长发生变化， B错误；超声波的能量由振幅决定，与频率无关，C错误；根据v＝fλ可知，频率为10 MHz的超声波的波长约为0.15 mm，D正确。 5．(2025·广东湛江期中)如图所示，一列简谐横波向左传播，振幅为A，某时刻介质中质点a相对平衡位置的位移为，经周期，质点a位于平衡位置的(　　 ) A．上方，且相对平衡位置位移大于 B．上方，且相对平衡位置位移等于 C．下方，且相对平衡位置位移大于 D．下方，且相对平衡位置位移小于 答案：选A。 解析：简谐横波向左传播，由题图可知a点向y轴正方向运动，速度减小，经周期，质点a从正向位移处向平衡位置运动，位于平衡位置上方，且相对平衡位置位移大于，故A正确，B、C、D错误。 6．在长江某流域载有航标灯的甲乙两船静止在平静的江面上，它们之间的距离为60 m，当一艘大货船驶过时产生一列周期为4 s的水波在江面上经过甲传向乙。如图，某时刻甲位于波峰时，乙恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.5 m，则(　　 ) A．该简谐水波的波长为20 m B．该简谐水波的波速为5 m/s C．该简谐水波从甲传到乙的时间为12 s D．8 s内甲运动的路程为2 m 答案：选D。 解析：根据图像可知甲乙之间的距离Δx＝2.5λ，解得λ＝24 m，故A错误；该简谐水波的波速v＝＝6 m/s，故B错误；简谐水波从甲传到乙的时间t＝＝10 s，故C错误；8 s(2个周期)内，甲运动的路程s＝2×4A＝2×4×0.25 m＝2 m，故D正确。 7．(2025·河北唐山期末)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，图中的实线与虚线分别为t＝0和t＝0.3 s时的波形图。若平衡位置在x＝1 cm处的质点在0到0.3 s内运动方向不变，则下列说法中正确的是(　　 ) A．该简谐波沿x轴正方向传播 B．该简谐波的传播速度为 m/s C．该简谐波波源的振动频率为1.2 Hz D．在0～1.2 s内x＝1 cm处的质点经过的路程为40 cm 答案：选D。 解析：由t＝0时的波形图可知，平衡位置在x＝1 cm的质点此后将向y轴负方向运动，因此t＝0.3 s时该质点也向y轴负方向运动，结合t＝0.3 s时的波形图，根据同侧法可知，该简谐波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图可知，波长为λ＝4 cm，由于平衡位置在x＝1 cm处的质点在0到0.3 s内运动方向不变，可知＝0.3 s，周期为T＝1.2 s，波速为v＝ m/s＝ m/s，故B错误；该简谐波波源的振动频率为f＝ Hz，故C错误；在0～1.2 s内，质点运动一个周期，因此质点经过的路程为s＝4A＝4×10 cm＝40 cm，故D正确。 8．(多选)杜甫曾在《曲江》中写道：“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。”平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谱波)，A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B连线在水平方向的距离为a，则不正确的是(　　 ) A．水波的波长为2a B．A点振动频率为 C．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 D．从图示时刻起，经过的时间，B、C之间的距离增大了 答案：选BD。 解析：由题图可知，A在波谷，B在波峰上，A、B连线在水平方向的距离为a，可知波长为λ＝2a，A正确；根据v＝λf，A点振动频率为f＝，B错误；由题图可知，由于B、C在不同的波峰，且AB连线在水平方向的距离为a，则波从A传播到C的距离为Δx＝a＋λ＝a＋2a＝3a，所以到达第一个波峰的时刻，C比A滞后t＝，C正确；由于质点只是上下振动，不随波传播方向迁移，则B、C之间的距离保持不变，D错误。 9．(多选)(2025·河北保定期末)沿x轴正方向传播的一列简谐横波如图所示，实线是在t＝0时刻的波形图，虚线是在t＝0.05 s(小于一个周期)时刻的波形图，下列说法正确的是(　　 ) A．这列波的波速是20 m/s B．0～0.05 s内，x＝0处的质点运动的路程为1 m C．t＝0时，x＝5 m处的质点速度方向和加速度方向均沿y轴负方向 D．相邻的振动步调总是相反的两个质点平衡位置间的距离为半个波长 答案：选AD。 解析：从t＝0时刻到t＝0.05 s时刻的时间为t＝0.05 s，波传播的距离为1 m，由波形平移法知，波速v＝＝20 m/s，A正确；0～0.05 s内，波传播的距离为1 m，x＝0处的质点运动到平衡位置下方，运动的路程为s＝10×sin cm＝B错误；结合波形图，由同侧法可判断出t＝0时，x＝5 m处的质点在平衡位置下方向上振动，则速度向上，又因为此时x＝5 m处的质点位移为负，则加速度为正，C错误；相邻的振动步调总是相反的两个质点的平衡位置间的距离为半个波长，D正确。 10．如图所示，海洋浴场的海面上等间距排列着一排浮球，用来警示航行者注意安全，避免进入危险海域。现有距离为3.6 m的两个浮球A和B停在海面上，在沿浮球排列方向上的水波作用下，浮球每分钟上下浮动15次。当浮球A处于波峰位置时，浮球B恰在平衡位置，两浮球间还有一个波谷。求： (1)该水波的传播周期T； (2)该水波的波速v。 答案：(1)4 s　(2)1.2 m/s或0.72 m/s 解析：(1)浮球每分钟上下浮动15次可得浮球振动的周期T＝ 解得T＝4 s，所以水波的传播周期为4 s。 (2)两球间还有一个波谷，故xAB＝λ或xAB＝ 解得λ＝4.8 m或λ＝2.88 m 水波的传播速度v＝ 解得v＝1.2 m/s或v＝0.72 m/s。 11．x＝0处的质点O在y轴方向上做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的机械波。t＝0时刻，质点O开始从平衡位置向下运动，经0.8 s第一次形成的波形如图所示，P是平衡位置为x＝2.0 m处的质点，Q(图中未画出)是平衡位置为x＝16.0 m处的质点。求： (1)该机械波的波长和周期； (2)从P质点开始振动至P质点第3次回到平衡位置的时间内，P质点通过的路程； (3)从图示状态开始，还需多长时间Q质点开始振动。 答案：(1)2 m　0.8 s　(2)12 cm　(3)5.6 s 解析：(1)t＝0时刻，质点O开始从平衡位置向下运动，经0.8 s第一次形成的波形如图所示，由题图可知该机械波的波长为λ＝2 m 周期为T＝0.8 s。 (2)从P质点开始振动至P质点第3次回到平衡位置经过的时间为Δt＝T 则该段时间内P质点通过的路程为 s＝×4A＝6A＝6×2 cm＝12 cm。 (3)该波的传播速度为v＝＝2.5 m/s 从图示状态开始，Q质点开始振动需要的时间为 t＝ s＝5.6 s。 12．(物理与科技)在医学上，给病人做彩超是一种常见的检查手段。图甲中彩超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，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，从而形成彩超图像。图乙为血管探头沿x轴正方向发射的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是(　　 ) A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.0×103 m/s B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向 C．0～1.25×10-7 s内，质点M运动的路程为3 mm D．t＝1.50×10-7 s时，质点N恰好处于波谷 答案：选D。 解析：由题图乙知λ＝1.2×10-4 m，根据公式v＝，代入得v＝ m/s＝1.2× T，经过的路程为s＝0.5×4 mm＋0.5 mm＝2.5 mm，从图像中可知M、N之间的距离为x＝(30－15)×10-2×10-3 m＝1.5×10-4 m，波传至N点所需的时间为t＝，代入得t＝ s＝1.25×N点起振方向向下，经过四分之一周期，处于波谷位置，C错误，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $