3.1 波的形成与描述2 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** 高中物理新授课同步练，聚焦“波的形成与描述”，通过“基础知识+能力提高”分层设计，实现从单一概念应用到综合问题解决的知识巩固路径，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础知识|波形图、振动图像、波速、质点振动方向等基本概念|4道选择题，直接应用概念（如第1题结合波形图与振动图像分析振幅、波速），强化物理观念| |能力提高|波传播方向判断、多解问题、综合计算|4题（3选择+1计算），含多解分析（如第5题波速可能性讨论）和计算题（第8题波速与传播方向关联），提升科学推理能力|

§3.1波的形成与描述2 【基础知识】 1．一列横波在时刻的波形如图甲所示，、是介质的两个质点，图乙是质点的振动图像，则（　　） A． 该波振幅为 B． B．该波的波速为 C． 质点与的位移总相同 D． D．该波沿轴正方向传播 2.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，t=1s时质点P恰好第二次回到图中所示位置。下列说法正确的是（　　） A．质点P在t=0时刻沿y轴负方向振动 B．该简谐横波的波速大小为2m/s C．质点P在t=1.25s时刻沿y轴正方向振动 D．t=1.5s时刻，质点P的速度正在减小，加速度正在减小 3.一根粗细均匀的弹性绳子，右端固定，S点上下振动，产生向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　） A． 波源振动的周期逐渐减小 B． B．波的传播速度逐渐减小 C． 各处的波长都相等 D． D．此时刻质点P的速度方向向上 4.某列简谐横波在时刻的波形如图甲中实线所示，时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，则（　　） A．这列波沿x轴正方向传播 B．图乙是质点b的振动图像 C．从到这段时间内，质点a通过的路程为1.5m D．时刻质点c沿y轴正向运动 【能力提高】 5.一列水平传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，图中A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，则该简谐波波速的值不可能为（　　） A．24m/s B．23m/s C．21m/s D．19m/s 6.如图所示，一列横波在x轴上沿x轴方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线是t=2s时刻的波形图，下列说法正确的是（　　） A．质点的振动周期一定是8s B．该波的波速可能是1m/s C．t=0时刻，x=4m处的质点振动方向一定向上 D．t=4s时刻，x=6m处的质点可能位于平衡位置 7.沿x轴从左向右有M、P、N三个质点（N点未画出）在同一介质中，位于坐标原点O处的P质点在外力作用下在竖直方向做简谐振动，形成沿x轴双向传播的简谐波。时刻波形如图所示，其中M点再经过1s时间（小于一个周期），位移仍与时相同，但振动方向相反。N点与M点平衡位置距离为d，设波长为，，且振动方向总相反。下列说法正确的是（　　） A．此时P点加速度为零 B．此时M点的振动方向竖直向下 C．N点平衡位置坐标为 D．此简谐波在x轴上的传播速度为8m/s 8.一列简谐横波图像如图所示，t1时刻的波形图如图中实线所示，t2时刻的波形图如图中虚线所示，已知Δt＝t2﹣t1＝0.6s，机械波的周期为T，问： （1）若波向右传播，且5T＜Δt＜6T，波速为多大？ （2）若波速v＝30m/s，则波向哪个方向传播？ §3.1波的形成与描述2 参考答案 1.【答案】B 【详解】 A．由图甲可知，该波振幅为。故A错误； B．由题图可知 ， 得该波的波速为 故B正确； C．由图甲可知，M和N两点之间距离为，即两点反相，位移总相反。故C错误。 D．时，由M点的振动图象可知，质点M的在平衡位置向上运动，结合波形图可知，利用同侧法，可知该波的传播方向为沿着x轴的负方向，故D错误。 故选B。 2.【答案】B 【详解】 A．由质点的振动方向与波的传播方向的关系可确定，质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，故A错误； B．因为t=1s时质点P恰好第二次回到出发点，则该波的传播周期T=1s，由图可知λ=2m，则该波的传播速度 故B正确； C．因为，此时质点P处于平衡位置上方，且振动方向沿y轴负方向，故C错误； D．因为，则质点P位于平衡位置下方，并沿y轴负方向运动，所以在t=1.5s时刻，质点P的速度正在减小，加速度正在增大，故D错误。 故选B。 3.【答案】A 【详解】 ABC．波向右传播，由波形图可知，由振源振动形成的机械波的波长逐渐减小，由于同一种介质中的波速不变，根据 可知波源振动的频率变大，周期变小，故A正确，BC错误； D．波向右传播，由波形图结合上下坡法可知，此时刻质点P的速度方向向下，故D错误。 故选A。 4.【答案】D 【详解】 A．根据题给条件无法判断波的传播方向，故A错误； B．由图乙可知t1=0时刻该质点正位于正向最大位移处，所以图乙是质点a的振动图像，故B错误； C．由图乙可知波的周期为4s，所以从到这段时间（即四分之三个周期）内，质点a通过的路程为1.5cm，故C错误； D．因为t1=0时刻质点c刚好位于负向最大位移处，且 所以时刻质点c沿y轴正向运动，故D正确。 故选D 5.【答案】A 【详解】 由图可知，波长 若波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速 或 当时 或 当时 或 同理，若波向左传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是或，则波速 或 当时 或 当时 或 显然该简谐波波速的值不可能为24m/s，故选A。 6.【答案】B 【详解】 AB．由图可知，波长λ=8m，若波沿x轴正方向传播，根据周期性可知 2s=（n＋）T，（n=0，1，2…） 得 s，（n=0，1，2…） 当n=0时T=8s，则波速 v==1m/s 若波沿x轴负方向传播，根据周期性可知 2s=（n＋）T，（n=0，1，2…） 得 s，（n=0，1，2…） 当n=0时 则波速 v==3m/s 故A错误，B正确； C．根据“上下坡法”可知，若波沿x轴正方向传播，t=0时x=4m处的质点振动方向向上；若波沿x轴负方向传播，t=0时x=4m处的质点振动方向向下，故C错误； D．分析图像可知，若波沿x轴正方向传播，t=2s时x=6m处的质点通过平衡位置向上，根据对称性和周期性可知，t=4s时x=6m处的质点恰好位于波峰；若波沿x轴负方向传播时t=2s时x=6m处的质点通过平衡位置向下，根据对称性和周期性可知，t=4s时x=6m处的质点恰好位于波峰，故D错误。 故选B。 7.【答案】C 【详解】 A. 此时P点离开平衡位置的位移最大，则加速度最大，选项A错误； B. 根据“同侧法”可知，此时M点的振动方向竖直向上，选项B错误； C．M点此时的位移大小为振幅的一半，所以，M点再经过时间回到平衡位置，同时波形向左平移了，即1cm ，所以M点对应的平衡位置坐标为-4cm，M点的振动情况与坐标为4cm的点完全相同，从4cm点再向右半个波长距离对应的点与M点的振动情况总是相反，该点的坐标为10cm，即为N点，故C正确； D．当M点的位移与t=0时相同，且振动方向相反时，经过了的时间，对应的时间为1s，所以 由图可知波长为12cm，波速为 故D错误。 故选C。 8.【解答】解：（1）若波向右传播，根据同侧原理法可知，解得，由图可知λ＝8m，根据波速的公式v （2）若波向右传播，则，则 若波向左传播，则，则 将v＝30m/s代入上面表达式，得k＝2，n（不合题意，舍弃），故波向右传播。 答：（1）若波向右传播，且5T＜Δt＜6T，波速为多大70m/s； （2）若波速v＝30m/s，则波向右传播。 第 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $