2024-2025學(xué)年高二物理選擇性必修第一冊（配魯科版）分層作業(yè)14 波的形成和描述

03

分層作業(yè)14波的形成和描述A組必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)(2024安徽宿州高二月考)關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向,下列說法正確的是()A.在橫波中二者方向有時相同B.在橫波中二者方向一定不同C.在縱波中二者方向有時相同D.在縱波中二者方向一定不同2.一列波從空氣傳入水中,保持不變的物理量是()A.波速 B.波長C.頻率 D.以上都不變3.(多選)對公式v=λf的理解,下列說法正確的是()A.由v=λf可知,波速與頻率成正比B.波速v由介質(zhì)決定,頻率f由波源決定C.當(dāng)波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,頻率不變,波速、波長改變D.v=λf適用于橫波,不適用于縱波4.(多選)如圖甲、乙所示,有關(guān)兩個圖像的說法正確的是()A.甲為振動圖像 B.乙為振動圖像C.甲為波的圖像 D.乙為波的圖像5.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,已知該波波長為λ,振幅為A,某時刻的波形如圖所示,關(guān)于質(zhì)點P的說法正確的是()A.該時刻速度沿y軸負方向B.該時刻加速度沿y軸正方向C.此后12周期內(nèi)通過的路程為2D.此后12周期內(nèi)沿x軸正方向遷移的距離為16.一列沿x軸正方向傳播的橫波在某時刻的波形如圖甲所示,a、b、c、d為介質(zhì)中沿波的傳播方向上4個質(zhì)點的位置,若從該時刻開始經(jīng)過3個周期開始計時的振動圖像如圖乙所示的質(zhì)點是()A.a處質(zhì)點 B.b處質(zhì)點C.c處質(zhì)點 D.d處質(zhì)點7.一列簡諧橫波沿直線傳播,某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點相距6m,且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個,則該簡諧波可能的波長為()A.4m、6m和8m B.6m、8m和12mC.4m、6m和12m D.4m、8m和12m8.下圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波某時刻的波形,質(zhì)點P的振動周期為0.4s。則該波的波速為m/s,P點此時的振動方向為。

9.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時波形如圖甲所示,已知在0.6s末,A點恰好第四次(圖中為第一次)出現(xiàn)波峰,請完成以下問題:(1)該簡諧波的波長、波速分別為多少?(2)經(jīng)過多長時間x=5m處的質(zhì)點P第一次出現(xiàn)波峰?(3)如果以該機械波傳到質(zhì)點P開始計時,請在圖乙中畫出P點的振動圖像,并標(biāo)明必要的橫、縱坐標(biāo)值,至少畫出一個周期的圖像。B組關(guān)鍵能力提升練10.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,某時刻的波形如圖所示。a質(zhì)點位于正向最大位移處,b質(zhì)點恰好處于平衡位置。經(jīng)過Δt=T8時間,關(guān)于a、b兩個質(zhì)點所通過的路程sa、sb的大小關(guān)系,下列說法正確的是(A.sa=sb B.sa<sbC.sa>sb D.不能判斷兩者大小關(guān)系11.(2024山東臨沂高二期末)一列簡諧橫波沿x軸方向傳播,t=0時刻的波形如圖甲所示,質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示,根據(jù)圖像可知()A.簡諧橫波沿x軸正方向傳播B.簡諧橫波波速為0.2m/sC.質(zhì)點P的平衡位置為x=1.0mD.0~5s內(nèi)質(zhì)點P運動的路程為35cm12.(多選)(2022山東卷)一列簡諧橫波沿x軸傳播,平衡位置位于坐標(biāo)原點的質(zhì)點振動圖像如圖所示。當(dāng)t=7s時,簡諧橫波的波形可能正確的是()13.如圖甲所示,海洋生態(tài)自動監(jiān)測浮標(biāo),可用于監(jiān)測水質(zhì)和氣象等參數(shù)。一列水波(視為簡諧橫波)沿海面?zhèn)鞑?在波的傳播方向上相距12m的兩處分別有兩浮標(biāo)A、B,兩浮標(biāo)隨波上下運動,其中浮標(biāo)A的振動圖像如圖乙所示。當(dāng)浮標(biāo)A運動到波峰時,浮標(biāo)B恰好運動到波谷。(1)求此時刻浮標(biāo)A的位移。(2)若此時浮標(biāo)A、B之間只有一個波峰,求這列水波的波長和傳播速度大小。14.一列沿x軸傳播的簡諧橫波在某時刻的波形如圖甲所示,此時簡諧橫波恰好傳到質(zhì)點P,質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示。求:(1)該簡諧橫波的波長和波速;(2)截止到t=8.0s時刻,質(zhì)點P共出現(xiàn)波峰的次數(shù)和通過的路程。

參考答案第3章機械波分層作業(yè)14波的形成和描述1.BC在橫波中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向相互垂直,所以二者方向一定不同,故A錯誤,B正確;在縱波中二者方向在同一直線上,有時相同,有時相反,故C正確,D錯誤。2.C波的頻率由波源決定,與介質(zhì)無關(guān),選項C正確;波速由介質(zhì)決定,波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),波速v發(fā)生變化,選項A、D錯誤;由λ=vf知選項B3.BC波速只與介質(zhì)有關(guān),頻率由波源決定,選項A錯誤,B正確;不同頻率的波在同一種介質(zhì)中傳播時,波長與頻率成反比,同一列波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),頻率不變,波速、波長改變,選項C正確;v=λf適用于一切波,選項D錯誤。4.BC5.C因為該波沿x軸正方向傳播,則根據(jù)同側(cè)法可知,質(zhì)點P在該時刻的速度方向沿y軸正方向,故A錯誤;做簡諧運動的物體,所受恢復(fù)力始終指向平衡位置,因此可知該時刻質(zhì)點P加速度沿y軸負方向,故B錯誤;做簡諧運動的物體,當(dāng)振幅為A時,在一個周期內(nèi)通過的路程為s=4A,則在半個周期內(nèi)通過的路程為sT2=2A,故C正確;橫波質(zhì)點只在平衡位置附近沿y軸方向振動,不隨波遷移,故6.C從振動圖像乙可知,開始計時時質(zhì)點從平衡位置向y軸負方向運動,再結(jié)合甲給出的四個質(zhì)點和波形及傳播方向可知,乙所描述的是c質(zhì)點的運動,C正確。7.C由于該波上兩質(zhì)點處于平衡位置且相距6m,兩質(zhì)點間波峰只有一個,故6m與波長λ的關(guān)系有三種可能:λ=6m,λ2=6m,32λ=6m,故波長的可能值為6m,12m,4m,選項8.解析由題圖可知波長λ=1.0m,則波速v=λT=2.5m/s。將波形沿x軸正方向平移少許,比較P點的運動狀態(tài)可知,P點沿y答案2.5沿y軸正方向9.解析(1)由題圖甲可知波長λ=2m,周期T=0.63s=0.波速v=λT=10m/s(2)波峰傳到P點,t=Δxv=5-0.510(3)由題圖甲可知,質(zhì)點起振的方向為經(jīng)平衡位置向下振動,振動圖像如圖所示。答案(1)2m10m/s(2)0.45s(3)見解析10.B因各個質(zhì)點均做受迫振動,重復(fù)波源的振動,故振動頻率、周期、振幅相同,而a正處于正向最大位移處,速度為零,在時間Δt內(nèi),向平衡位置運動,速度由零逐漸增大,但達不到最大速度(到平衡位置時的速度);b正在從平衡位置向上運動,具有最大速度,在時間Δt內(nèi),它向正方向最大位移處運動,速度逐漸減小,但在時間Δt內(nèi)的平均速度比a質(zhì)點大,則sa<sb,故選B。11.C由題圖乙可知,質(zhì)點P在t=0時刻由平衡位置向上振動,由上下坡法可知,該波的傳播方向沿x軸負方向,故A錯誤;由題圖甲可知簡諧橫波的波長為λ=1.2m,由題圖乙可知,周期為T=12s,該波的波速為v=λT=0.1m/s,故B錯誤;由題圖乙可知,從t=0時刻開始質(zhì)點P到平衡位置用時5s,有x=vt=0.5m,則xP=54λ-x=1.0m,故C正確;由題圖乙可知,0~5s內(nèi)P運動的路程為30cm,故12.AC由振動圖像可知,周期T=12s,則ω=2π12rad/s=π6rad/s,由t0=0時y0=10cm,可得出平衡位置位于坐標(biāo)原點的質(zhì)點的振動方程為y=20sinπ6t+π6cm,則t=7s時,y=20sin43πcm=-20×32cm=-10313.解析(1)由圖乙可知當(dāng)浮標(biāo)A運動到波峰時,浮標(biāo)A的位移為y=80cm=0.8m。(2)當(dāng)浮標(biāo)A運動到波峰時,浮標(biāo)B恰好運動到波谷,且此時浮標(biāo)A、B之間只有一個波峰,所以浮標(biāo)A、B間的距離是1.5λ,即1.5λ=12m解得這列水波的波長為λ=8m由圖乙可知周期為T=4s這列水波的傳播速度為v=λT=84m/s=答案(1)0.8m(2)8m2m/s14.解析(1)由題圖甲可知512λ=1.0解得波長λ=2.4m由題圖乙可知T=1.6s簡諧橫波的傳播速度的大小為v=λT=2.41.6(2)由題圖乙可知,t=2.0s時