人教版2019選擇性必修第一冊高二物理同步練習(xí)3.2波的描述(原卷版+解析)

第2節(jié)波的描述波動圖像1．如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，下列說法中正確的是（）A．此列波的振幅是0.2mB．該時刻平衡位置在處質(zhì)點(diǎn)的位移是0.1mC．該時刻若質(zhì)點(diǎn)A的速度沿y軸正方向，則質(zhì)點(diǎn)B的速度沿y軸負(fù)方向D．該時刻質(zhì)點(diǎn)A的加速度沿y軸負(fù)方向，而質(zhì)點(diǎn)B、C的加速度沿y軸正方向2．如圖所示為一列簡諧波在t=0時刻的圖像，已知質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q后回到平衡位置，則下列說法中正確的是（）A．波一定沿x軸正方向傳播B．質(zhì)點(diǎn)Q與質(zhì)點(diǎn)R的運(yùn)動方向相反C．質(zhì)點(diǎn)P的速度正在增大D．質(zhì)點(diǎn)R的加速度正在減小周期、頻率和波速3．一列聲波由空氣傳到水中（）A．頻率不變，波長變小 B．頻率不變，波長變大C．頻率變小，波長變長 D．頻率變大，波長變大4．坐標(biāo)原點(diǎn)有一波源沿y軸振動，形成沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，如圖所示。已知波速為10m/s，下列說法正確的是（

）A．這列波的波長是4m B．這列波的振幅是20cmC．波源振動的頻率為25Hz D．波源振動的頻率為10Hz波的多解問題5．一列簡諧波在某一時刻的波形如圖所示，經(jīng)過一段時間，波形變成如圖中虛線所示，已知波速大小為1m/s。則這段時間可能是（）A．1.5s B．2s C．3s D．4s6．一列波長大于的簡諧橫波沿直線方向由a向b傳播，相距兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示。由此可知（）A．末兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 B．該波的波速為C．該波的波長為 D．該波由傳播到歷時7．一列簡諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播，波速為2m/s。某時刻波形如下圖所示，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的橫坐標(biāo)分別為，，則下列說法中正確的是（）A．這列波的周期為4sB．此時質(zhì)點(diǎn)b沿y軸負(fù)方向運(yùn)動C．此時質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度大D．此時刻以后，a比b先到達(dá)平衡位置8．一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示，實(shí)線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。以下關(guān)于平衡位置在O處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像，可能正確的是（）A． B．C． D．9．圖甲表示一列簡諧橫波在t＝17s時的波形圖，圖乙是該列波中的質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像，由甲、乙兩圖中所提供的信息可知，下列說法正確的是（）A．該波的波長為1.5mB．該波的振幅為0.1cmC．該波的傳播速度為0.5m/s，方向沿x軸正方向D．質(zhì)點(diǎn)P在t＝4.25s時沿y軸負(fù)方向運(yùn)動10．一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，處的點(diǎn)為波源且由時開始沿軸負(fù)方向起振，如圖所示是時，至范圍內(nèi)的波形圖，虛線右側(cè)的波形未畫出。已知圖示時刻處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，則下列判斷正確的是（）A．時，點(diǎn)振動方向沿軸負(fù)方向B．時，點(diǎn)振動方向沿軸正方向C．時，處的質(zhì)點(diǎn)振動方向沿軸正方向D．時，處的質(zhì)點(diǎn)沿方向前進(jìn)了11．圖（a）為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的圖像，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖（b）為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是（）A．在t=0.25s時，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同B．從t=0.10s到0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mC．從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cmD．質(zhì)點(diǎn)Q做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=0.10sin10πt，單位為cm12．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，軸上處的質(zhì)點(diǎn)振動圖像如圖所示，處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示，則此列波的波速可能等于（）A．1000m/s B．333m/s C．143m/s D．11m/s13．