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

3.2 波的描述 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图所示，一列水波从深水区传播到浅水区后，水波的波长减小，则从深水区到浅水区，关于频率和波速的变化情况，以下判断正确的是（　　） A．频率减小，波速增大 B．频率不变，波速减小 C．频率增大，波速减小 D．频率不变，波速增大 2．一列横波某时刻的波形图如图所示，此时质点向上振动，则质点的振动方向（　　） A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 3．（多选）一列沿x轴传播的简谐横波在的区域内，和时刻波形相同且均如图所示。则处的质点从时刻起一个周期内的振动图像可能为（　　） A．B．C．D． 4．（多选）一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．该横波沿 x 轴负方向传播 B．该波的波速为 0.5m/s C．质点N该时刻向y轴负方向运动 D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 5．一个位于处的波源在时刻从平衡位置开始振动，产生的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时处的质点恰好起振，质点距离波源。求： (1)波速大小； (2)从波源起振开始，经多长时间质点第一次到达波峰； (3)此波从点传播到点的过程中，质点通过的路程。 6．我国地震局记录了某次地震过程中的振动图像和波动图像，图1为传播方向上某质点的振动图像，图2为该地震波恰好传到坐标处时的波形图，假设地震简谐横波传播的速度大小不变，求： (1)波的传播速度大小； (2)质点P振动7s运动的路程； (3)求再经过多长时间，处的质点第一次到达波峰。 B层 7．如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，传播方向向左，则此时刻有（　　） A．各质点的位移都为5cm B．x＝2m处的质点速度方向沿y轴正方向 C．x＝4m处的质点加速度方向沿y轴正方向 D．x＝8m处的质点速度为零 8．（多选）艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为某运动员进行带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（　　）   A．简谐波沿轴正方向传播 B．时刻，点的位移为 C．时刻后，再经过点到达波峰位置 D．质点的振动方程为 9．某均匀介质中的点有一可发出简谐横波的波源，该波源先后振动了两次，每次振动一个周期就立刻停止，在该介质中形成一个波长的波形向外传播。已知该波源第一次振动的振幅为，第二次振动刚结束时的波形图如图所示，其中质点均位于平衡位置，且。两次振动所形成的波在该介质中传播的速度均为，求： (1)该波源两次振动分别所用的时间； (2)从图示时刻开始，到质点第一次偏离平衡位置最远时，质点经过的路程。 C层 10．如图甲所示的海洋监测浮标被称为“海洋听诊器”，可搭载多种传感器监测海洋情况。图乙为监测浮标中速度传感器绘制出的浮标的图像（规定速度的正方向沿轴正方向），图丙为浮标所在区域时波浪的波形图。下列说法正确的是（　　） A．波浪传播的速度大小为 B．3s时浮标处在波浪的平衡位置向轴正方向运动 C．若波浪沿轴正方向传播，浮标的位置可能在处 D．若波浪沿轴正方向传播，浮标的位置可能在处 11．（多选）如图所示为一简谐波在时刻的波形图，设此简谐波的频率，且此时图中质点P的振动方向向上，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的波速为 C．原点O处的质点的振动方程为 D．x轴上距原点O10m的质点的振动方程为 12．在均匀介质中有一沿x轴方向传播的简谐波，t=0时刻的波形图如图所示。t1=2s时，质点M第一次回到平衡位置。已知质点N和M的平衡位置分别位于x1=0.1m和x2=1m处。简谐波的振幅A=10cm，周期大于8s。求： (1)质点M的振动方程和0~14 s内M点运动的路程； (2)质点N回到平衡位置的时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 B B CD BC C AD D BD 1．B 【详解】频率由波源决定与介质无关，故从深水区到浅水区水波的频率不变，又，水波从深水区传播到浅水区后，水波的波长减小，则波速减小。 故选B。 2．