2024-2025学年高二物理选择性必修第一册（配鲁科版）分层作业14 波的形成和描述

03

分层作业14波的形成和描述A组必备知识基础练1.(多选)(2024安徽宿州高二月考)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向,下列说法正确的是()A.在横波中二者方向有时相同B.在横波中二者方向一定不同C.在纵波中二者方向有时相同D.在纵波中二者方向一定不同2.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是()A.波速 B.波长C.频率 D.以上都不变3.(多选)对公式v=λf的理解,下列说法正确的是()A.由v=λf可知,波速与频率成正比B.波速v由介质决定,频率f由波源决定C.当波由一种介质进入另一种介质时,频率不变,波速、波长改变D.v=λf适用于横波,不适用于纵波4.(多选)如图甲、乙所示,有关两个图像的说法正确的是()A.甲为振动图像 B.乙为振动图像C.甲为波的图像 D.乙为波的图像5.一列简谐横波沿x轴正方向传播,已知该波波长为λ,振幅为A,某时刻的波形如图所示,关于质点P的说法正确的是()A.该时刻速度沿y轴负方向B.该时刻加速度沿y轴正方向C.此后12周期内通过的路程为2D.此后12周期内沿x轴正方向迁移的距离为16.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示,a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置,若从该时刻开始经过3个周期开始计时的振动图像如图乙所示的质点是()A.a处质点 B.b处质点C.c处质点 D.d处质点7.一列简谐横波沿直线传播,某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m,且这两质点之间的波峰只有一个,则该简谐波可能的波长为()A.4m、6m和8m B.6m、8m和12mC.4m、6m和12m D.4m、8m和12m8.下图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形,质点P的振动周期为0.4s。则该波的波速为m/s,P点此时的振动方向为。

9.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时波形如图甲所示,已知在0.6s末,A点恰好第四次(图中为第一次)出现波峰,请完成以下问题:(1)该简谐波的波长、波速分别为多少?(2)经过多长时间x=5m处的质点P第一次出现波峰?(3)如果以该机械波传到质点P开始计时,请在图乙中画出P点的振动图像,并标明必要的横、纵坐标值,至少画出一个周期的图像。B组关键能力提升练10.一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示。a质点位于正向最大位移处,b质点恰好处于平衡位置。经过Δt=T8时间,关于a、b两个质点所通过的路程sa、sb的大小关系,下列说法正确的是(A.sa=sb B.sa<sbC.sa>sb D.不能判断两者大小关系11.(2024山东临沂高二期末)一列简谐横波沿x轴方向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,质点P的振动图像如图乙所示,根据图像可知()A.简谐横波沿x轴正方向传播B.简谐横波波速为0.2m/sC.质点P的平衡位置为x=1.0mD.0~5s内质点P运动的路程为35cm12.(多选)(2022山东卷)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如图所示。当t=7s时,简谐横波的波形可能正确的是()13.如图甲所示,海洋生态自动监测浮标,可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为简谐横波)沿海面传播,在波的传播方向上相距12m的两处分别有两浮标A、B,两浮标随波上下运动,其中浮标A的振动图像如图乙所示。当浮标A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷。(1)求此时刻浮标A的位移。(2)若此时浮标A、B之间只有一个波峰,求这列水波的波长和传播速度大小。14.一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形如图甲所示,此时简谐横波恰好传到质点P,质点P的振动图像如图乙所示。求:(1)该简谐横波的波长和波速;(2)截止到t=8.0s时刻,质点P共出现波峰的次数和通过的路程。

参考答案第3章机械波分层作业14波的形成和描述1.BC在横波中质点的振动方向和波的传播方向相互垂直,所以二者方向一定不同,故A错误,B正确;在纵波中二者方向在同一直线上,有时相同,有时相反,故C正确,D错误。2.C波的频率由波源决定,与介质无关,选项C正确;波速由介质决定,波由一种介质进入另一种介质,波速v发生变化,选项A、D错误;由λ=vf知选项B3.BC波速只与介质有关,频率由波源决定,选项A错误,B正确;不同频率的波在同一种介质中传播时,波长与频率成反比,同一列波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波速、波长改变,选项C正确;v=λf适用于一切波,选项D错误。4.BC5.C因为该波沿x轴正方向传播,则根据同侧法可知,质点P在该时刻的速度方向沿y轴正方向,故A错误;做简谐运动的物体,所受恢复力始终指向平衡位置,因此可知该时刻质点P加速度沿y轴负方向,故B错误;做简谐运动的物体,当振幅为A时,在一个周期内通过的路程为s=4A,则在半个周期内通过的路程为sT2=2A,故C正确;横波质点只在平衡位置附近沿y轴方向振动,不随波迁移,故6.C从振动图像乙可知,开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动,再结合甲给出的四个质点和波形及传播方向可知,乙所描述的是c质点的运动,C正确。7.C由于该波上两质点处于平衡位置且相距6m,两质点间波峰只有一个,故6m与波长λ的关系有三种可能:λ=6m,λ2=6m,32λ=6m,故波长的可能值为6m,12m,4m,选项8.解析由题图可知波长λ=1.0m,则波速v=λT=2.5m/s。将波形沿x轴正方向平移少许,比较P点的运动状态可知,P点沿y答案2.5沿y轴正方向9.解析(1)由题图甲可知波长λ=2m,周期T=0.63s=0.波速v=λT=10m/s(2)波峰传到P点,t=Δxv=5-0.510(3)由题图甲可知,质点起振的方向为经平衡位置向下振动,振动图像如图所示。答案(1)2m10m/s(2)0.45s(3)见解析10.B因各个质点均做受迫振动,重复波源的振动,故振动频率、周期、振幅相同,而a正处于正向最大位移处,速度为零,在时间Δt内,向平衡位置运动,速度由零逐渐增大,但达不到最大速度(到平衡位置时的速度);b正在从平衡位置向上运动,具有最大速度,在时间Δt内,它向正方向最大位移处运动,速度逐渐减小,但在时间Δt内的平均速度比a质点大,则sa<sb,故选B。11.C由题图乙可知,质点P在t=0时刻由平衡位置向上振动,由上下坡法可知,该波的传播方向沿x轴负方向,故A错误;由题图甲可知简谐横波的波长为λ=1.2m,由题图乙可知,周期为T=12s,该波的波速为v=λT=0.1m/s,故B错误;由题图乙可知,从t=0时刻开始质点P到平衡位置用时5s,有x=vt=0.5m,则xP=54λ-x=1.0m,故C正确;由题图乙可知,0~5s内P运动的路程为30cm,故12.AC由振动图像可知,周期T=12s,则ω=2π12rad/s=π6rad/s,由t0=0时y0=10cm,可得出平衡位置位于坐标原点的质点的振动方程为y=20sinπ6t+π6cm,则t=7s时,y=20sin43πcm=-20×32cm=-10313.解析(1)由图乙可知当浮标A运动到波峰时,浮标A的位移为y=80cm=0.8m。(2)当浮标A运动到波峰时,浮标B恰好运动到波谷,且此时浮标A、B之间只有一个波峰,所以浮标A、B间的距离是1.5λ,即1.5λ=12m解得这列水波的波长为λ=8m由图乙可知周期为T=4s这列水波的传播速度为v=λT=84m/s=答案(1)0.8m(2)8m2m/s14.解析(1)由题图甲可知512λ=1.0解得波长λ=2.4m由题图乙可知T=1.6s简谐横波的传播速度的大小为v=λT=2.41.6(2)由题图乙可知,t=2.0s时