3.2 波的描述 课时作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第2节 波的描述 课时作业 基础练 一．选择题： 1．下表给出30 ℃时，声波在不同介质中的传播速度，显然当声波由空气进入纯水中时，波速增大，则下列说法中正确的是(　　) 介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁 波速(m/s) 332 1 490 1 531 30～50 480 3 800 4 900 A.频率增大，波长不变　　　 B．频率不变，波长增大 C．频率和波长都不变 D．频率和波长都变大 2．位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，如图所示．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则(　　) A． f1＝2f2，v1＝v2 B．f1＝f2，v1＝0.5v2 C．f1＝f2，v1＝2v2 D．f1＝0.5f2，v1＝v2 3．某一列简谐横波中的质点a的振动图像如图(甲)所示，这列简谐波在t＝1 s时的波形图如图(乙)所示，则(　　) A．这列波沿x轴负方向传播，波速为v＝0.02 m/s B．这列波沿x轴负方向传播，波速为v＝0.5 m/s C．t＝0到t＝1 s的时间内，质点a的位移始终在增大 D．t＝4 s时刻，a质点经平衡位置向下运动 4.一列横波在某时刻的波形图如图所示，质点D的运动方向向上，下列说法正确的是(　　) A．波沿x轴正方向传播 B．质点E、G的运动方向相同 C．质点B比A先回到平衡位置 D．质点F的加速度为0 5．(多选)一简谐横波在x轴上传播，波源的振动周期T＝0.1 s，t＝0时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动，则(　　) A．该波向右传播 B．该波的波速为20 m/s C．t＝0.025 s时，a质点将运动到波峰处 D．t＝0.05 s时，a质点将运动到x＝3.0 m处 6．(多选)如图所示为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，其中x＝6 m处质点P正向上振动，质点振动周期为2 s，则下列说法正确的是(　　) A．波的传播方向沿x轴负方向 B．波的传播速度大小为2 m/s C．图中质点P从现在开始经过3 s时间通过的路程为120 cm D．t＝2 s时，质点P沿波的传播方向移动了8 m 2． 计算题： 7．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s．求该波的波速并判断P点此时的振动方向． 能力练 1． 选择题： 8．下列等于一个波长的是(　　) A．在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离 B．波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离 C．一个周期内振动传播的距离 D．一个正弦波形的曲线长 9．A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t＝TA时间(TA为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA:vB不可能是(　　) A．1:3　　 B．1:2 C．2:1 D．3:1 10．一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为(　　) A．4m,6 m和8 m B．6 m、8 m和12 m C．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m 11．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是(　　) A．2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．5 m/s 12．一列简谐波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是(　　) A．沿x轴负方向，60 m/s B．沿x轴正方向，60 m/s C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30 m/s 13．下图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率分别为(　　) A．5 m,1 Hz B．10 m,2 Hz C．5 m,2 Hz D．10 m,1 Hz 14．