人教版(新教材)高中物理选择性必修1课时作业1：3 2 波的描述练习

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE12波的描述考点一波的图像的理解及质点振动方向的判定1.如图1所示，实线为简谐波在时刻t的图像，虚线为简谐波又经Δt时间后的图像．则下列说法正确的是()图1A．这列简谐波一定沿x轴正向传播B．这列简谐波一定沿x轴负向传播C．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置D．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a2位置〖答案〗D〖解析〗经Δt时间后的波形可能是t时刻的波形向右平移(向右传播)得到的，也可能是向左平移(向左传播)得到的，根据题意无法判断传播方向，A、B错误；波传播方向上各质点在其平衡位置附近振动，并不随波迁移，故C错误，D正确．2．如图2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，则以下说法正确的是()图2A．波向左传播，质点B向下振动，质点C向上振动B．波向右传播，质点B向上振动，质点C向下振动C．波向左传播，质点B向上振动，质点C向上振动D．波向右传播，质点B向下振动，质点C向下振动〖答案〗C〖解析〗若波向右传播，则A质点处于下坡，应向上振动，由此可知波向左传播．同理可判断C向上振动，B向上振动，故C正确．3．(多选)如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，下列说法中正确的是()图3A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15cm处质点的位移是0.1mC．若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向D．质点A的加速度沿y轴负方向，而质点B、C的加速度沿y轴正方向〖答案〗ACD〖解析〗从题图波的图像上可以直接读出振幅是0.1m，x＝15cm处质点离开平衡位置的位移是－0.1m，A正确，B错误；各质点加速度的方向总是指向平衡位置，D正确；由于A、B两质点此刻处在同一“坡”上，根据“上下坡法”可以判断A、B速度方向一致，C正确．4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的图像如图4所示，坐标为(3cm,0)的质点经过eq\f(1,4)周期后的坐标是()图4A．(3cm,2cm)B．(4cm,2cm)C．(4cm，－2cm)D．(3cm,0)〖答案〗A〖解析〗波沿x轴向右传播，则坐标为(3cm,0)的质点向y轴正方向运动，经eq\f(1,4)周期后到达波峰处，坐标为(3cm,2cm)，故选A.5．(多选)如图5所示为某一时刻某简谐波的图像，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是()图5A．质点a、b的振幅相等B．该时刻质点b、e的速度相同C．该时刻质点c、d的加速度为零D．该时刻质点d正在向下运动〖答案〗AD〖解析〗该时刻a、b质点位移不同，但对简谐波来说，各质点的振幅都是相等的，A正确；该时刻质点b速度方向向上，而质点e速度方向向下，它们的速度不同，B错误；该时刻质点c位移为负的最大值，其回复力和加速度都为正的最大值，质点d的运动方向是向下的，位移为零，加速度为零，C错误，D正确．考点二振动图像与波的图像6．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图6甲是t＝1s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图像(两图用同一时间起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图像()图6A．x＝0处的质点 B．x＝1m处的质点C．x＝2m处的质点 D．x＝3m处的质点〖答案〗A7．(多选)取向上为质点振动的正方向，得到如图7所示的两个图像，则图像上A、B两点的运动方向是()图7A．A点向下 B．A点向上C．B点向下 D．B点向上〖答案〗AC〖解析〗题图甲表示的是波的图像，由于波沿x轴负方向传播，所以图中质点A的振动方向向下，A正确，B错误；题图乙表示的是振动图像，在图中B点所对应的时刻质点正向下运动(因为下一时刻位移为负值)，C正确，D错误．考点三波长、波速与频率的关系8．(多选)周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图8所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波()图8A．波长为40mB．频率为0.5HzC．沿x轴负方向传播，波速v＝20m/sD．沿x轴正方向传播，波速v＝10m/s〖答案〗BD〖解析〗已知质点P的运动方向为沿y轴负方向，可知波沿x轴正方向传播；由波的图像可知λ＝20m，又T＝2.0s，频率f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，B正确；波速v＝eq\f(λ,T)＝10m/s，D正确．9．一列简谐波在某时刻的波形图如图9所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s，b、c间的距离为5m，以下说法正确的是()图9A．此列波的波长为2.5mB．此列波的频率为2HzC．此列波的波速为2.5m/sD．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播〖答案〗D〖解析〗相邻两个波峰或者波谷之间的距离就是一个波长，则λ＝5m，A项错；a和b之间的距离为半个波长，波从a传到b所用时间为半个周期即0.5s，所以周期为T＝1s，频率f＝1Hz，B项错；波速v＝eq\f(λ,T)＝5m/s，C项错；质点b的起振时刻比质点a延迟，说明波是从a向b传播，即沿x轴正方向传播，D项对．10．(多选)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图10所示，介质中x＝2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是()图10A．周期为4s B．振幅为20cmC．传播方向沿x轴正方向 D．传播速度为10m/s〖答案〗CD〖解析〗ω＝5πrad/s，则周期为T＝eq\f(2π,ω)＝0.4s．由题图波的图像知，振幅为A＝10cm，波长λ＝4m，故波速为v＝eq\f(λ,T)＝10m/s.P点在t＝0时振动方向为y轴正方向，故波沿x轴正方向传播．故选C、D.11．(多选)一列简谐横波沿x轴传播，它在t＝0时刻的波的图像如图11甲所示，下面的分析正确的是()图11A．如果这列波是沿＋x方向传播的，则乙图可能是甲图中的a点的振动图像B．如果这列波是沿＋x方向传播的，则乙图可能是甲图中的b点的振动图像C．如果这列波是沿－x方向传播的，则乙图可能是甲图中的c点的速度随时间变化的图像D．如果这列波是沿－x方向传播的，则乙图可能是甲图中的d点的速度随时间变化的图像〖答案〗BD12．(多选)(2017·全国卷Ⅲ改编)如图12，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图，已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是()图12A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰〖答案〗BC〖解析〗由波形图可知，波长λ＝4m，故A错误；波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图，又知该简谐波的周期大于0.5s，波传播的距离Δx＝eq\f(3,4)λ，eq\f(3,4)T＝0.5s，故周期T＝eq\f(2,3)s，频率为f＝eq\f(1,T)＝1.5Hz，波速v＝λf＝6m/s，故B、C正确；t＝1s＝eq\f(3,2)T时，x＝1m处的质点处于波谷位置，故D错误．13.(多选)(2019·扬州中学期中)如图13所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实线是在t＝0时刻的波形图，虚线是在t＝0.2s时刻的波形图．已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是()图13A．这列波的周期是0.15sB．这列波是沿x轴负方向传播C．t＝0时，x＝4cm处的质点速度沿y轴正方向D．0～0.2s，x＝4cm处的质点振动方向改变了3次〖答案〗ABD〖解析〗由题图可知，波长λ＝12cm，故周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(12cm,0.8m/s)＝0.15s，故A正确；根据周期T＝0.15s，时间0.2s＝eq\f(4,3)T，故虚线为实线往传播方向平移eq\f(1,3)λ＝4cm，那么由两波相对位置可得波向左传播，故B正确；根据波向左传播，由平移法或“上下坡法”可得：t＝0时，x＝4cm处质点向下振动，故C错误；质点在波峰、波谷处改变振动方向，故经过0.2s＝eq\f(4,3)T，x＝4cm处的质点振动方向改变3次，故D正确．14.(2020·林州一中高二下学期期中)一简谐波某时刻的波形图如图14所示，该波沿x轴正方向传播，质点P的横坐标x＝0.32m．从此时刻开始计时．图14(1)若经过0.4s第一次出现相同波形图，求波速；(2)若P点经0.4s第一次到达正向最大位移处，求波速．〖答案〗(1)2m/s(2)0.3m/s〖解析〗(1)依题意，周期T＝0.4s，波长λ＝0.8m，由波速v＝eq\f(λ,T)，代入数据解得v＝2m/s；(2)波沿x轴正方向传播，P点经0.4s第一次到达正向最大位移处，则Δx＝0.32m－0.2m＝0.12m，波速v＝eq\f(Δx,t)，故v＝eq\f(0.12,0.4)m/s＝0.3m/s.15.一列简谐波在某时刻的图像如图15所示，该波沿x轴方向传播，经Δt＝0.7s，质点b第二次出现在波峰上，求此波的传播速度．图15〖答案〗沿x轴正方向传播时为7.1m/s，沿x轴负向传播时为10m