3.2 波的描述【分层作业】-【鼎力课堂】2025-2026学年高二上学期物理同步精编备课与分层练（人教版选择性必修第一册）

**基本信息** 聚焦波的描述，分层设计从基础图像分析到综合多解问题，梯度递进，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|波动图像方向判断|结合舞龙等生活情境，考查质点振动方向与波传播方向关系，落实物理观念| |进阶层|周期、频率和波速关系|波形与振动图像结合，强化公式应用，培养模型建构能力| |综合层|波的多解问题|涉及传播方向、时间、距离综合分析，通过多选项设计提升科学推理与质疑创新能力|

鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 选择性必修第一册(人教版) 第2节 波的描述 （分层作业） 一、波动图像 1．如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示。则（　　） A．该波向右传播 B．质点B和D的运动方向相同 C．质点B比质点C先回到平衡位置 D．此时质点F和H的加速度相同 【答案】D 【详解】A．由此时刻质点F沿y轴负方向振动可知，波向左传播，故A错误； B．此时刻质点F的运动方向向下，同理，质点D的运动方向也向下，而质点A、B、H的运动方向向上，故B错误； CD．质点F、H相对各自平衡位置的位移相同，由 可知，两质点的加速度相同，因质点C直接从最大位移处回到平衡位置，即 而质点B要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，所以，故C错误，D正确。 故选D。 2．春节期间，舞龙表演中，多名舞龙队员协调舞动，使龙身呈现连续起伏的波浪。、、为龙身上的三点，龙身的波动可类比为一列简谐横波，某时刻的波形图如图所示，接下来点比点先到达波峰，下列说法正确的是（　　） A．这列波沿轴负方向传播 B．该时刻、点的运动方向相反 C．该时刻点的速度大于点的速度 D．该时刻点的加速度大于点的加速度 【答案】A 【详解】A．题目给出N点比M点先到达波峰，说明N点此时向上振动、M点向下振动。根据上下坡法判断传播方向，质点振动方向符合"沿波的传播方向，上坡下、下坡上"，可得波沿x轴负方向传播，故A正确； B．波沿x轴负方向传播，用同样方法判断质点运动方向，P点向下运动，M点也向下运动，二者运动方向相同，故B错误； C．简谐运动中，质点离平衡位置越远（位移绝对值越大），速度越小。 该时刻N点位移的绝对值大于M点的位移大小，因此N点速度大小小于M点速度大小，故C错误； D．简谐运动中加速度满足 加速度大小与位移绝对值成正比 该时刻N点位移绝对值大于P点的位移大小，因此N点加速度大于P点加速度，故D错误。故选A。 二、周期、频率和波速 3．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 【答案】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。 4．一列简谐波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示，点为轴上的某质点，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该简谐波沿轴负方向传播 B．该简谐波的波长为 C．该简谐波的周期为 D．该简谐波的波速为 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，时刻点沿轴正方向运动，根据“同侧法”可知，该简谐波沿轴正方向传播，故A错误； B．由图甲可知，该简谐波的波长为24cm，故B错误； C．由图乙可知，该简谐波的周期为0.4s，故C错误； D．该简谐波的波速为，故D正确。故选D。 三、波的多解问题 5．竖直平面内有一列机械横波，在时，、两点间的波形如图中的实线所示，在时，第一次出现图中虚线所示的波形，之后每隔会再次出现虚线波形。已知间距为，下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长是 B．这列波的波速是 C．这列波的传播方向是向左 D．时，处的质点运动方向向上 【答案】D 【详解】A．由图可知，P、Q两点间的距离为，对应个波长，即 解得，故A错误； C．若这列波向左传播，则传播了个周期，有 解得 若这列波向右传播，则传播了个周期，有 解得 由之后每隔会再次出现虚线波形可知，这列波的传播方向是向右，故C错误； B．这列波的波速是，故B错误； D．时，处的质点位于平衡位置处，运动方向向上，故D正确。 故选D。 6．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，由此可知（　　） A．波长可能为 B．波速可能为 C．3s末A质点的加速度方向沿y轴负方向 D．1s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度 【答案】B 【详解】A．由图知，时刻A点通过平衡位置向上运动，B点位于波峰，则有 解得 波长大于1m，则可取0、1、2，则波长可能为，，，故A错误； B．由图可知，周期为，由公式可得，波速可能为、、，故B正确； C．由图可知，末A质点在波谷，加速度沿y轴正方向，故C错误； D．由图可知，1s末A质点在波峰，速度为0，B质点在平衡位置，速度最大，则A质点的振动速度小于B质点的振动速度，故D错误。 故选B。 7．一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻波形如图所示，质点P、Q的平衡位置分别位于和处，时质点P第一次到达波峰，下列判断正确的是（   ） A．时，质点Q通过平衡位置向y轴负方向运动 B．该波的波速为 C．时，质点P的加速度最大 D．0 ~ 1.2s的时间内，质点P运动的路程为15cm 【答案】D 【详解】AB．