B 【详解】点此时向上振动，则根据平移法，波向左传播，此时点应向下振动。 故选B。 3．CD 【详解】由题意可知t=1s和t=2s时波形图相同，即周期和这段时间满足 t=0与t=1s的时间间隔为1s，即t=0时刻的波形图与t=1s时的波形图也相同，即x=2m处的质点在t= 0时刻，处于平衡位置；由于起振方向不确定，可知质点振动一个周期内，完整波形可能先向上再向下，也可能先向下再向上。 故选CD。 4．BC 【详解】A．根据乙图可知该时刻L点向上振动，结合同侧法可知波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图甲知波长 由图甲知周期 该波的波速为，故B正确； C．由于波沿x轴正方向传播，根据同侧法质点N该时刻向y轴负方向运动，故C正确； D．该时刻质点K的速度为零，加速度向y轴负方向；质点M的速度为零，加速度向y轴正方向，故D错误。 故选BC。 5．(1) (2) (3) 【详解】（1）波速为 （2）波沿轴正方向传播，从时刻波源振动起，波传播所用的时间 该波的波长为，则该波的周期 质点从起振到第一次到达波峰的时间 从波源起振开始，质点第一次到达波峰的时间 （3）波从点传播至点所用时间为 这段时间内质点通过的路程 6．(1) (2) (3) 【详解】（1）由题图可得波长，周期 则波速 解得 （2）由图1可得振幅A=0.2m 质点P在7s内经历了7个周期，则运动的路程 （3）由图2可知，此时处于波峰，且波沿x轴正方向传播，则的质点与的波峰相距 则传播时间 解得 即再经过2s，处的质点第一次到达波峰。 7．C 【详解】A．图示时刻，各质点的位移各不相同，只有x=12m处质点的位移为5cm。故A错误； B．根据波的传播方向和波的图像可以得出，此时刻x＝2 m处的质点速度方向沿y轴负方向，故B错误； C．x＝4 m 处的质点此时处于负向最大位移处，加速度方向沿y轴正方向，故C正确； D．x＝8 m处的质点位于平衡位置，速度方向沿y轴正方向，所以速度为正的最大值，故D错误。 故选C。 8．AD 【详解】A．由乙图可知，时，质点向上运动，根据同侧法，波沿轴正方向传播，故A正确； B．由图甲可知，波长，由点和点平衡位置相距可知，时点的位移，故B错误； C．波速为，再经过，波将沿轴正方向前进，波谷刚好传到质点所在位置，即点到达波谷位置，故C错误； D．时点向下振动，故质点的振动方程为，故D正确。 故选AD。 9．(1)0.2s，0.1s (2) 【详解】（1）由图易知，波源第一次振动的波长 第二次振动的波长 介质相同则波速相同，由 可得第一次振动的时间 第二次振动的时间 （2）由分析知，波形②向右平移2.5cm时质点M第一次到达波谷，此时9.5cm处的波形①传到12cm处，所以此时质点N位于处 故质点N经过的路程。 10．D 【详解】A．由图乙可知浮标振动的周期，由图丙可知波长，则波浪传播的速度大小，故A错误； B．由图乙可知，时浮标的速度为零，说明浮标处在波峰或波谷位置，即最大位移处，不在平衡位置，故B错误； CD．由图乙可知，时浮标的速度为负向最大值，说明此时浮标位于平衡位置（）且向轴负方向运动。图丙为时的波形图，若波沿轴正方向传播，根据波形平移法可知，处的质点向轴正方向运动，处的质点向轴负方向运动，处的质点处于波峰速度为零。因此浮标的位置可能在处，故C错误，D正确。 故选D。 11．BD 【详解】A．时刻质点P的振动方向向上，根据同侧法可知该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．根据题图可知该波的波长为 根据 可得该波的波速，故B正确； C．根据题图可知， 设原点O处的质点的振动方程为 根据时，，且沿着轴负方向运动，可得 即原点O处的质点的振动方程为，故C错误； D．波沿轴负方向传播，x轴上距原点O处10m的质点与O处的相位差 则x轴上距原点O处10m的质点的振动方程为，故D正确。 故选BD。 12．(1)， (2)tN=（5+6n）s，n=0，1，2，3…… 【详解】（1）设波源振动的周期为T，t=0时，若波沿x轴正向传播，则质点M沿y轴正方向运动，第一次回到平衡位置时，波向右传播0.4m，对应时间为，即 可得T=6 s，不符合题意； 若波沿x轴负向传播，质点M沿y轴负方向运动，则 可得T=12 s，符合题意； 设M点的振动方程为y=Asin（ωt+φ）其中 当t=0时，M点的位移为，可得； 可得M点的振动方程 所以移动的路程 可得 （2）由（1）可知波向左传播，此时N向下振动。第一次回到平衡位置时经过的时间 解得t2=5 s 所以质点N回到平衡位置的时间为tN=（5+6n）s（n=0，1，2，3……） 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $