高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述练习题，共20页。试卷主要包含了2波的描述同步训练1，05s，6m等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年度人教版（2019）选择性必修第一册3.2波的描述同步训练1（含解析）  1．一列简谐横波从左向右以v = 2m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是（  ）A．A点再经过一个周期将传播到D点 B．B点正在向下运动C．B点再经过T回到平衡位置 D．该波的周期T = 0.05s2．图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t = 0.5s时刻的波形图，图乙为参与波动的质点M的振动图象，则下列说法正确的是（  ）A．该简谐波的传播速度为4m/sB．这列波的传播方向沿x轴负方向C．t = 2.0s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度D．t = 2.0s时P质点的位移为2cm3．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x = 2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像，质点Q的平衡位置位于x = 3.5m处，下列说法正确的是（  ）A．这列波的传播速度可能是20m/sB．这列波沿x轴负方向传播C．t = 0.1s时，质点Q正通过平衡位置向上振动D．t = 0.7s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A，频率为f，在t=t0时刻波形如图所示，则x=0处质点的运动方程为（　　）A．B．C．D．5．图甲是一列沿轴传播的简谐横波时刻的波形图，图乙是波中点从时刻开始的振动图像，甲图中、两质点的横坐标分别为和。从时刻算起，当质点的位移和速度与图示时刻质点的运动状态相同时，所需的最短时间为（　　）
 A． B． C． D．6．一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，P是介质中的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）A．质点P的振幅为8cm B．这列横波的波速为C．质点P的振动周期为1s D．这列横波正在向x轴正方向传播 7．图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，图乙为参与波动的质点M的振动图象，则下列说法正确的是（　　）A．该简谐波的传播速度为4m/sB．这列波的传播方向沿x轴正方向C．t=2.0s时M质点的振动速度小于Q质点的振动速度D．t=2.0s时P质点的位移为2cmE.从t=0时刻开始P质点的振动方程为8．图甲为一列简谐横波在t=0 s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是（　　）
 A．该波的周期是0.10 sB．该波的传播速度是40 m/sC．该波沿x轴的正方向传播D．t=0.10 s时，质点Q的速度方向向下9．一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2 cm，周期为T。已知t＝0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是1 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是（　　）A．该列简谐横波波长可能为150 cmB．该列简谐横波波长可能为12 cmC．当质点b的位移为＋2 cm时，质点a的位移为负D．在t＝时刻质点b速度最大10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是（　　）A．这列波的波速可能为50 m/sB．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cmD．若周期T＝0.8 s，则在t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同11．体育课上甲同学一脚把足球踢到了足球场旁边的池塘中间。乙提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边，他抛出一石块到水池中激起了一列水波，可是结果足球并没有被推到池边。大家一筹莫展，恰好物理老师来了，大家进行了关于波的讨论。物理老师把两片小树叶放在水面上，大家观察发现两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶在1min内都上下振动了36次，两树叶之间有2个波峰，他们测出两树叶间水面距离是4m。则下列说法正确的是（  ）A．该列水波的频率是36HzB．该列水波的波长是1.6mC．该列水波的波速是0.96m/sD．两片树叶的位移始终等大反向12．一列简谐横波沿直线传播，在其传播方向上有相距d=0.5m的P、Q两质点。从某时刻开始计时，两质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
 A．该简谐波的周期为1.2s B．简谐波在P、Q间的传播时间可能为1.4sC．该简谐波的波长可能为1.5m D．该简谐波是由Q点向P点传播13．如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，在波传播路径上有P、Q、R三个质点，它们的平衡位置分别在、和处，图乙为质点R的振动图像，则（　　）
 A．此简谐波沿x轴正方向传播B．从图甲时刻，再经过0.10s质点R传到处C．质点Q从图甲所示时刻开始，第一次回到平衡位置所用的时间为0.0625sD．质点P比质点Q早0.3s回到平衡位置14．一列简谐横波在某时刻的波动图像如图所示，其中质点到达波谷比质点到达波谷晚。则下列判断正确的是（　　）A．振源的起振方向一定沿轴负方向B．该波的传播速度大小为C．从该时刻起，质点比质点晚回到平衡位置D．质点和质点的振动速度始终大小相等15．如图1所示是一列简谐波在t=0时刻的波形图，质点P刚开始振动，如图2所示是介质中的另一质点Q的振动图像，则下列说法正确的是（　　）A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的波速是C．质点Q平衡位置的坐标为 D．从时刻开始，经过质点Q处在波峰16．一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，从处的质点a开始振动时计时，图甲为时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，以下说法正确的是（　　）
 A．从时刻起，经质点a回到平衡位置B．该波的传播速度为C．该波沿x轴负方向传播D．从时刻起，三质点中b最先回到平衡位置17．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图像，该时刻波的能量刚好传播到x=12m处，质点M、N在图示位置，波源的振动频率为2Hz。下列说法正确的有（　　）A．该时刻x=12m处质点开始向y轴正方向运动B．质点M在平衡位置时质点N也在平衡位置C．质点M的振幅大于x=12m处质点的振幅D．从该时刻起经过0.25s，质点M通过的距离大于5cmE.x=12m 处质点从该时刻开始的振动图像方程为  18．如图，上下振动、频率为10Hz的波源S产生的横波沿x轴传播，波速为20m/s，质点A与S的距离为SA=11.2m。若某时刻波源S正通过平衡位置向上运动且此时A已振动，则此时A正位于x轴______（选填“上”或“下”）方，运动方向向______。（均选填“上”或“下”）19．一简横波以的速度沿轴正方向传播。已知时刻的波形如图所示，此时质点的位移为，再过质点P第一次到达波峰。则这列波的周期为___________，波长为___________ ，在这段时间内质点通过的路程为___________。20．如图，一列简谐横波平行于x轴正方向传播，经过s时间，从图中的实线波形变为虚线波形。已知t小于周期T，则该波的周期______s，波速______m/s。 21．一列简谐横波沿x轴传播，图甲为t=4s时的波形图，P、Q是介质中的两个质点，位置如图甲所示。图乙为质点P的振动图像，求：(1)波的传播方向和波速的大小；(2)求出图甲时刻之后所有P、Q两点速度大小相等的时刻。22．某介质中形成一列简谐波，在时刻，区间内的波形如图中的实线所示。(1)若波沿轴正方向传播，时刻恰好传到点，且再经过，处的点第一次到达正的最大位移处，求该列波的周期；(2)若该列波的周期如(1)所求，且沿轴负方向传播，求波形变成如图中虚线所示所需的时间。23．一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。(1)若波沿轴的正方向传播，图乙为、、、四点中哪点的振动图像？(2)若波沿轴的负方向传播，图乙为、、、四点中哪点的振动图像？
 
参考答案1．D【详解】A．质点不随波迁移，A错误；B．根据“上下坡”法，由波沿x轴向右传播，可知B点正向上运动，B错误；C．B点向上运动靠近平衡位置过程中平均速度比一个周期内运动的平均速度大，所用时间小于T，C错误；D．由图可知波长为10cm，根据T = 可知周期为T=0.05s，D正确。故选D。2．A【详解】A．由甲图可得λ = 4m，由乙图可得T = 1s，所以该简谐横波的传播速度为v = = 4m/sA正确；B．由图乙知，t = 0.5s时质点M正通过平衡位置向上运动，由波形平移法知波的传播方向沿x轴正方向，B错误；C．t = 2.0s = 2T时，M质点正通过平衡位置，速度最大，而质点Q不在平衡位置，所以t = 2.0s时M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，C错误；D．t = 0.5s时P质点在波峰，经过1.5s = 1.5T时间，即t = 2.0s时P质点到达波谷，位移为 - 2cm，故D错误。故选A。3．D【详解】A．由图知λ = 4m，T = 0.4s，则波速为v == 10m/sA错误；B．由乙图读出，t = 0时刻质点P的速度向上，由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，B错误；C．由于t = 0.1s = 在该时刻质点Q在平衡位置的下方，且向上振动，C错误；D．由于t = 0.7s = T + 在该时刻质点P运动到波谷，据简谐运动的特点可知，此时加速度最大，而Q在平衡位置的上方（但不是波峰），所以质点P的加速度大于质点Q的加速度，D正确。