3.2 波的描述 同步训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高中物理选择性必修第一册第三章第二节波的描述同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础训练 一、单选题 1．下图为某质点做简谐运动的位移－时间图像．由此可知 A．该质点振动的振幅为20cm B．该质点振动的周期为2s C．0.5s 和1.5s两个时刻，质点具有相同的位移 D．0.5s 和1.5s两个时刻，质点具有相同的速度 2．某一机械波位于O点的波源从时刻开始振动，在时刻的波形图如图所示。该时刻M点开始振动，N点坐标为。下列判断不正确的是（　　） A．简谐波的传播速度为 B．N点开始振动的时刻为 C．M点正方向速度最大时，N点也正方向速度最大 D．M点位于波峰时，N点位于波谷 3．将较长的绳一端固定在墙上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持续振动，产生的绳波沿绳自左向右传播，图示时刻，波形刚好传播到A点。下列判断正确的是（　　） A．手的起振方向向下 B．若减小手的振动频率，绳波的传播速度变慢 C．若增大手的振动频率，绳波的波长将减小 D．若停止手的振动，绳中波形立即消失 二、多选题 4．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＝2s时刻的波形图，振幅为4cm，则下列说法正确的是（　　） A．若波沿-x方向传播，波速可能为14 m/s B．若波沿x方向传播，波的周期可能为4s C．若该波的波速v=8m/s，t=0时刻x=8m处的质点沿y轴正方向振动 D．若该波的波速v=8m/s，t=2.75s时刻x=4m处的质点位移为cm 5．一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，其中ts和两时刻在x轴上至3m的区间内的波形图如图中同一条图线所示，则下列说法中正确的是（　　） A．质点振动周期一定为0.4s B．该波最小波速为10m/s C．从ts时开始计时，处的质点比处的质点先回到平衡位置 D．在时，处的质点位移为零 三、解答题 6．如图，湖面上一列可视为简谐横波的水波向右传播，相距36m的两艘小船甲、乙随波上下振动。已知甲船每分钟全振动30次，当甲船位于波峰时，乙船恰好位于波谷，此时两船之间仅有一个波峰，两船间另有一浮标位于P点。求： (1)此时浮标P的振动方向； (2)这列水波的波长； (3)这列水波的波速大小。 7．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q分别位于x = 2m、x = 4m处。从t = 0时刻开始计时，当t = 9.5s时质点Q刚好第5次到达波峰。 （i）求波速。 （ii）求质点P在5s时间内通过的路程。 （iii）写出从t = 0时刻开始平衡位置在4.5m处的质点N（N点没标出）的振动方程（不要求推导过程，初相位：）。 能力提升 一、单选题 8．在波的传播方向上，两质点a、b相距1.05m，已知a达到最大位移时，b恰好在平衡位置，若波的频率是200Hz，则波速可能是 （　　） A．150m/s B．140m/s C．280m/s D．420m/s 9．一简谐横波沿轴传播，在时刻的波形如图所示，介质中有横坐标和的两质点，其中质点的振动方程为（t的单位为s），下列说法正确的是（　　）    A．该波沿轴正方向传播 B．该波的波速为 C．时，回到平衡位置 D．从到通过的路程为 二、多选题 10．坐标原点处的质点O为波源，时刻，质点O从平衡位置开始沿y轴正方向振动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻，x轴上之间首次出现如图所示的波形。下列说法正确的是（　　） A．该列波的传播速度为 B．质点O振动的频率为 C．时间内，质点P运动的路程为15cm D．时刻，质点P到达平衡位置 11．一列简谐横波沿轴正方向传播，是介质中的质点，时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到点，时刻的波形图如图中的虚线所示（点右侧情况未画出），则下列说法正确的是__________ A．这列波的波速可能为 B．质点在这段时间内通过的路程一定小于 C．质点在这段时间内通过的路程可能为 D．若周期，则在时刻，质点的位移相同 E．若周期，从时刻开始计时，以为长度单位，质点的振动方程为 三、解答题 12．一列简谐横波向x轴正方向传播，波速为4m/s，某时刻刚好传到处的P点，波形如图所示，从此时刻开始计时，设为时刻，求： （1）P点开始振动以后，振动的频率为多少？ （2）波传到处的M点所需时间及此过程中P点通过的路程。 （3）请在图中画出时刻的波形图。 （4）请用铅笔与尺作图，画出M点从到位移随时间变化的图像。 13．一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示，波速为v=0.06m/s，质点P，Q的坐标分别为xP=0.96m，xQ=0.36m，求： （1）质点P开始振动时，振动方向如何； （2）从图示时刻经多长时间，质点P第二次到达波谷； （3）质点P到达波峰时，质点Q在何处。 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 《高中物理选择性必修第一册第三章第二节波的描述同步训练》参考答案 1．C 【详解】A. 从图像可以看出振幅为10cm，A错误． B. 从图像看出振动周期为4s，B错误． CD. 从图像可以看出0.5s 和1.5s两个时刻，质点位移相同，但速度方向相反，C正确D错误． 2．C 【详解】A．由题意可得简谐波的传播速度为 故A正确； B．N点开始振动的时刻为 故B正确； CD．M、N两点平衡位置相隔个波长，二者振动状态始终相反，所以M点正方向速度最大时，N点负方向速度最大，M点位于波峰时，N点位于波谷，故C错误，D正确。 本题选错误的，故选C。 3．C 【详解】A．根据图像可知，波向右传播，结合同侧法可知，A点的起振方向向上，由于所有质点的起振方向相同，故手的起振方向向上，故A错误； B．波速由介质决定，与波源的振动频率无关，故B错误； C．波在同一介质中的传播速度恒定，根据 可知，频率增大，波长则减小，故C正确； D．停止手的振动，绳中波形会继续向右传播，故D错误。 故选C。 4．ACD 【详解】A．若波沿-x方向传播，波速为 当n=2时，波速为14 m/s。故A正确； B．若波沿x方向传播，周期为 整理，可得 易知，波的周期不可能为4s。故B错误； C．若该波的波速v=8m/s，有 可知波沿-x方向传播，根据传播方向与振动方向的关系，t=0时刻x=8m处的质点沿y轴正方向振动。故C正确； D．若该波的波速v=8m/s，有 解得 x=4m处的质点振动方程为 当t=2.75s时刻得 故D正确。 故选ACD。 5．BC 【详解】AB．由题意可知，t时刻与（t+0.4）s时刻在x轴上-3m-3m区间内的波形图如图中同一条图线所示，则有 0.4s=NT（N=1，2，3…） 所以 （N=1，2，3…） 当N=1时，周期最大，为 Tmax=0.4s 根据 可知，当N=1时，T最大，波速最小，最小波速为 故A错误，B正确； C．横波在x轴上沿x轴正方向传播，ts时刻x=2.5m处的质点向上运动，x=2m处的质点直接回到平衡位置，则从ts时开始计时，x=2m处的质点比x=2.5m处的质点先回到平衡位置，故C正确； D．在（t+0.8）s时，经过的时间是周期的整数倍，所以x=-2m处质点的位移为a，故D错误。 故选BC。 6．(1)向下 (2)24m (3)12m/s 【详解】（1）水波向右传播，根据同侧法可知，此时浮标P的振动方向为向下。 （2）当甲船位于波峰时，乙船恰好位于波谷，此时两船之间仅有一个波峰，则有 解得λ=24m （3）这列水波的周期 则波速 结合上述解得v=12m/s 7．（i）2m/s；（ii）2m；（iii） 【详解】（i）根据波形图得到波长，t = 0时刻，质点Q正向下运动，从t = 0时刻开始计时，当t = 9.5s时质点Q刚好第5次到达波峰，故有 解得 故波速为 （ii）质点P在5s时间内运动的周期数 所以质点P通过的路程为 （iii）t = 0时刻，质点N正在向下运动，振幅为 A = 0.2m，角速度为 故质点N做简谐运动的表达式为 8．C 【详解】已知a达到最大位移时，b恰好在平衡位置，则波长满足 或 合并解得 其中n为整数。 则该波的波速可以表示为 A．当时，解得 n不属于整数，故A错误； B．当时，解得 n不属于整数，故B错误； C．当时，解得 n属于整数，故C正确； D．当时，解得 n不属于整数，故D错误； 故选C。 9．D 【详解】A．已知质点的振动方程为，在时刻，质点沿轴正方向振动。根据“上下坡法”，可知该波沿轴负方向传播，A错误； B．由质点的振动方程，可得 周期 由波的图像可知波长 根据波速公式，解得，B错误； C．波沿轴负方向传播，时刻，质点在平衡位置， 所以点未回到平衡位置，C错误； D．从到，质点通过的路程 D正确。 故选D。 10．BD 【详解】A．0~8m之间第一次出现如图所示的波形时，波已经传播到12m处，因此速度为 A错误； B．时刻波源已经振动了个周期，故 则频率 B项正确； C．时刻，质点P振动的时间 振动路程为 C错误； D．之后质点P再次回到平衡位置所需的时间为 故时刻质点P回到平衡位置，D正确。 故选BD。 11．ADE 【详解】A．由图可知，波的波长为；由题中信息知 故周期 波速 当时，，故A正确； B．存在包含多周期的可能性，所以质点在这段时间内通过的路程也有多种可能，故B错误； C．需要考底波传播到点的时间，所以点不会是振动了个周期，故C错误； D．经过，两质点相位角相同，此时两个质点的位移是相同的，故D正确。 E．当，时刻时，质点在上端最大位移处， 据图知，当从时刻开始计时，则质点的振动方程为 故E正确。 故选ADE。 12．（1）2 Hz；（2）1.5 s，0.36 m；（3）见解析；（4）见解析 【详解】（1）由图读出波长为2 m，根据公式 解得 （2）波传到x=8 m处的M点所需时间为 周期为0.5 s，所以此过程中P点通过的路程为 （3）t=1.25 s时刻，波向前传播的距离为 所以此时刻的波形图为 （4）波传播到M点所需的时间为1.5 s，则t=0 s到t=2 s时间内M点振动了0.5 s，即一个周期。因为波沿x轴正向传播，所以M点的起振方向向上，振动图像如下 13．(1)向下；(2)16s；(3)波谷 【详解】(1)由题可知，R点的起振方向向下，所以质点P的起振方向也向下。 (2)由题可知，波长为0.24m，所以周期为 质点P第一次到达波谷的时间为 所以质点P第二次到达波谷为 (3)质点PQ间的距离为 所以P与Q的振动方向刚好相反，即质点P到达波峰时，质点Q在波谷。 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 $