由图知波长，波沿x轴负方向传播，时，质点P通过平衡位置向下振动，经第一次到达波峰，故，，故经时，质点Q通过平衡位置向y轴正方向运动，波速，故AB错误； C．经时，质点P通过平衡位置向y轴正方向运动，加速度为0，故C错误； D．0 ~ 1.2s的时间内，质点P运动的路程3A = 15cm，故D正确。 故选D。 8．如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色。舞动的绸带可简化为在x轴上传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则（　　） A．该波传播速度6m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．从t＝1.0s开始到t＝1.5s过程中，质点P的加速度越来越大 D．从t＝1.0s开始到t＝1.5s过程中，质点P的路程为0.9m 【答案】C 【详解】A．由图乙可知该列波的波长是6m，由图丙可知该列波的周期是2s。该波传播速度，故A错误； B．由图丙可知时质点P向y轴正方向运动，结合图乙根据“同侧法”可知波沿x轴正方向传播，故B错误； C．由图丙可知从t＝1.0s开始到t＝1.5s过程中，质点P离平衡位置越来越远，加速度越来越大，故C正确； D．从t＝1.0s开始到t＝1.5s过程中，质点P的路程为，故D错误。 故选C。 9．一列简谐横波在0时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波的频率为 B．该横波沿轴负方向传播 C．时质点的加速度方向沿轴正方向 D．质点的速度大小始终为 【答案】C 【详解】A．根据题中图像信息可知，该横波的周期为，频率为，选项A错误； B．因t=0时刻，质点P在平衡位置沿y轴正向振动，根据同侧法可知，该横波沿轴正方向传播，选项B错误； C．根据题中振动图像可知，时质点在最低点，则加速度方向沿轴正方向，选项C正确； D．质点在其平衡位置附近沿轴振动，速度会不断改变，选项D错误。 故选C。 10．坐标原点的波源在时发出一列简谐波，沿x轴正向传播。在时，该列波的最前端刚好到达B点，此时AB段的波形如图所示，则（　　） A．波速为0.5m/s B．波长为1.5m C．时，波源由平衡位置向y轴正方向运动 D．时，C处质点位于波峰 【答案】A 【详解】A．波速为,故A正确； B．由波形图得 则，故B错误； C．在时，该列波的最前端刚好到达B点，B质点的起振方向是沿y轴负方向，故时，波源起振方向是沿y轴负方向，故C错误； D．波传播的周期为 从时开始计时，波先经传至C点开始沿y轴负方向振动 C处质点再经，刚好第三次至波谷，故D错误。 故选A。 11．一列简谐横波沿x轴负方向传播，在时刻的波形图如图所示。已知该波的波速大小为5m/s，则时刻的波形图是下列选项中的（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题图可知，该波的波长，周期为 因为该波沿轴负方向传播，所以经过时间，题图所示的波形将向轴负方向移动。 故选B。 12．如图，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，P为平衡位置在x=5m处的质点，从时刻开始，质点P经0.5s第一次到达平衡位置，再经0.6s第二次到达平衡位置，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度大小等于12 m/s C．时，质点P的位移为-5cm D．质点P的振动方程为 【答案】C 【详解】A．质点P相邻两次经过平衡位置的时间间隔为半个周期，题目给出第一次到第二次到达平衡位置间隔，因此 即 角频率 时，P点位移，振幅，代入振动方程通式 得 即 或 已知P第一次到达平衡位置的时间为 即第一次，满足 代入 得 即 初相位 说明时P速度向上，根据上下坡法，波沿轴正方向传播，故A错误； B．由波形方程 处相位为 得 即 波速 故B错误； C．代入振动方程 故C正确 D．振动方程角频率 故D错误。 故选C。 13．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻和t=0.6s时刻的部分波形图分别如图甲中的实线和虚线所示。已知波源的振动周期大于1.2s，t=0时刻质点 N 偏离平衡位置的位移 平衡位置在x=4m处的质点M 振动的加速度a 随时间t 变化的a-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的波长为14m C．该波的传播速度大小为12 m/s D．0~1.8s内，质点 M 运动的路程为30cm 【答案】D 【详解】A．从a-t图像t=0之后质点M加速度为负并且增大，则位移为正并且增大，即向y轴的正方向振动，故波沿x轴正方向传播，故A错误； B．t=0时刻质点N的位移 可知 解得，故B错误； C．从t=0到t=0.6s，波传播的距离为 则波速为 又波源的振动周期大于1.2s，，故C错误； D．由 得， 质点 M 运动的路程为，故D正确。 故选D。 14．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长是14cm B．这列波的周期是0.15s C．这列波可能是沿x轴正方向传播的 D．t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴正方向 【答案】B 【详解】A．根据图像可得波长，故A错误； B．因为，所以周期，故B正确； C．经过时经过，只看经过的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波沿轴负方向传播，故C错误； D．由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知时刻，处的质点的速度沿轴负方向，故D错误。 故选B。 15．如图所示，两位同学用绳形成一列沿水平方向稳定传播的绳波，某一时刻，绳波上的三个点的连线沿水平方向，已知两点间的距离为两点间的距离为，振动从点传到点的时间为，绳波的振幅为，下列说法正确的是（    ） A．两点的振动方向总是相反 B．绳波的传播速度为 C．绳波的振动周期为 D．若一段时间内点运动的路程为，则点的运动时间为 【答案】C 【详解】A．分析可得两点间的距离等于一个波长，则两点的振动方向总是相同，故A错误； B．绳波的传播速度为，故B错误； C．绳波的波长，由综合解得，故C正确； D．若一段时间点运动的路程为，设的运动时间均为，由 解得，故D错误。 故选C。 16．（多选）如图甲所示，健身运动员通过抖动绳子来增强臂力。图乙为时刻运动员抖动绳子形成的一列沿轴传播的简谐横波，A、B是绳上平衡位置相距2m的质点，A质点位于波峰时，B质点恰位于波谷，图丙为绳上质点的振动图像。若运动员始终按图乙规律抖绳，下列说法正确的是（ ） A．运动员的手每分钟完成200次全振动 B．该简谐横波的传播速度可能为 C． 时，处质点的速度最大 D． 内，处质点通过的路程为 【答案】BD 【详解】A．该简谐横波的频率为 运动员的手每分钟完成全振动的次数为 ，故A错误； B．由题意可得 则 简谐横波的传播速度 当时，，故B正确； C．，此时处质点位于波峰或波谷，速度为零，故C错误； D． 时，处质点的相位为或 则 内，处质点通过的路程为 ，故D正确。 故选BD。 17．（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 【答案】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。 18．（多选）如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，Q的纵坐标为，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．内，质点P的路程可能为 C．若周期，则波速为 D．若周期，Q的振动方程为 【答案】AC 【详解】A．在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，由“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确； B．波沿正方向传播，从到，波的传播时间满足（n=0，1，2，…） 时在平衡位置，内的总路程为（n=0，1，2，…） 由图可知，振幅，最小路程为时， 不可能为，故B错误； C．若，则只能取，即 得 由图可得，波长，波速，故C正确； D．时， 设的振动方程为 时， 代入得 波沿x轴正方向传播，点时沿正方向运动，因此 振动方程为，故D错误。 故选AC。 19．（多选）丝带舞是艺术性很强的一种舞蹈，某次舞者抖动丝带形成的丝带波可简化为沿轴正向传播的简谐横波，如图所示，实线和虚线分别为和时的波形图，下列说法正确的是（　　） A．处的质点经过一个周期可能向右运动4m B．在时处的质点可能加速度最大，方向沿轴正方向 C．该丝带波的周期可能为（，，） D．该丝带波的传播速度可能为 【答案】BD 【详解】A．简谐横波传播过程中，质点不随波的传播而迁移，故A错误； BC．由题可知，该丝带波沿x轴正方向传播，则有（，，） 解得（，，） 当时，周期，，则处的质点刚好运动到波谷，加速度最大且沿y轴正方向，故B正确，C错误； D．由图可知，波长为，波速（，，） 当时，该丝带波的传播速度为，故D正确。 故选BD。 20．（多选）一列横波沿着x轴正方向传播，处在x1=0.5m和x2=3.5m的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法正确的是（　　） A．该波的周期可能为4s B．该波的波长可能为 C．该波的波速可能为 D．2.5s末A、B两质点的位移相同 【答案】CD 【详解】A．由图可知，该波的周期一定为 A错误； B．由图可知，A、B相距 结合题意可知 联立解得 B错误； C．根据波长、波速、周期的关系可知 当时，其波速为，C正确； D．由图可得，周期为4s，A、B两质点的振动方程分别为， 当时，解得，D正确。 故选CD。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $鼎力物理 https://shop.xkw.com/650102 选择性必修第一册(人教版) 第2节 波的描述 （分层作业） 一、波动图像 1．如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示。则（　　） A．该波向右传播 B．质点B和D的运动方向相同 C．质点B比质点C先回到平衡位置 D．此时质点F和H的加速度相同 2．春节期间，舞龙表演中，多名舞龙队员协调舞动，使龙身呈现连续起伏的波浪。、、为龙身上的三点，龙身的波动可类比为一列简谐横波，某时刻的波形图如图所示，接下来点比点先到达波峰，下列说法正确的是（　　） A．这列波沿轴负方向传播 B．该时刻、点的运动方向相反 C．该时刻点的速度大于点的速度 D．该时刻点的加速度大于点的加速度 二、周期、频率和波速 3．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 4．一列简谐波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示，点为轴上的某质点，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该简谐波沿轴负方向传播 B．该简谐波的波长为 C．该简谐波的周期为 D．该简谐波的波速为 三、波的多解问题 5．竖直平面内有一列机械横波，在时，、两点间的波形如图中的实线所示，在时，第一次出现图中虚线所示的波形，之后每隔会再次出现虚线波形。已知间距为，下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长是 B．这列波的波速是 C．这列波的传播方向是向左 D．时，处的质点运动方向向上 6．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，由此可知（　　） A．波长可能为 B．波速可能为 C．3s末A质点的加速度方向沿y轴负方向 D．1s末A质点的振动速度大于B质点的振动速度 7．一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻波形如图所示，质点P、Q的平衡位置分别位于和处，时质点P第一次到达波峰，下列判断正确的是（   ） A．时，质点Q通过平衡位置向y轴负方向运动 B．该波的波速为 C．时，质点P的加速度最大 D．0 ~ 1.2s的时间内，质点P运动的路程为15cm 8．如图甲，“龙狮舞水城”表演中绸带宛如水波荡漾，展现水城特色。舞动的绸带可简化为在x轴上传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像，则（　　） A．该波传播速度6m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．从t＝1.0s开始到t＝1.5s过程中，质点P的加速度越来越大 D．从t＝1.0s开始到t＝1.5s过程中，质点P的路程为0.9m 9．一列简谐横波在0时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波的频率为 B．该横波沿轴负方向传播 C．时质点的加速度方向沿轴正方向 D．质点的速度大小始终为 10．坐标原点的波源在时发出一列简谐波，沿x轴正向传播。在时，该列波的最前端刚好到达B点，此时AB段的波形如图所示，则（　　） A．波速为0.5m/s B．波长为1.5m C．时，波源由平衡位置向y轴正方向运动 D．时，C处质点位于波峰 11．一列简谐横波沿x轴负方向传播，在时刻的波形图如图所示。已知该波的波速大小为5m/s，则时刻的波形图是下列选项中的（　　） A． B． C． D． 12．如图，一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，P为平衡位置在x=5m处的质点，从时刻开始，质点P经0.5s第一次到达平衡位置，再经0.6s第二次到达平衡位置，下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度大小等于12 m/s C．时，质点P的位移为-5cm D．质点P的振动方程为 13．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻和t=0.6s时刻的部分波形图分别如图甲中的实线和虚线所示。已知波源的振动周期大于1.2s，t=0时刻质点 N 偏离平衡位置的位移 平衡位置在x=4m处的质点M 振动的加速度a 随时间t 变化的a-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴负方向传播 B．该波的波长为14m C．该波的传播速度大小为12 m/s D．0~1.8s内，质点 M 运动的路程为30cm 14．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长是14cm B．这列波的周期是0.15s C．这列波可能是沿x轴正方向传播的 D．t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴正方向 15．如图所示，两位同学用绳形成一列沿水平方向稳定传播的绳波，某一时刻，绳波上的三个点的连线沿水平方向，已知两点间的距离为两点间的距离为，振动从点传到点的时间为，绳波的振幅为，下列说法正确的是（    ） A．两点的振动方向总是相反 B．绳波的传播速度为 C．绳波的振动周期为 D．若一段时间内点运动的路程为，则点的运动时间为 16．（多选）如图甲所示，健身运动员通过抖动绳子来增强臂力。图乙为时刻运动员抖动绳子形成的一列沿轴传播的简谐横波，A、B是绳上平衡位置相距2m的质点，A质点位于波峰时，B质点恰位于波谷，图丙为绳上质点的振动图像。若运动员始终按图乙规律抖绳，下列说法正确的是（ ） A．运动员的手每分钟完成200次全振动 B．该简谐横波的传播速度可能为 C． 时，处质点的速度最大 D． 内，处质点通过的路程为 17．（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 18．（多选）如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴负方向运动，Q的纵坐标为，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．内，质点P的路程可能为 C．若周期，则波速为 D．若周期，Q的振动方程为 19．（多选）丝带舞是艺术性很强的一种舞蹈，某次舞者抖动丝带形成的丝带波可简化为沿轴正向传播的简谐横波，如图所示，实线和虚线分别为和时的波形图，下列说法正确的是（　　） A．处的质点经过一个周期可能向右运动4m B．在时处的质点可能加速度最大，方向沿轴正方向 C．该丝带波的周期可能为（，，） D．该丝带波的传播速度可能为 20．（多选）一列横波沿着x轴正方向传播，处在x1=0.5m和x2=3.5m的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法正确的是（　　） A．该波的周期可能为4s B．该波的波长可能为 C．该波的波速可能为 D．2.5s末A、B两质点的位移相同 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $