课时测评17　振动图像与波的图像的综合应用-【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（粤教版）

课时测评17　振动图像与波的图像的综合应用 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－6题，每题4分，共24分) 1．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t＝1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图像，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图像(　　) A．x＝0处的质点 B．x＝1 m处的质点 C．x＝2 m处的质点 D．x＝3 m处的质点 答案：A 解析：由题图乙知，t＝1 s时，该质点在平衡位置，正要沿y轴负方向移动，由t＝1 s时的波形图结合波沿x轴负方向传播，可知该质点可能为x＝0，x＝4 m处的质点，故A正确，B、C、D错误。 2．(2024·韶关市高二期末)某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放一稳定波源，产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波)，在波源的右侧某位置有一浮标，内有速度传感器，某一时刻的波形图如图甲所示(波源为坐标原点)，从该时刻开始计时，浮标的v-t图像如图乙所示，向上为正方向，则(　　) A．水波的波长为8 cm B．水波的波长为16 cm C．水波的周期为0.1 s D．水波的传播速度大小为8 m/s 答案：B 解析：由题图甲得水波的波长λ＝16 cm，故A错误，B正确；由题图乙可得波的周期为0.2 s，故C错误；水波的传播速度大小为v＝＝0.8 m/s，故D错误。故选B。 3．(多选)(2024·深圳市高二期中)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A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是(　　) A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的波速是 m/s C．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m D．P比Q早0.2 s回到平衡位置 答案：AB 解析：由题图乙可知，t＝0.6 s时A点振动方向向下，由“带动法”可知，波沿x轴正方向传播，故A正确；由题图甲可知，波长为20 m，由题图乙可知，周期为1.2 s，得波速为v＝＝ m/s，故B正确；t＝0.6 s时，A质点处于平衡位置，得Δt＝0.6 s＝，所以A质点通过的路程为s＝2A＝4 cm，故C错误；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早的时间为＋－＝0.4 s，故D错误。故选AB。 4．(2024·广州市高二期末)如图所示，已知一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻和t2时刻的图像，已知t2＝t1＋ s，振动周期为0.5 s，则波的传播方向与t1～t2时间内的传播距离是(　　 ) A．沿x轴正方向，6 m B．沿x轴正方向，2 m C．沿x轴负方向，6 m D．沿x轴负方向，2 m 答案：B 解析：t1～t2时间内，波的传播时间Δt＝ s，而周期T＝0.5 s，则Δt＝，所以波的传播距离为＝2 m，由“微平移法”可知该波沿x轴正方向传播。故选B。 5．(多选)一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0时刻的波形图如图中实线所示，图中虚线是t2＝0.15 s时的波形图。已知该波的周期大于0.15 s，这列波的速度v为(　　) A．若波沿x轴正方向传播v＝100 m/s B．若波沿x轴正方向传播v＝300 m/s C．若波沿x轴负方向传播v＝100 m/s D．若波沿x轴负方向传播v＝300 m/s 答案：AD 解析：若波沿x轴正方向传播，Δt＝t2－t1＝0.15 s，Δt＝nT＋T (n＝0，1，2，…)，因为Δt<T，所以n＝0，则T＝0.6 s，波速v＝＝ m/s＝100 m/s，故A正确，B错误；若波沿x轴负方向传播，Δt＝nT＋T (n＝0，1，2，…)，因Δt<T，所以n＝0，则T＝0.2 s，v＝＝ m/s＝300 m/s，故C错误，D正确。 6．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝0.2 s时的波形图，P、Q是这列波上的两个质点，图乙是P质点的振动图像，下列说法正确的是(　　) A．再经过0.2 s，Q质点的路程为4 m B．经过 s的时间，波向x轴正方向传播5 m C．t＝0.1 s 时质点Q处于平衡位置正在向下振动 D．之后某个时刻P、Q两质点有可能速度大小相等而方向相反 答案：D 解析：由题图乙可知，振动周期T＝0.4 s ，因此再经过 0.2 s即，Q质点的路程为×4A＝4 cm，故A错误；由题图乙可知在t＝0.2 s 时刻，P经平衡位置向下运动，因此波沿x轴负方向传播，故B错误；由题图甲可知，t＝0.1 s时质点Q振动情况与t＝0.2 s时x＝6 m处质点的振动情况完全相同，处于平衡位置正在向上振动，故C错误；由于P、Q之间恰好等于 λ，因此当P运动到A位置处时，可能Q也恰好运动到这个位置，且运动方向与P运动方向相反，故D正确。 7．(12分)(2024·中山市高二校考)如图甲为某一列简谐波在t＝0时刻的图像，图乙为这列波上P质点从这一时刻起的振动图像，求： (1)波的传播方向(回答向左或向右)和波速大小； (2)在甲图中用虚线画出经历2.3 s后波的图像(至少画一个周期)。 答案：(1)向右　5 m/s　(2)见解析图 解析：(1)由题图乙可知，在t＝0时刻，质点P由平衡位置向下运动，再结合题图甲，可知该波向右传播 由题图甲可知，波长λ＝2 m，由题图乙可知，周期为T＝0.4 s， 根据v＝可得波速v＝5 m/s。 (2)经2.3 s，该波向右传播的距离L＝vt＝2.3×5 m＝11.5 m＝λ 由于波的周期性，相当于将该波形向右平移λ ，波形如图所示。 8．(12分)一列简谐横波的图像如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知Δt＝t2－t1＝0.5 s。 (1)这列波的周期可能是多大？ (2)这列波可能的波速表达式是怎样的？ (3)若波向左传播，且3T<Δt<4T，波速为多大？ (4)若波速v＝68 m/s，则波向哪个方向传播？ 答案：见解析 解析：(1)(2)由题图可知波长λ＝8 m 当波向右传播时Δt＝nT1＋ (n＝0，1，2，…) T1＝ s (n＝0，1，2，…) v右＝＝4(4n＋1) m/s (n＝0，1，2，…) 当波向左传播时Δt＝nT2＋T2 (n＝0，1，2，…) T2＝ s (n＝0，1，2，…) v左＝＝4(4n＋3) m/s (n＝0，1，2，…)。 (3)若波向左传播，且3T<Δt<4T 则Δt＝3T，解得T＝ s v1＝＝60 m/s。 (4)Δt内波传播的距离为x＝vΔt＝68×0.5 m＝34 m＝4λ，故波向右传播。 9．(12分)如图(a)所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1＝0和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2＝4.0 m的两个质点，图(b)为质点Q的振动图像。求： (1)波的传播方向和波速大小； (2)t2的大小； (3)从t1＝0时刻起，质点P第一次到达波峰处所需要的时间。 答案：(1)沿x轴正方向　40 m/s　(2)0.05＋0.2n (n＝0，1，2，3，…)　(3)0.175 s 解析：(1)由题图(b)知t1＝0时刻质点Q沿着y正方向振动，可知波沿x轴正方向传播；由两图可知λ＝8 m ，T＝0.2 s 则波速为v＝＝40 m/s。 (2)根据题意可知t2＝T＋nT (n＝0，1，2，3，…) 解得t2＝0.05＋0.2n (n＝0，1，2，3，…)。 (3)波沿x轴正方向传播，质点P第一次到达波峰处的时间即波传播Δx＝7 m的时间，则 t＝＝0.175 s。 学生用书第83页 学科网（北京）股份有限公司 $