3.1 波的形成和描述 同步练习 -2025--2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

3.1波的形成和描述 1．关于机械波和机械振动，下列说法正确的是( ) A.只要有机械振动，就一定有机械波 B.介质中质点的振幅就是机械波的波长 C.介质中质点的振动速度就是机械波的传播速度 D.在机械波的传播过程中，各个质点的振动周期均与波源的振动周期相等 2．如图所示是海浪向海岸边传播时的水波变化情形，当水波向岸边靠近时，下列说法正确的是( ) A.频率变小 B.频率变大 C.波速变小 D.波速变大 3．伐木时，被切割的木材会产生高频和低频声波，则( ) A.低频声波的波长更短 B.高频声波的传播速度更快 C.低频声波更容易发生明显的衍射现象 D.高频和低频声波叠加时会产生干涉现象 4．海浪在海水中的波速与海的深度有关，海水越深，波浪的速度越快。下列描绘海浪从远海传播到近海过程，波浪形状可能正确的是( ) A. B. C. D. 5．机械波在某介质中的传播速度( ) A.与波长成正比 B.与频率成正比 C.决定于振源，与介质无关 D.决定于介质性质，与频率无关 6．一列波从一种介质进入另一种介质时( ) A.波速频率和波长均不变 B.波速不变，频率和波长发生变化 C.频率不变，波速和波长发生变化 D.波速、频率和波长均发生变化 7．“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是( ) A.介质中质点沿波的传播方向移动 B.介质中质点的振动速度等于波速 C.横波是传递能量的一种方式 D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化 8．B型超声波检查是一种常见的医学影像技术，广泛应用于各种医学领域。一频率为的超声波在人体骨骼中传播的波动图像如图所示，则该超声波在人体骨骼中的传播速度大小为( ) A. B. C. D. 9．如图所示，甲同学手指周期性点击水面，原来平静的水面中形成了以手指为中心的一圈一圈的涟漪，使得水面上的树叶也上下振动起来。乙同学利用手机中的秒表功能，记录下了树叶6s内恰好完成24次全振动，由于机械波的传播速度由介质决定，通过查资料，知悉水中涟漪从中心向外扩散的速度大约是，则该水波波长约为( ) A.1m B.0.5m C.0.25m D.0.125m 10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻的波形图如图所示，Q是平衡位置在处的质点。若时质点Q第一次到达波谷，则该简谐横波的周期为( ) A.4s B.8s C.12s D.16s 11．某同学手持健身绳一端，连续上下抖动，两条绳各自产生一列沿绳传播的波。若同学加快抖动的频率，则绳波( ) A.波速不变，波长变短 B.波速不变，波长变长 C.波速减小，波长变短 D.波速增大，波长变长 12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，质点c位于x轴上坐标为的位置.时波刚好传到质点c.下列说法正确的是( ) A.时，质点b位于波谷 B.时，质点b的加速度为零 C.内，质点a沿x轴正方向迁移了 D.质点c第一次到达波峰时，质点a沿y轴负方向运动 13．在均匀介质中，处有一频率为1Hz的波源，时，向上起振做简谐运动，时，处的质点第一次振动到波峰，则该波( ) A.波长为2m B.波长为 C.波速为 D.波速为 14．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法正确的是( ) A.介质中各质点由近及远地传播开去 B.介质中的振动形式由近及远传播开去 C.介质中振动的能量由近及远传播开去 D.介质中质点只是振动而没有迁移 15．图甲为便携式手摇发电手电筒，图乙是其简化原理图，手摇柄驱动圆盘匀速转动，通过图中装置带动垂直导轨的导体棒PM在匀强磁场中做简谐运动而产生正弦交变电流，导体棒PM振动图像如图乙所示（以水平向右为位移的正方向），已知导体棒最大速度为1m/s，导轨间距，磁感应强度，导轨右端接一理想变压器，其原、副线圈匝数比为1：500，导体棒、导线及导轨电阻均不计，下列说法正确的是( ) A.圆盘的角速度大小为4πrad/s B.0.25s时刻导体棒中感应电流方向为P流向M C.图中电压表的读数为5V D.导体棒PM切割磁感线产生的电动势有效值为0.01V 16．下列关于理想机械波的说法正确的是( ) A.波中各质点的振动频率是相同的 B.质点开始振动时的速度方向与波的传播方向相同 C.波由近及远地传播，质点只在平衡位置附近做往复运动 D.波源的能量随波动由近及远地传播 17．一浮筒（视为质点）在池塘水面以频率f上下振动，水面泛起圆形的涟漪（视为简谐波）。用实线表示波峰位置，某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为9r，如图所示，则( ) A.该波的波长为4r B.该波的波速为2fr C.此时浮筒在最低点 D.再经过，浮筒将在最低点 18．为了缓解学习压力，学校组织同学们外出郊游。来到一处平静的水潭时，两位同学看见岸边不远处的水面上飘着一片树叶，于是两人决定利用所学知识粗测水波波速和树叶离岸边的距离。如图，首先两人粗略确定C点树叶与岸边的垂足O，然后两人分别立于A、B两点，粗测，，两人用电子手表测定水波分别从A和B到达C点的时间为，，由此可知树叶到岸边的垂直距离__________m，水波波速__________m/s。 19．停在湖面上的两艘船相距48m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动30次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，此时两船之间还有一个波峰，如图所示。若将水波视为横波，则这列水波的频率为______Hz，波长为______m，波速为______m/s。 20．