3.1 波的形成与描述1 同步练-2026-2027学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

**基本信息** 练习围绕“波的形成与描述”，采用“基础知识+能力提高”分层设计，基础巩固波形图、质点振动等核心概念，能力提升综合波速计算、双向传播等复杂应用，适配新授课知识内化与科学思维进阶需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础知识|波形图分析、质点振动方向、振幅、频率等单一知识点|以单选题为主，聚焦概念辨析（如第1题质点位移与振幅关系），强化物理观念| |能力提高|波速计算、双向传播、振动方程、多过程综合问题|含多选与计算题（如第9题综合波速、周期及路程计算），深化科学推理与模型建构|

§3.1波的形成与描述1 【基础知识】 1．如图所示是一列向右传播的简谐横波某一时刻的波动图像。对于图中A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点，下列说法中正确的是(　　) A．A、C、E、F、H具有相同的位移 B．A、C速度相同，H、F速度方向相反 C．B、I振幅相同 D．aC>aB 2.一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示。再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为(　　) A．A＝1 m　f＝5 Hz B．A＝0.5 m　f＝5 Hz C．A＝0.5 m　f＝2.5 Hz D．A＝1 m　f＝2.5 Hz 3.(多选)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C比质点B先回到平衡位置 D．此时质点F和H的加速度相同 　4.(多选)取一条较长的软绳，用手握住一端(O点)连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波。已知O点完成一次全振动所用的时间为T，某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于平衡位置，下列说法正确的是(　　) A．此时a、b两质点振动方向相同 B．此时a、b两质点的振动方向相反 C．再经，b质点将运动到波峰位置 D．再经，a质点将运动到b质点位置 5.某一列沿x轴传播的简谐横波，在t＝时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点，质点P正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是(　　) A．波沿x轴正方向传播 B．t＝时刻，Q比P的速度大 C．t＝时刻，Q到达平衡位置 D．t＝时刻，P沿y轴正方向运动 【能力提高】 6.(多选)如图为一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s，则以下说法正确的是(　　) A．这列波沿x轴负方向传播 B．该时刻质点P正沿y轴正方向运动 C．这列波的频率为5 Hz D．这列波的波速为10 m/s 7.(多选)一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10 Hz的简谐运动，t0时刻，向右传播的波形如图所示，向左传播的波形未画出。下列说法正确的是(　　) A．t0时刻，x＝1 m处的质点运动方向向上 B．t0时刻，x＝－2 m处的质点运动方向向上 C．t0＋0.175 s时刻，x＝－1 m处的质点处在波谷位置 D．t0－0.025 s时刻，x＝1 m处的质点处在波峰位置 8.(多选)一列简谐横波在t＝1 s时的波形图如图所示，a、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为xa＝0.5 m、xb＝2.0 m、xc＝3.5 m。此时质点b正沿y轴负方向运动，且在t＝1.5 s时第一次运动到波谷。则下列说法正确的是(　　) A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小为1 m/s C．每经过2 s，质点a通过的路程都为1.6 m D．质点c的振动方程为y＝0.4cos(t) m 9.一列简谐波的波源在图中的坐标原点处，经过0.4 s，振动从原点向右传播20 cm，此时波的图像如图，质点P离原点的距离为80 cm。则： (1)判断质点P起振时的速度方向； (2)该波从原点向右传播时开始计时，经过多长时间质点P第一次到达波峰？ (3)由图示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，求这段时间内波源在振动过程中通过的路程。 §3.1波的形成与描述1 参考答案 1.答案　C 解析　在波的图像中，纵坐标y表示各质点偏离平衡位置的位移，故A错误；A、C速度方向相反，H、F速度方向相同，故B错误；在简谐波中各质点都做简谐运动，振幅都等于波源的振幅，故C正确；质点所受回复力的大小与位移的大小成正比，因而加速度的大小与位移的大小成正比，则aC<aB，故D错误。 2.答案　C 解析　由题图知，A＝0.5 m，λ＝4 m；经0.6 s，N点开始振动，波速v＝ m/s＝10 m/s；所以频率f＝＝ Hz＝2.5 Hz，故C正确。 3.答案　 CD 解析　由“上下坡”法可知，波向左传播，得质点D的运动方向也向下，而质点A、B、H的运动方向向上，质点F、H相对各自平衡位置的位移相同，由a＝－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tC＝，而质点B要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故tB＞＝tC，故C、D正确。 4.答案　BC 解析　根据波的传播规律，利用“同侧法”可知，a质点在向下运动，b质点在向上运动，A错误，B正确；b质点在平衡位置且向上运动，再经将运动到波峰位置，C正确；质点只在平衡位置附近振动，不会随波迁移，D错误。 5.答案　D 解析　越靠近平衡位置质点运动速度越大，质点P正在向动能增大的方向运动，则P向下运动，波沿x轴负方向传播，故A错误；t＝时刻，Q到达波谷位置，速度为零。P在平衡位置和波峰位置之间，速度不为零，所以Q比P的速度小，故B错误；t＝时刻，Q到达波峰位置，故C错误；t＝时刻，P沿y轴正方向运动，故D正确。 6答案　AD 解析　质点b起振比质点a早，可知波沿x轴负方向传播，故A正确；根据平移法可知，该时刻质点P正沿y轴负方向运动，故B错误；质点b的起振时刻比质点a超前了0.2 s，由题图可知周期是0.4 s，所以这列波的频率f＝2.5 Hz，故C错误；由题图可知波长λ＝4 m，波速v＝＝ m/s＝10 m/s，故D正确。 7.答案　AC 解析　由于波源在O点处，x轴正半轴的波向右传播，则将波形图向右微平移，可知x＝1 m处的质点向上运动，故A正确；t0时刻，x＝－2 m处的质点与x＝2 m处的质点运动方向相同，运动方向向下，故B错误；波的周期为T＝＝ s＝0.1 s，则从t0到t0＋0.175 s时刻，经过了1T，x＝－1 m处的质点处于波谷，故C正确；t0－0.025 s时刻在t0时刻之前T，x＝1 m处的质点处于波谷位置，故D错误。 8.答案　BC 解析　由于此时质点b正沿y轴负方向运动，在t＝1.5 s时第一次运动到波谷，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，T＝1.5 s－1 s＝0.5 s，解得T＝2 s，由题图可知，波长λ＝2 m，则波速v＝＝1 m/s，A错误，B正确；质点每经过一个周期通过的路程为4A，所以每经过2 s，质点a通过的路程都为s＝4A＝4×0.4 m＝1.6 m，C正确；t＝0时质点c应该在负向最大位移处，所以质点c的振动方程为y＝－Acos ωt＝－0.4cos(πt) m，D错误。 9.答案　(1)沿y轴负方向　(2)1.9 s　(3)60 cm 解析　(1)振动从原点向右传播，由题图可知，x＝20 cm处质点的起振方向沿y轴负方向，则质点P起振时的速度方向沿y轴负方向。 (2)由题意可知，经过0.4 s，振动从原点向右传播20 cm，得波速v＝＝50 cm/s。由题图可知，此时x＝5 cm处的质点第一次达到波峰，x＝5 cm处质点的振动状态传到P点时波传播的距离x′＝75 cm，则质点P第一次到达波峰所需的时间t′＝＋0.4 s＝1.9 s。 (3)由题图所示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，所需时间t2＝1.5 s，周期T＝＝＝0.4 s，则1.5 s＝(3＋)T，波源通过的路程为(3＋)×4A＝60 cm。 第 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $