3.2 波的描述 分层作业 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册 【基础题】

3.2 波的描述 分层作业 2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、横波的图象 1．（2026高三下·岳阳月考）某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，图乙为处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波速为 B．波沿x轴正方向传播 C．波长 D．波上的质点L与质点N的振动方向总是相同 【答案】B 【解析】A、C. 从图甲的波形图可读出该波波长，从图乙的振动图像可得振动周期，由波速公式计算得波速，A、C错误； B. 结合图乙可知，时质点P正沿y轴向上振动，利用波形平移法能够判断出，该简谐波沿x轴正方向传播，B正确； D. 观察图甲可知，质点L与质点N的间距恰好为半个波长，相距半波长的两个质点振动情况完全相反，因此二者振动方向总是相反，D错误。 故答案为：B。 2．（2025高二上·桂林期末）一列简谐横波在t=0s时的波形图如图所示，介质中x=2m处的质点P此时沿y轴负方向运动，其振动周期T=0.4s，则该波（　　） A．波长为2m B．振幅为20cm C．波速为5m/s D．沿x轴负方向传播 【答案】D 【解析】A.从波形图中可读出相邻两个波峰间的距离为4m，即波长。 B.波形的最大位移为10cm，因此振幅。 C.根据波速公式，代入数据得。 D.根据质点振动方向与波传播方向的"上下坡法"，质点P沿y轴负方向运动，说明其处于"上坡"段，因此波沿x轴负方向传播。 故答案为：D 3．（2025·西城模拟）简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点。下列说法正确的是（　　） A．质点P的速度方向与波的传播方向相同 B．质点P的速度方向与加速度方向相反 C．质点P的速度方向与位移方向相反 D．质点P的振幅小于 【答案】B 【解析】A、横波的传播方向和介质中的质点振动方向相互垂直，所以质点P的速度方向与波速的传播方向不同，故A错误；BC、根据上下坡法可知此时质点P的运动方向是沿y轴正方向，位移为正，所以加速度方向是沿y轴负方向的，此时质点P的速度方向与加速度方向相反，P点的速度方向与位移方向相同，故B正确，C错误； D、间歇横波中所有的质点都做简谐运动，振幅相同，都是A0，故D错误。 故选：B。 二、波长、波速与频率的关系 4．（2025高三上·霞山期中）均匀介质中的波源O开始振动后，经4s距离波源16m处的质点也开始振动，且该质点振动的频率为2Hz，则该波的波长为（　　） A．4m B．2m C．1m D．0.5m 【答案】B 【解析】波从波源O传播到16m处的时间为4s，波速为，波的频率与质点振动频率相同，即，根据波速公式，代入数据解得波长为 故答案为：B。 5．（2025·泸州模拟）下列关于机械波中横波的波长说法中，不正确的是（　　） A．任意两个相邻的同相振动质点之间的距离 B．任意两个相邻的位移相同质点之间的距离 C．任意两个相邻波峰之间的距离 D．任意两个相邻波谷之间的距离 【答案】B 【解析】A：波长定义为任意两个相邻的同相振动质点之间的距离，这是波长的标准定义，故A正确； B：位移相同的两个质点不一定同相，例如横波中两个相邻的平衡位置质点可能相位差为π，位移相同（均为0）但振动方向相反，距离为半个波长，故B错误； C：相邻波峰之间的相位差为2π，距离等于一个波长，故C正确； D：相邻波谷之间的相位差也为2π，距离等于一个波长，故D正确； 故答案选B。 6．（2026·河北模拟）杜甫的诗句“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞”中，蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波可近似看作向四周传播的简谐横波。该水波在某时刻的波的图像如图所示，已知该水波的传播速度为1.0m/s，从质点O开始振动时开始计时，则0~2 s内，质点O通过的路程为（　　） A．36 cm B．72 cm C．100 cm D．200 cm 【答案】B 【解析】波的周期为，可得0~2s内，质点O通过的路程为 故答案为：B。 7．（2026高二上·百色期末）如图是某时刻水滴持续从屋檐滴落到积水水面形成水波的波形图。已知该水波的波速为4cm/s。则水波的周期为（　　） A．2s B．1s C．0.5s D．0.25s 【答案】C 【解析】水波的波长为=0.02m， 波速为v=4cm/s=0.04m/s，由可得； 故选C。 【B组拓展提升】 8．（2026·浙江高考）一列波速为v=4m/s、沿x轴正方向传播的简谐波，t=0.5s时刻的波形如图所示。A、B、C为传播方向上的三个质点，B、C所在的位置分别为=0.5m和=1.5m。则 A．波的频率为0.5 Hz B．图示时刻，A向y轴正方向运动 C．当波从点传播到点，B运动了1 m D．C的振动方程为y=0.4sin(4πt-π)m 【答案】D 【解析】A、由波形图读出波长，已知波速。 周期，频率；角速度，故A错误； B、波沿x轴正方向传播，用上下坡法，质点A处于上坡段，振动方向沿y轴负方向，故B错误； C、波从传到，传播距离，传播时间； B点在半个周期内运动路程，故C错误； D、图示时刻（）质点C位于平衡位置，根据波向右传播，此时C向y轴负方向振动；振动圆频率，设振动方程；代入，，且速度向下，解得初相位，振动方程：.4m，故D正确。 故选：D。 （多选）9．（2026·广元模拟）平衡位置位于O点的波源时刻沿y轴起振，形成一列沿x轴方向传播的简谐横波，时在区间内的波形如图甲所示，波源的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．平衡位置位于处的质点沿y轴负方向起振 B．该波的波长为4.8m C．该波的波速大小为30m/s D．0~2.0s内，处的质点通过的路程为1m 【答案】A,B 【解析】由图乙振动图像可知，波源 t=0 时刻沿 y 轴负方向起振，简谐横波中所有质点起振方向均与波源起振方向相同，因此 x=3.6m 处的质点沿 y 轴负方向起振，故 A 正确； 从乙图读出振动周期 T=1.6s。t=2.0s 等于，结合甲图波形，0～3.6m 对应，解得波长，故 B 正确； 根据波速公式，代入、，求得，不等于 30m/s，故 C 错误； 波传到 x=1.2m 处的时间，该质点实际振动时间。振幅，一个周期内质点运动路程，不是 1m，故 D 错误。 故答案为：AB。 （多选）10．（2026·合江模拟）平静水面上的S处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与平衡位置的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，B、C之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是 【答案】A,D 【解析】A：由图得波长，波速v，振动频率，A 正确。 B：，，路程差，时间差，不是，B 错误。 C：B、C 两点只在竖直方向上下振动，水平位置不变，二者水平距离恒定，间距不会增大，C 错误。 D：周期，角频率；图示时刻 A 在波谷，初相位，振动方程，D 正确。 故答案为：AD 11．（2026·云南）如图所示，均匀介质中的三个质点S、P、Q，它们分别静止于直角坐标系平面内的、和处。时刻，S从平衡位置开始垂直平面向上振动，振动频率为，形成向外传播的简谐横波，图中实线圆表示某时刻相邻的两个波峰，则（　　） A．该波的波速大小为 B．时，P位于波峰 C．该波传播到P、Q的时间差为 D．以后，P、Q的位移始终相同 【答案】C 【解析】波速，由图中相邻波峰间距（波长），频率f=2Hz， P点坐标为(-2，0)，到波源S的距离为rP=2 m； Q点坐标为(4，3)，到波源S的距离为 波从S传到P的时间。 因此，波传播到P、Q的时间差。 故选项C正确。 【C组综合拓展】 12．（2026高二下·惠来月考）图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经1s后，其波形如图中虚线所示。 （1）如果该波的周期T大于1s，且波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 【答案】（1）如果该波的周期T大于1s，且波是向左传播的，波的速度是 周期为 （2）如果波是向右传播的，波的速度是 解得 周期为 解得 13．（2026高三上·广东期末）超声波在医疗及生产领域的应用很广泛，将超声波传播简化为如题图甲所示，超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。如图乙所示为时刻A质点右侧介质1中的部分波形图，此时C点已经振动，图丙所示为该时刻起B点的振动图像。已知B、C两质点间的距离为0.75cm，波在介质2中的传播速度为。求： （1）该波在介质1中传播速度的大小； （2）时质点C的位移。 【答案】（1）超声波在介质2中传播时在两种介质中传播时周期不变，则在介质1中传播时 （2）超声波从B传到C的时间为 两者相差半个波长，结合B的振动图像可知0时刻C在平衡位置，速度沿y轴正方向，从到内C点运动1.25个周期，所以C的位移为。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2 波的描述 分层作业 2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册【基础题】 【A组基础通关】 一、横波的图象 1．（2026高三下·岳阳月考）某横波在介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，图乙为处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波速为 B．波沿x轴正方向传播 C．波长 D．波上的质点L与质点N的振动方向总是相同 2．（2025高二上·桂林期末）一列简谐横波在t=0s时的波形图如图所示，介质中x=2m处的质点P此时沿y轴负方向运动，其振动周期T=0.4s，则该波（　　） A．波长为2m B．振幅为20cm C．波速为5m/s D．沿x轴负方向传播 3．（2025·西城模拟）简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点。下列说法正确的是（　　） A．质点P的速度方向与波的传播方向相同 B．质点P的速度方向与加速度方向相反 C．质点P的速度方向与位移方向相反 D．质点P的振幅小于 二、波长、波速与频率的关系 4．（2025高三上·霞山期中）均匀介质中的波源O开始振动后，经4s距离波源16m处的质点也开始振动，且该质点振动的频率为2Hz，则该波的波长为（　　） A．4m B．2m C．1m D．0.5m 5．（2025·泸州模拟）下列关于机械波中横波的波长说法中，不正确的是（　　） A．任意两个相邻的同相振动质点之间的距离 B．任意两个相邻的位移相同质点之间的距离 C．任意两个相邻波峰之间的距离 D．任意两个相邻波谷之间的距离 6．（2026·河北模拟）杜甫的诗句“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞”中，蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波可近似看作向四周传播的简谐横波。该水波在某时刻的波的图像如图所示，已知该水波的传播速度为1.0m/s，从质点O开始振动时开始计时，则0~2 s内，质点O通过的路程为（　　） A．36 cm B．72 cm C．100 cm D．200 cm 7．（2026高二上·百色期末）如图是某时刻水滴持续从屋檐滴落到积水水面形成水波的波形图。已知该水波的波速为4cm/s。则水波的周期为（　　） A．2s B．1s C．0.5s D．0.25s 【B组拓展提升】 8．（2026·浙江高考）一列波速为v=4m/s、沿x轴正方向传播的简谐波，t=0.5s时刻的波形如图所示。A、B、C为传播方向上的三个质点，B、C所在的位置分别为=0.5m和=1.5m。则 A．波的频率为0.5 Hz B．图示时刻，A向y轴正方向运动 C．当波从点传播到点，B运动了1 m D．C的振动方程为y=0.4sin(4πt-π)m （多选）9．（2026·广元模拟）平衡位置位于O点的波源时刻沿y轴起振，形成一列沿x轴方向传播的简谐横波，时在区间内的波形如图甲所示，波源的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．平衡位置位于处的质点沿y轴负方向起振 B．该波的波长为4.8m C．该波的波速大小为30m/s D．0~2.0s内，处的质点通过的路程为1m （多选）10．（2026·合江模拟）平静水面上的S处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与平衡位置的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，B、C之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是 11．（2026·云南）如图所示，均匀介质中的三个质点S、P、Q，它们分别静止于直角坐标系平面内的、和处。时刻，S从平衡位置开始垂直平面向上振动，振动频率为，形成向外传播的简谐横波，图中实线圆表示某时刻相邻的两个波峰，则（　　） A．该波的波速大小为 B．时，P位于波峰 C．该波传播到P、Q的时间差为 D．以后，P、Q的位移始终相同 【C组综合拓展】 12．（2026高二下·惠来月考）图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经1s后，其波形如图中虚线所示。 （1）如果该波的周期T大于1s，且波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 13．（2026高三上·广东期末）超声波在医疗及生产领域的应用很广泛，将超声波传播简化为如题图甲所示，超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。如图乙所示为时刻A质点右侧介质1中的部分波形图，此时C点已经振动，图丙所示为该时刻起B点的振动图像。已知B、C两质点间的距离为0.75cm，波在介质2中的传播速度为。求： （1）该波在介质1中传播速度的大小； （2）时质点C的位移。 学科网（北京）股份有限公司 $