健身者在公园以每秒2次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自左向右呈波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波，某时刻波形如图所示，其中A点位于波谷，B点位于波峰。已知A、B两点竖直高度差为0.6m，平衡位置相距6m.求： (1)该简谐横波的传播速度大小v； (2)经，绳上B点通过的路程s. 21．0时刻开始振动的某波源S发出一列简谐横波，波源S做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为，，时A点开始振动。求： (1)该简谐横波的周期T和传播速度v； (2)A点的位移为时B点的位移； (3)内B点运动的路程s。 参考答案 1．答案：D 解析:A.机械波的形成需要波源和介质，仅有振动而无介质时无法形成波，故A错误； B.振幅是质点振动的最大位移，波长是波在一个周期内传播的距离，二者概念不同，故B错误； C.质点振动速度是质点往复运动的速度，波速是振动形式传播的速度，二者方向与大小均无必然联系，故C错误； D.机械波传播时，介质中各质点做受迫振动，其周期由波源决定，与波源振动周期相等，故D正确。 故选D。 2．答案：C 解析:AB.频率由波源决定，与介质无关，故频率不变，故AB错误； CD.由图可知，波长变短，根据可知，波速变小，故C正确，D错误。 故选C。 3．答案：C 解析：A.由，可知低频声波的波长更长，故A错误； B.声波传播的速度由介质决定，与波的频率无关，故B错误； C.低频声波的波长更长，更容易发生明显的衍射现象，故C正确； D.高频和低频声波因频率不同，叠加时不会产生干涉现象，故D错误。 故选C。 4．答案：B 解析：对同一个振动源形成的机械波，其频率不变，根据 海水越深，水波速度越快，波长越长；海水越浅，水波速度越慢，波长越短。 故选B。 5．答案：D 解析：机械波在某介质中的传播速度决定于介质性质，与波长或频率均无关，与振源无关。故选D。 6．答案：C 解析：波的频率由波源决定，当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。波速由介质决定，不同介质，波速不同，由公式知，f不变，v变化，则λ变化，故C正确。故选C。 7．答案：C 解析：A.机械波传播的是振动形式，介质中质点不沿波的传播方向移动，A错误；B.介质中质点的振动速度与波速无关，B错误；C.横波是传递能量的一种方式，C正确；D.横波由一种介质进入另一种介质时频率不变，D错误。故选C。 8．答案：A 解析:由题图可知，波长为0.2m，则该超声波在人体骨骼中的传播速度大小为故选A。 9．答案：C 解析:根据题意可知，机械波的周期为 水波波长约为 故选C。 10．答案：D 解析:这道题考查的知识点是机械振动与机械波。波沿x轴正方向传播，故Q点向下振动，经过到达最低点，故，解得，答案选D 11．答案：A 解析：根据波速，可知绳波一直在绳中传播，介质不变，传播速度保持不变，当手抖动的频率增加时，波长变短。 故选A。 12．答案：D 解析:AB.因为时波刚好传到质点c，则时，波向前传播1.0m，此时质点b位于波峰.此时质点b的加速度为最大，选项AB错误； C.机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不防波迁移，选项C错误： D.波向前传播5m时，质点c第一次到达波峰，此时质点a在平衡位置沿y轴负方向运动，选项D正确。故选D. 13．答案：AC 解析:AB.振源频率为1Hz，则周期，时，波源开始向上起振，波传播的距离为个波长，第一个波峰向右传播到处，即 得，故A正确，B错误； CD.由，故C正确，D错误。 故选AC。 14．答案：BCD 解析：AD.波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，质点并没有随波的传播而发生迁移，A错误，D正确； BC.波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量，故BC正确。 故选BCD。 15．答案：AB 解析：A.由图丙可知周期为，则圆盘的角速度大小为，故A正确；B.由图丙可知0.25s时刻，导体棒向左运动切割磁感线，由右手定则可知，导体棒中感应电流方向为P流向M，故B正确；CD.根据题意可知，导体棒产生的电动势最大值为则导体棒PM切割磁感线产生的电动势有效值为根据可得，线圈输出电压为可得图中电压表的读数为，故CD错误。故选AB。 16．答案：ACD 解析：A.波中各质点的振动频率等于波源的振动频率，所以波中各质点的振动频率是相同的，A正确； B.横波在传播的过程中，质点的振动方向与波的传播方向垂直，B错误； C.波在传播过程中，质点在平衡位置附近做往复运动，通过振动的形式将波由近及远地传播，C正确； D.波在传播振动的过程中，同时将能量由近及远传播，D正确。 故选ACD。 17．答案：AD 解析：A.根据题意某时刻第1圈实线的半径为r，第3圈实线的半径为，故可得，即，故A正确；B.该波的波速为，故B错误；CD.由，根据某时刻第1圈实线的半径为可得此时浮筒处于平衡位置，由于波向外传播，根据同侧法可知此时浮筒处于平衡位置向下振动，故再经过，浮筒将在最低点，故C错误，D正确。故选AD。 18．答案：12;2 解析：由 解得 19．答案：0.5；32；16 解析：这列水波的频率为 当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，此时两船之间还有一个波峰，则 解得波长为 波速为 20．答案：(1) (2) 解析:（1）由波形图，有 可得 所以 （2）周期 振幅 所以 21．答案：(1)2s， (2)6cm (3)24cm 解析:（1）根据波源S做简谐运动的表达式 可得 则该简谐横波的周期 解得 该简谐横波的传播速度 解得 （2）波从A点传播到B点所用的时间 由此可知A、B两点的振动相差半个周期，且A 点的位移为时A点至少已经振动了，此时B点一定也在振动，因此A点的位移为时B点的位移为6cm。 （3）波从波源传播到B点所用的时间 0~6s内B点振动的时间 B点运动的路程 解得 学科网（北京）股份有限公司 $