在均匀的介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点的距离均为a，如图甲所示．振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上，经过时间t前13个质点第一次形成的波形图如图乙所示．则该波的周期T、波速v分别是(　　) A.， B.t， C．t， D.t， 二．计算题： 15．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻，波刚好传到E点，波形如图甲所示，若从该时刻开始计时，已知质点P振动周期为0.5 s. (1)判断此时刻质点P的振动方向和加速度方向； (2)经过多长时间x＝11 m处的质点Q第二次到达波峰？ (3)若取质点Q开始振动时为计时起点，在图乙中画出质点Q的振动图像． 参考答案： 1.B解析：波在传播过程中频率不变，一列波从空气进入水中时，频率f不变，波速v增大，则由公式v＝λf知波长增大． 2.C解析：频率只取决于波源，由于波源相同，则f1＝f2；由公式v＝λf得＝＝＝，所以v1＝2v2.选项C正确． 3.B解析：由振动图像可知，t＝1 s时，质点a从平衡位置向下运动，结合波的图像可知，波向左传播，由于T＝2 s，λ＝100 cm，所以v＝＝50 cm/s＝0.5 m/s，选项A错误，B正确；从t＝0.5 s到t＝1 s时间内，质点a的位移在减小，C错误；t＝4 s时，质点a经平衡位置向上运动，D错误． 4.C解析：由于质点D的运动方向向上，根据“同侧法”可知波沿x轴负方向传播，故A错误；波沿x轴负方向传播，根据“同侧法”可知质点E向上振动，G向下振动，二者的运动方向相反，故B错误；根据“同侧法”可知质点A向下振动、质点B向上振动，所以质点B比A先回到平衡位置，故C正确；质点F现在处于波峰，根据a＝－可知F的加速度最大，故D错误． 5.AB解析：因为a点向下运动，所以波向右传播，A对；v＝＝ m/s＝20 m/s，故B对；t＝0.025 s＝T，a质点运动到波谷处，C错；质点只能上下振动，D错． 6.AC解析：t＝0时刻质点P向上振动，由同侧法可知波沿x轴负方向传播，故A正确；由题图读出该波的波长为λ＝8 m，而波的周期为T＝2 s，则波速为v＝＝ m/s＝4 m/s，故B错误；一个周期内质点振动的路程为4A＝80 cm，而时间t＝3 s＝T，则质点P通过的路程为6A＝120 cm，故C正确；质点只在各自的平衡位置附近上下振动，并不会沿着波的传播方向运动，故D错误． 7.答案：2.5 m/s　沿y轴正方向 解析：由波形图知波长λ＝1.0 m， 由题意知T＝0.4 s，所以波速v＝＝ m/s＝2.5 m/s. 因为这列波沿x轴正方向传播，根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知质点P在该时刻沿y轴正方向振动． 8.C 9.D解析：由图可知：λA＝a，λB＝a， 根据题意周期关系为：t＝TA，t＝nTB(n＝1、2、3…) 所以有：vA＝，vB＝(n＝1、2、3…) 故有：＝(n＝1、2、3…)，故选项D不可能． 10.C解析：由于该波上两质点处于平衡位置且相距6 m，且两质点间波峰只有一个，故6 m与波长λ的关系有三种可能：6 m＝λ，6 m＝，6 m＝λ，故波长的可能值为6 m、12 m和4 m，C正确． 11.B解析：本题考查横波的图像和波速公式及考生的理解能力和推理能力．t<T，故：若波向右传播，则波传播的距离x1＝0.02 m，则波速v1＝＝ m/s＝1 m/s；若波向左传播，则波传播的距离x2＝0.06 m，则波速v2＝＝ m/s＝3 m/s，故正确选项为B. 12.A解析：由P点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：T＝0.4 s，由甲图可知：λ＝24 m，所以v＝＝ m/s＝60 m/s，故选A. 13.A解析：从波的图像可以看出，波长λ＝5 m，b点比a点的起振时间晚0.5 s，则波速v＝＝ m/s＝5 m/s，所以T＝＝1 s，f＝＝1 Hz. 14.A解析：质点1起振方向向上，其振动传播到质点13，用时T，质点13起振方向向上，而题中用时为t，质点13的振动方向向下，故质点13已振动了的时间，则有t＝2T，波传播了2λ的距离，λ＝8a，故v＝＝，故正确答案为A. 15.答案：(1)沿y轴正方向　沿y轴正方向 (2)1.875 s　(3)见解析 解析：(1)波沿x轴正方向传播，根据波动规律可知，质点P沿y轴正方向振动，加速度沿y轴正方向． (2)波长λ＝4 m，周期T＝0.5 s，则波速v＝＝8 m/s，振动传播到Q点的时间为1 s，质点Q第二次到达波峰经历了1个周期为0.875 s，共1.875 s. (3)质点Q起振方向向下，振动图像如图所示： 学科网（北京）股份有限公司 $