3.2波的描述课时优化作业高二上学期物理人教版选择性

3.2波的描述1.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，P、Q两质点平衡位置的坐标分别为。从时刻起到P、Q两质点的速度第一次相同所经历的最短时间为，下列说法正确的是()A.这列波的波速为0.1m/sB.从图示时刻起，质点P比质点Q先回到平衡位置C.时质点Q处在平衡位置D.时质点P、Q的速度与加速度均相同2.某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则()A.浮标的振动周期为 B.水波的传播速度大小为C.时刻浮标沿y轴负方向运动 D.水波的波长为3.如图时刻，处的波源从平衡位置向y轴正方向开始振动，形成一列简谐横波沿x轴正方向运动，经过时部分波形图如图，且，则该列波波长λ和波速v的大小为()A. B.C. D.4.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛不能长时间被紫外线照射，否则视力将会严重受损。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的镜。他选用的薄膜材料的折射率为n，所要消除的紫外线的频率为ν，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A. B. C. D.5.一列简谐横波沿x轴传播，图甲为该波在时刻的波形图，M是平衡位置为处的质点，图乙为质点M的振动图像，则()A.时刻质点M沿y轴正方向振动，该波沿x轴正方向传播B.波的振幅为28cm，波长C.波的周期为，波的传播速度为D.时刻，处的质点偏离平衡位置的位移大小为6.如图所示，手握绳a端在竖直方向做简谐运动，形成的一列简谐横波以速度v沿x轴正向传播，时刻，在x轴上a、b间的简谐横波如图所示，从此时刻开始，b点处质点经过时间刚好第3次到达波峰，则下列说法正确的是()A.时刻，绳端a正在向下振动B.绳端a的振动频率为C.若将波的振动频率增大一倍，则波的传播速度也增大一倍D.若将波的振动频率增大为原来的2倍，则简谐波的波长也会增大为原来的2倍7.一简谐波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若在处质点的振动图像如图所示，则时刻波的图像为()A. B.C. D.8.简谐横波沿x轴正方向传播，题图为某时刻波形图。波源位于处，其位移随时间变化的关系为，则()A.此波的波长为 B.此波的频率为C.此波的波速为 D.此时波源沿y轴正方向运动9.如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点，在0到0.3s时间内运动方向不变。下列说法正确的是()A.这列简谐波的周期为0.4s B.波速为10m/sC.传播方向沿x轴正方向 D.传播方向沿x轴负方向10.一水平软绳右端固定，取绳左端质点O为坐标原点，以绳所在直线为x轴、竖直方向为y轴建立坐标系，在绳上每隔选取一个质点。时刻质点O开始沿y轴振动，产生一列沿x轴传播的横波（可视为简谐波）。已知时刻的波形如图所示，下列说法正确的是()A.该波的周期为 B.该波的波长为C.时刻，处的质点位移为A D.时刻，质点O振动方向沿y轴负方向11.如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，P、Q是波传播路径上的两个质点，时刻，质点P的位移为，质点Q在平衡位置。从零时刻起，质点Q的振动方程为，则下列判断正确的是()A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度大小为C.从图示时刻开始，质点P比质点Q先到达波谷D.质点P比质点Q振动超前12.一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N点的平衡位置在处，N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是()A.该波的波长为24mB.该波的波速为120m/sC.质点P的平衡位置位于处D.从开始，质点Q比质点N早s回到平衡位置13.一列简谐横波在时的波形图如图所示。P为介质中m处的质点。在s时P第一次达到波峰位置。（1）若该波沿x负方向传播，求该波的波速；（2）若该波沿x正方向传播，写出P沿y轴方向做简谐运动的表达式。14.如图甲所示，孩子们经常会在平静的水中投掷一块石头激起水波。现对该模型做适当简化，若小孩将小石头垂直于水面投入水中，以小石头入水点为坐标原点O，以此为计时起点，沿波传播的某个方向建立坐标轴，在x轴上离O点不远处有一片小树叶，若水波为简谐横波，如图乙所示时的波动图像，图丙为小树叶的部分振动图像。（1）请判断小树叶位于P、Q两点中的哪一点？并写出合理的解释；（2）波源的振动形式第一次传到P点需要的时间；（3）求质点P在小石头入水后0.6s内运动的总路程。15.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0~4s内的振动图像如图甲所示，已知波的传播速度为0.5m/s。（1）求这列横波的波长。（2）求波源在3s内通过的路程。（3）在图乙中画出时刻的波形图。

答案以及解析1.答案：C解析：由题图可知波长两质点平衡位置的间距，设质点P与Q的速度第一次相同时两者之间处于平衡位置的质点的横坐标为，有，解得，该波沿x轴正方向传播，传播距离为，则波速为，A错误；从题图示时刻起，质点Q回到平衡位置所用的最短时间为，质点P回到平衡位置所用的最短时间为，故质点Q比质点P先回到平衡位置，B错误；这列波的周期为，故时质点Q处在平衡位置，C正确；，故此时P、Q两质点的速度相同，加速度大小相等、方向相反，D错误。2.答案：A解析：由振动图像可知，波源在时刻开始向上振动，时间内波源从平衡位置运动到正向最大位移处，则有，浮标的振动周期等于波源的振动周期，为，A正确；波经过时间传到距离为L的浮标处，则波速，B错误；由虚线图像可知，浮标在时刻沿y轴正方向运动，C错误；水波的波长为，D错误。故选A。3.答案：B解析：由题意可知，解得，由波形图可知，解得元=12m，由此可得波的传播速度大小为,B项正确。4.答案：C解析：为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的，紫外线在真空中的波长是，在膜中的波长是，故膜的厚度至少是，故选C。5.答案：D解析：A.根据M点的振动图像可知，时刻质点M沿y轴正方向振动，则该波x轴负方向传播，A错误；B.该波的振幅为，波长，B错误；C.周期，由可得该波的传播速度C错误；D.波动图像的方程为时间，处的质点偏离平衡位置的位移大小为，D正确。故选D。6.答案：B解析：根据振动和波动的关系可知，时刻，绳端a正在向上振动，A错误；时b点处质点正在平衡位置向上运动，经过时间刚好第3次到达波峰，有，则，B正确；波速与频率无关，C错误；在波速一定的情况下，由可知，频率增大为原来的2倍，波长变为原来的一半，D错误.7.答案：A解析：由振动图像知，处的质点，时在平衡位置向上振动（沿y轴正方向），在时刻在平衡位置向下振动（沿y轴负方向），结合简谐波沿x轴正方向传播，可得时刻的波形图为题中A选项的图.8.答案：C解析：A.由波形图可知，此波的波长，A错误；B.由位移随时间变化的关系得，由可得此波的频率，B错误；C.由可得，由，可得此波的传播速度，C正确；D.根据“上下坡”法则可知，波源处于上坡过程，则此时波源沿y轴负方向运动，选项D错误。故选C。9.答案：D解析：A.因为处的质点在0到0.3s内运动方向不变，所以该处质点从正向位移最大处经过四分之一个周期向下运动至平衡位置处，即，解得周期为，故A错误；B.波速为，故B错误；CD.在虚线上，处的质点向下运动，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播，故C错误，D正确。故选D。10.答案：D解析：由图可知，时刻波源完成半个全振动，向右传播半个波长，则该波的周期为，选项A错误；由图可知，该波的波长为，选项B错误；时刻，波向前传播，处的质点在平衡位置，位移为零，选项C错误；因时刻质点刚传到处，此时该质点沿y轴负向振动，可知时刻，质点O振动方向沿y轴负方向，选项D正确。故选D。11.答案：BD解析：A.从零时刻起，质点Q的振动方程为，时刻，质点Q的振动方向向下，由同侧法求出波沿x轴正方向传播，故A错误；B、由波形图可知该简谐横波的波长为0.4m，周期为，波的传播速度，故B正确；C.质点Q向下振动，质点P向上振动，故从图示时刻开始，质点P比质点Q后到达波谷，故C错误；D.由得，，质点P比质点Q振动超前，故D正确。故选BD。12.答案：ABD解析：AB.由乙图知周期，甲图中N点的位移为，该波的振幅为10cm，故M、N两质点间平衡位置间距离与波长的关系为N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m波长该波的波速故AB正确；C.质点P的振动方程时，P的位移，M、P两质点平衡位置间的距离与波长的关系为质点P的平衡位置位于处，故C错误；D.由乙图知从开始，质点P向y轴负方向运动，结合甲图知波向x轴负方向传播，由甲图知质点Q经回到平衡位置；质点N回到平衡位置的时间质点Q比质点N早回到平衡位置的时间为故D正确。故选ABD。13.答案：（1）10m/s；（2）cm解析：（1）P为介质中m处的质点。在s时P第一次达到波峰位置，若该波沿x负方向传播周期波速（2）若该波沿x正方向传播，在s时P第一次达到波峰位置则则振幅为10cm，则cm14.答案：（1）小树叶位于P点，见解析（2）0.2s（3）0.16m解析：（1）根据同侧法可知，0.6s时刻，质点P沿y轴负方向振动，质点Q沿y轴正方向振动，根据图丙可知，0.6s时刻，该质点沿y轴负方向振动，即小树叶位于P点。（2）根据波长与波速关系有结合图像解得根据结合图像，解得波源的振动形式第一次传到P点需要的时间（3）结合上述，质点P在小石头入水后0.6s