3.2 波的描述(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

2　波的描述 1.D　[解析] 图示时刻质点b的位移为0,但其振幅为4 cm,故A错误;由图像可知,波长为2 m,故B错误;简谐横波沿x轴正向传播时,质点b只在自己平衡位置附近上下振动,并不向前移动,故C错误;根据简谐运动的特征F=-kx可知,在t=0时刻,质点a、c所受的回复力大小之比为1∶2,故D正确. 2.C　[解析] 由题已知得不出周期,故A错误;由图可知,此时P质点在平衡位置,速度比H质点的大,故B错误;由图可知,P点在平衡位置,回复力为0,H点不在平衡位置,回复力不为0,则此时P质点的加速度比H质点的小,故C正确;由图可知,P点半个周期后回到平衡位置,而H点向下振动,不需要半个周期就可以回到平衡位置,则此后P质点比H质点后回到平衡位置,故D错误. 3.B　[解析] 质点A向下振动,根据同侧法可知,波向左传播,选项A正确,B错误;因波向左传播,则质点B向上振动,质点C向上振动,选项C、D正确. 4.CD　[解析] 由“上下坡法”可知,波只有向左传播,此时刻质点F的运动方向才向下,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,A、B错误;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,D正确;因质点C直接从最大位移处回到平衡位置,而质点B要先运动到最大位移处,再回到平衡位置,故质点C比质点B先回到平衡位置,C正确. 5.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,所以这列波的频率为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. 6.B　[解析] 经过3 s该列波传播到x=6 m,则v== m/s=2 m/s,所以f== Hz=0.5 Hz,故A错误;波传播的速度只与介质有关,与频率无关,故B正确;t=3 s时质点P不在平衡位置或位移最大处,只有从平衡位置或最大位置处开始计时,经过T质点经过的路程才等于一个振幅A,故C错误;根据波的传播和质点的振动特点可知,当质点P运动到波谷时,质点Q沿y轴正方向运动,故D错误. 7.C　[解析] 木块的上下运动反映了木块所在位置水面质点的振动情况,可知波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动,因此其周期为T= s=2 s,故选项D错误;频率为f==0.5 Hz,故选项A错误;又因为甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰,所以3 m=λ,解得波长为λ=2 m,故选项B错误;根据波长、波速、周期间的关系可知,这列水面波的波速为v==1 m/s,故选项C正确. 8.A　[解析] 根据“同侧法”可知f点的起振方向沿y轴负方向,因为所有质点的起振方向均相同,所以c点的起振方向沿y轴负方向,故A正确;质点a、d的回复力均指向平衡位置,所以质点a、d的加速度方向相同,故B错误;根据“同侧法”可知质点c正在沿y轴正方向振动,速度越来越小,故C错误;质点不能传播,只能在平衡位置附近振动,故D错误. 9.AB　[解析] 设波Ⅰ的波长和频率分别为λ1和f1,由题意知2.5λ1= m=6 m,f1=3 Hz,又因为v1=λ1f1,求得v1=7.2 m/s,故A错误;波速由介质决定,所以两列波的波速相等,所以同时到达固定端,故B错误;波的起振方向与波的最前沿质点的起振方向相同,由题图可知,A点起振方向向上,B点起振方向向下,所以,波Ⅰ的起振方向竖直向上,且与波Ⅱ的起振方向相反,故C正确;两列波的波速、波长和周期都相等,如题图时刻,质点P与Q都处于平衡位置且运动方向相反,所以振动步调相反,故D正确. 10.A　[解析] 根据“上坡下、下坡上”可得出,质点S沿y轴负方向运动,A正确;根据波图像可写出波动方程为y=20sin (cm),代入点(0,10 cm)和(5 m,0),可得λ=12 m,φ=,B错误;根据波速与周期公式有T==2 s,C错误;由于5 s=2T+,则质点S运动的路程为s=2×4A+2A=2 m,D错误. 11.(1)如图所示　(2)如图中虚线所示 [解析] (1) 波沿x轴正方向传播,根据微平移法可知,此时刻A、B、C三点的振动方向如图所示 (2)t=0.2 s时刻,波向右传播x=vt=2 m,波形如图中虚线所示 12.(1)y=20sin cm　(2)20 m/s　(3)-20 cm [解析] (1)波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知,t=0时刻P质点向上振动;设P质点的位移y与时间t的函数关系为y=20sin (ωt+φ0) 把t=0,y=10 cm,代入解得φ0= 把t= s,y=20 cm,代入解得ω=10π rad/s 所以P质点的位移y与时间t的函数关系为 y=20sin cm (2)由题图可知波长为λ=4 m,周期为T==0.2 s 则该简谐波的波速为v==20 m/s (3)由题图可知t=0时刻,x=3 m处质点从平衡位置向下振动,则x=3 m处质点的振动方程为 y'=-Asin ωt=-20sin 10πt(cm) t= s时,x=3 m处质点的位移为 y'=-20sin cm=-20 cm 学科网（北京）股份有限公司 $ 2　波的描述 (选择题每小题4分) ◆ 知识点一　波的图像 1.如图所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的图像,位于坐标原点的振源振动周期为1 s.以下说法正确的是 (　) A.质点b的振幅为0 B.波的波长为1 m C.经过0.25 s,质点b沿x轴正向移动0.5 m D.在t=0时刻,质量相等的质点a、c所受的回复力大小之比为1∶2 2.[2026·安徽芜湖一中高二月考] 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻波的图像如图所示.下列判断正确的是 (　) A.这列波的周期为8 s B.此时P质点的速度比H质点的小 C.此时P质点的加速度比H质点的小 D.此后P质点比H质点先回到平衡位置 ◆ 知识点二　振动方向与波的传播方向的互判 3.如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图,已知质点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示,则以下说法中不正确的是 (　) A.波向左传播 B.波向右传播 C.质点B向上振动 D.质点C向上振动 4.(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 5.(多选)[2026·湖南长沙一中高二月考] 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 ◆ 知识点三　波长、波速和频率 6.[2026·广东省实验中学高二月考] 学校科技活动节中一位同学手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动实验,形成沿水平方向传播的绳波,O开始振动时刻记为t=0,经过t=3 s后该波传播到x=6 m处,如图所示,则 (　) A.该简谐波传播频率f为0.2 Hz B.如果提高振动频率,该简谐波在绳中的传播速度不变 C.再经过0.5 s后,绳上质点P又经过的路程为2 cm D.当质点P运动到波谷时,质点Q向y轴负方向运动 7.平静湖面传播着一列水面波(视为横波),在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动,测得两个小木块每分钟都进行完整的上下运动30次,甲在波谷时,乙在波峰,且两木块之间有一个波峰.这列水面波 (　) A.频率是30 Hz B.波长是3 m C.波速是1 m/s D.周期是0.1 s 8.[2026·江苏常州一中高二月考] 如图所示为某时刻沿x轴正方向传播的简谐横波图像,该时刻波传到f点,则 (　) A.c点的起振方向沿y轴负方向 B.此时质点a、d的加速度方向相反 C.之后极短时间内质点c的速度变大 D.经过半个周期,质点b传到质点e 9.(多选)[2026·陕西西安高新第一中学高二月考] “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等,如图甲所示,两根相同的绳子一端固定,健身者双手分别握住绳子的另一端,两臂上下交替抖动,绳子在竖直面内分别形成波形.如图乙所示,开始时健身者抖动M端和N端,产生的波Ⅰ、Ⅱ恰好分别传到A点和B点,已知M、N到固定点距离为10 m,A点到固定点距离为4 m,每秒完成上下抖动3次,波Ⅰ、Ⅱ可视为简谐波,则不正确的是 (　) A.波Ⅰ的传播速度为0.8 m/s B.波Ⅰ比波Ⅱ先到达固定端 C.波Ⅰ的起振方向竖直向上,且与波Ⅱ的起振方向相反 D.从开始振动到如图时刻,质点P与Q的振动方向始终相反 10.[2026·重庆南开中学高二月考] 一列简谐横波以速度v=6 m/s沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形图如图所示,介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t=0时刻的位移y=10 cm,下列说法正确的是 (　) A.在t=0时刻,质点S沿y轴负方向运动 B.该波的波长为10 m C.该波的传播周期为2.5 s D.0~5 s时间内,质点S通过的路程为1 m 11.(10分)一列横波沿x轴正方向传播,波速v=10 m/s,图是t=0时刻的波形. (1)(4分)请用带箭头的线段在图中标出此时刻A、B、C三点的振动方向; (2)(6分)用虚线在图中画出t=0.2 s时刻的波形. 12.(10分)[2026·四川成都七中高二月考] 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示,P质点此时的位移为10 cm,振幅为20 cm,P质点再经过 s第一次到达波峰,求: (1)(3分)P质点的位移y与时间t的函数关系; (2)(3分)该简谐波的波速; (3)(4分)t= s时,x=3 m处质点的位移. 学科网（北京）股份有限公司 $