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為時刻的波形，虛線為時的波形，P為平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，Q為平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動的周期T滿足，則下列判斷正確的是（）A．這列波正沿x軸正向傳播B．時刻，質(zhì)點(diǎn)P正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動C．這列波傳播的速度大小為D．質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動滯后0.45sE．時刻，質(zhì)點(diǎn)P和Q的位移相同14．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，時，位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源開始從平衡位置沿y軸向上做周期為0.5s、振幅為6cm的簡諧振動。當(dāng)平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動時，波源處的質(zhì)點(diǎn)剛好位于波峰。下列描述正確的是（）A．波源O在開始振動后1.75s內(nèi)通過的路程為0.84mB．該列簡諧橫波的最大波長為20mC．該列簡諧橫波的最大波速為40m/sD．若波長滿足，則波速為16m/s15．（2022年浙江卷）位于的波源p從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負(fù)方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質(zhì)點(diǎn)a的平衡位置，質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置。下列說法正確的是（）A．沿x軸正負(fù)方向傳播的波發(fā)生干涉B．時，波源的位移為正C．時，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向振動D．在0到2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動總路程是2.55m16．（2022年山東卷）一列簡諧橫波沿x軸傳播，平衡位置位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的質(zhì)點(diǎn)振動圖像如圖所示。當(dāng)時，簡諧波的波動圖像可能正確的是（）A． B．C． D．17．（2022年湖北卷）一列簡諧橫波沿x軸傳播，在t=0時刻和t=1s時刻的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知x=0處的質(zhì)點(diǎn)在0~1s內(nèi)運(yùn)動的路程為4.5cm。下列說法正確的是（）A．波沿x軸正方向傳播B．波源振動周期為1.1sC．波的傳播速度大小為13m/sD．t=1s時，x=6m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動第2節(jié)波的描述波動圖像1．如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，下列說法中正確的是（）A．此列波的振幅是0.2mB．該時刻平衡位置在處質(zhì)點(diǎn)的位移是0.1mC．該時刻若質(zhì)點(diǎn)A的速度沿y軸正方向，則質(zhì)點(diǎn)B的速度沿y軸負(fù)方向D．該時刻質(zhì)點(diǎn)A的加速度沿y軸負(fù)方向，而質(zhì)點(diǎn)B、C的加速度沿y軸正方向【答案】D【詳解】A．從題圖波的圖像上可以直接讀出振幅是0.1m，故A錯誤；B．從圖中可以看出，該時刻平衡位置在處質(zhì)點(diǎn)的位移是-0.1m，故B錯誤；C．由于A、B兩質(zhì)點(diǎn)此刻處在同一“坡”上，根據(jù)“上下坡法”可以判斷A、B速度方向一致，均沿y軸正方向，故C錯誤；D．各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是指向平衡位置，故D正確；故選D。2．如圖所示為一列簡諧波在t=0時刻的圖像，已知質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q后回到平衡位置，則下列說法中正確的是（）A．波一定沿x軸正方向傳播B．質(zhì)點(diǎn)Q與質(zhì)點(diǎn)R的運(yùn)動方向相反C．質(zhì)點(diǎn)P的速度正在增大D．質(zhì)點(diǎn)R的加速度正在減小【答案】A【詳解】A．由質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q后回到平衡位置，可知P向+y方向運(yùn)動，Q向-y方向運(yùn)動，可判斷波沿+x方向傳播，故A正確；BCD．即P遠(yuǎn)離平衡位置，速度正在減小，Q靠近平衡位置，速度正在增大；R與Q均向-y方向運(yùn)動，R正遠(yuǎn)離平衡位置，位移增大，加速度增大。故BCD錯誤。故選A。周期、頻率和波速3．一列聲波由空氣傳到水中（）A．頻率不變，波長變小 B．頻率不變，波長變大C．頻率變小，波長變長 D．頻率變大，波長變大【答案】B【詳解】聲波由空氣進(jìn)入水中，波速變大，頻率不變，由波速公式知聲波的波長變大，故B正確。故選B。4．坐標(biāo)原點(diǎn)有一波源沿y軸振動，形成沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，如圖所示。已知波速為10m/s，下列說法正確的是（

）A．這列波的波長是4m B．這列波的振幅是20cmC．波源振動的頻率為25Hz D．波源振動的頻率為10Hz【答案】A【詳解】A．由圖可知，這列波的波長是4m，A正確；B．由圖可知，這列波的振幅是10cm，B錯誤；CD．根據(jù)波長、頻率與波速的關(guān)系式v=λf得，振源振動的頻率為，CD錯誤。故選A。波的多解問題5．一列簡諧波在某一時刻的波形如圖所示，經(jīng)過一段時間，波形變成如圖中虛線所示，已知波速大小為1m/s。則這段時間可能是（）A．1.5s B．2s C．3s D．4s【答案】C【詳解】如果這列波沿x軸正方向傳播，則傳播的距離為nλ＋λ（n＝0，1，2）；λ＝4m則這段時間可能為1s、5s、9s；如果這列波沿x軸負(fù)方向傳播，則傳播的距離為nλ＋λ（n＝0，1，2），則這段時間可能為3s、7s、11s故選C。6．一列波長大于的簡諧橫波沿直線方向由a向b傳播，相距兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示。由此可知（）A．末兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 B．該波的波速為C．該波的波長為 D．該波由傳播到歷時【答案】B【詳解】A．由圖可知，末兩質(zhì)點(diǎn)的位移不同，一個在平衡位置，一個在波谷，故A錯誤；BCD．由圖可知，波的周期為T=4s，質(zhì)點(diǎn)a的振動傳到b用時則該波的波速為該波的波長為根據(jù)題意，波長大于3.6m，則n只能取0，故，v=2m/s，故B正確，CD錯誤；故選B。7．一列簡諧機(jī)械橫波沿x軸正方向傳播，波速為2m/s。某時刻波形如下圖所示，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的橫坐標(biāo)分別為，，則下列說法中正確的是（）A．這列波的周期為4sB．此時質(zhì)點(diǎn)b沿y軸負(fù)方向運(yùn)動C．此時質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度大D．此時刻以后，a比b先到達(dá)平衡位置【答案】AC【詳解】A．由圖能直接讀出波長λ=8m，由波速公式得該波的周期T=4s，故A正確；B．波向右傳播，根據(jù)上下波法可知，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸正方向運(yùn)動，故B錯誤；C．質(zhì)點(diǎn)a離平衡位置比b遠(yuǎn)，即a的位移比b的位移大，由可知，此時質(zhì)點(diǎn)a的加速度比質(zhì)點(diǎn)b的加速度大，故C正確；D．根據(jù)上下波可知，ab質(zhì)點(diǎn)均沿y軸正方向運(yùn)動，故b比a先到達(dá)平衡位置，故D錯誤。故選AC。8．一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示，實(shí)線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。以下關(guān)于平衡位置在O處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像，可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】AC【詳解】機(jī)械波的傳播方向不確定，所以需要考慮機(jī)械波傳播方向的不確定性。AB．若機(jī)械波沿軸正方向傳播，在時點(diǎn)振動方向豎直向上，則傳播時間滿足（n=0，1，2，3…）解得（n=0，1，2，3…）當(dāng)時，解得周期A正確，B錯誤；CD．若機(jī)械波沿軸負(fù)方向傳播，在時點(diǎn)處于波谷，則（n=0，1，2，3…）解得（n=0，1，2，3…）當(dāng)時，解得周期，C正確，D錯誤。故選AC。9．圖甲表示一列簡諧橫波在t＝17s時的波形圖，圖乙是該列波中的質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像，由甲、乙兩圖中所提供的信息可知，下列說法正確的是（）A．該波的波長為1.5mB．該波的振幅為0.1cmC．該波的傳播速度為0.5m/s，方向沿x軸正方向D．質(zhì)點(diǎn)P在t＝4.25s時沿y軸負(fù)方向運(yùn)動【答案】BC【詳解】AB．由題圖甲可知，波長λ＝100cm＝1m，振幅A＝0.1cm，A錯誤B正確；C．由題圖乙可知，周期T＝2s，故波速，t=17s時，質(zhì)點(diǎn)P在平衡位置向下振動，故波向右傳播，C正確；D．根據(jù)題圖乙可知，質(zhì)點(diǎn)P在t＝4.25s時位移為正，在向上振動，D錯誤。故選BC。10．一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，處的點(diǎn)為波源且由時開始沿軸負(fù)方向起振，如圖所示是時，至范圍內(nèi)的波形圖，虛線右側(cè)的波形未畫出。已知圖示時刻處的質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，則下列判斷正確的是（）A．時，點(diǎn)振動方向沿軸負(fù)方向B．時，點(diǎn)振動方向沿軸正方向C．時，處的質(zhì)點(diǎn)振動方向沿軸正方向D．時，處的質(zhì)點(diǎn)沿方向前進(jìn)了【答案】AC【詳解】AB.結(jié)合波形圖，根據(jù)“同側(cè)法”可知，時，點(diǎn)振動方向沿軸負(fù)方向，選項(xiàng)A正確，B錯誤；C.由題意可知，在時波傳到x=8m處，則周期T=0.3s，則時，處的質(zhì)點(diǎn)振動方向沿軸正方向，選項(xiàng)C正確；D.質(zhì)點(diǎn)只能在自己平衡位置附近上下振動，而不隨波遷移，選項(xiàng)D錯誤。故選AC。11．圖（a）為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的圖像，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖（b）為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是（）A．在t=0.25s時，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同B．從t=0.10s到0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mC．從t=0.10s到t=0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cmD．質(zhì)點(diǎn)Q做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=0.10sin10πt，單位為cm【答案】ABD【詳解】A．由a圖可知，波長，由b圖可知，周期T=0.2s，Q質(zhì)點(diǎn)在0.1s時向下振動，由“同側(cè)法”可知，該列波向左傳播，在t=0.25s時，即又經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)P位移為負(fù)，加速度方向與y軸正方向相同，A正確；B．從t=0.10s到0.25s，經(jīng)過，該波沿x軸負(fù)方向傳播了，即6m，B正確；C．質(zhì)點(diǎn)P并不是從特殊位置出發(fā)，內(nèi)通過的路程不等于3A，故路程不為30cm，C錯誤；D．由題意可知，t=0時刻，質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置且要向上振動，故質(zhì)點(diǎn)Q做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y=0.10sin10πt(cm)，D正確。故選ABD。12．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，軸上處的質(zhì)點(diǎn)振動圖像如圖所示，處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖像如圖所示，則此列波的波速可能等于（）A．1000m/s B．333m/s C．143m/s D．11m/s【答案】BC【詳解】由圖可得；故波速為當(dāng)時；當(dāng)時；當(dāng)時故選BC。13．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為時刻的波形，虛線為時的波形，P為平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，Q為平衡位置為處的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動的周期T滿足，則下列判斷正確的是（）A．這列波正沿x軸正向傳播B．時刻，質(zhì)點(diǎn)P正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動C．這列波傳播的速度大小為D．質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動滯后0.45sE．時刻，質(zhì)點(diǎn)P和Q的位移相同【答案】BCE【詳解】A．由于波動周期，因此從實(shí)線到虛線傳播的時間不足一個周期，若波沿x軸正向傳播，則波動周期為3.6s不符合題意，因此波沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯誤；B．根據(jù)波動與振動的關(guān)系，時刻，質(zhì)點(diǎn)P正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動，故B正確；C．由題意知得則波傳播的速度故C正確；D．質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動滯后故D錯誤；E．時，波沿x軸負(fù)方向移動的距離為此時平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)位于波谷，P、Q的位移相同，故E正確。故選BCE。14．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，時，位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源開始從平衡位置沿y軸向上做周期為0.5s、振幅為6cm的簡諧振動。當(dāng)平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動時，波源處的質(zhì)點(diǎn)剛好位于波峰。下列描述正確的是（）A．波源O在開始振動后1.75s內(nèi)通過的路程為0.84mB．該列簡諧橫波的最大波長為20mC．該列簡諧橫波的最大波速為40m/sD．若波長滿足，則波速為16m/s【答案】AD【詳解】A．波源O在開始振動后內(nèi)通過的路程，A正確；BC．由已知條件可知波長滿足關(guān)系即當(dāng)時，波長最長，該波的最大波長，故最大波速，BC錯誤；D．由題意可知，波速只有時，滿足，即，波速，D正確。故選AD。15．（2022年浙江卷）位于的波源p從時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負(fù)方向傳播，在時波源停止振動，時的部分波形如圖所示，其中質(zhì)點(diǎn)a的平衡位置，質(zhì)點(diǎn)b的平衡位置。下列說法正確的是（）A．沿x軸正負(fù)方向傳播的波發(fā)生干涉B．時，波源的位移為正C．時，質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向振動D．在0到2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)b運(yùn)動總路程是2.55m【答案】BD【詳解】A．波從波源發(fā)出后，向軸正負(fù)方向傳播，向相反方向傳播的波不會相遇，不會發(fā)生干涉，故A錯誤；B．由圖可知，波的波長由題意可知0.1s內(nèi)波傳播四分之一波長，可得解得根據(jù)同側(cè)法可知，波源的