故选D。4．B【详解】质点的振动角速度为设当t=0时波形如图则x=0处质点的振动方程为波从t=0到t=t0时，用了t0时间，则t=t0时刻的振动方程为则x=0处质点的运动方程为故选B。5．C【详解】因t=0时刻质点C向下振动，可知波沿x轴正向传播，由图可知波的传播速度为则当质点的位移和速度与图示时刻质点的运动状态相同时，则波向右传播的最短距离为14cm，则由时间故选C。6．B【详解】A．由图像可以看出，质点P的振幅为4cm，故A错误；BC．由图像可知，波长λ=4m，周期是T=2s，则波速为故B正确，C错误；D．由乙图可以看出，零时刻质点P正向y轴的正方向振动，根据质点的振动方向和波的传播方向的关系可判断出这列横波正在向x轴负方向传播，故D错误。故选B。7．ABE【详解】A．由甲图可得λ=4m，由乙图可得T=1s，所以该简谐横波的传播速度为=4 m/s，故A正确；B．由图乙知，t=0.5s时质点M正通过平衡位置向上运动，由波形平移法知波的传播方向沿x轴正方向，故B正确；C．t=2.0s=2T时，M质点正通过平衡位置，速度最大，而质点Q不在平衡位置，所以t=2.0s时M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，故C错误；D．t=0.5s时P质点在波峰，经过1.5s=1.5T时间，即t=2.0s时P质点到达波谷，位移为-2cm，故D错误；E．t=0时刻，质点P在波谷，因此它的振动方程为故E正确。故选ABE。8．BCD【详解】AB．由甲图得到该波的波长为，由乙图得到该波的周期为，故波速为A错误，B正确；C．由图乙可知t=0s时刻Q从平衡位置向上振动，根据波的传播方向和质点的振动方向的关系，机械波的传播方向是沿x轴正方向，C正确；D．由乙图可知t=0.10s时质点Q从平衡位置向下振动，D正确。故选BCD。9．ACD【详解】AB．设质点的起振方向向上，则质点的振动方程为x＝Asin ωt且a、b中间的距离小于1个波长，对于b点有1＝2sin ωt1解得；a点振动的时间比b点长，所以由1＝2sin ωt2得， a、b两个质点振动的时间差为所以a、b之间的距离为则通式为则波长可以为当n＝0时，λ＝150cm，由于n是整数，所以λ不可能为12cm，故A正确，B错误；C．当质点b的位移为＋2cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点a在平衡位置下方，位移为负，故C正确；D．由得，当时质点b到达平衡位置处，速度最大，故D正确。故选ACD。10．ACD【详解】A．由波形图可知波长λ=40m，且0.6s=nT+T（n=0,1,2…）解得周期T=s（n=0,1,2…）。当n=0时，T=0.8s，波速v==50m/sA正确；B．由传播方向沿x轴正方向可知质点a在t时刻向上运动，当n=0时，T=0.8s，则质点a的运动时间为，但由于刚开始在远离平衡位置处运动较慢，故通过的路程小于30cm，当n=1时，T=s，质点a的运动时间为，通过的路程大于30cm，B错误；C．若n=1，则T=s，波传播到c点所用时间为T，0.6s相当于，可供质点c振动的时间为-=故在这段时间内质点c通过的路程为l=6A=60cmC正确；D．若T=0.8s，t+0.5s时刻，质点b到达负的最大位移处后向上运动0.1s，质点P到达平衡位置后向下运动0.1s，由于0.2s为，故质点b、P运动至同一位置，即此刻两质点的位移均为负值，大小相等，D正确。故选ACD。11．BCD【详解】A．两树叶在1min内都上下振动了36次，则树叶振动的周期T = s = s树叶振动的频率f = = 0.6Hz则水波的频率为0.6Hz，故A错误；B．两树叶之间有2个波峰，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶间水面距离是4m，所以λ = 4m，解得该列水波的波长为λ = 1.6m，故B正确；C．据v = λf可得，水波的波速v = 1.6 × 0.6m/s = 0.96m/s故C正确；D．一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两者平衡位置间的距离是半波长的奇数倍，两片树叶的位移始终等大反向，故D正确。故选BCD。12．AB【详解】P质点的振动方程为将点(0，5)和(0.5，0)代入解得同理可得Q质点的振动方程为质点的振动周期为P、Q两质点的振动相位差为则当该简谐波是由Q点向P点传播时，有简谐波在P、Q间的传播时间为解得则当该简谐波是由P点向Q点传播时，有简谐波在P、Q间的传播时间为解得当简谐波在P、Q间的传播时间为1.4s时，n=1，此时该简谐波是由P点向Q点传播。当该简谐波的波长为1.5m时，n无整数解。故选AB。13．AC【详解】A．从图乙可知，在，质点R向上振动，那么图甲中质点R向上振动，所以此简谐波沿x轴正方向传播。A正确；B．质点在平衡位置附近振动，不会随着波向前移动。再经过0.10s质点R回到平衡位置。B错误；CD．从图中，可得，所以波速为最近平衡位置（原点）的波形传到P、Q的时间为，质点P比质点Q早C正确，D错误。故选AC。14．CD【详解】A．由于质点到达波谷比质点到达波谷晚，可知波向左传播，由于没有确定波传播到什么位置，因此无法确定波源起振的方向，A错误；B．由于d、e两点间恰好为波从e传播到d所需时间为0.05s，因此波速的大小B错误；C．该时刻，质点正沿着外轴负方向运动，先到达最低点，再向平衡位置运动，而质点c点正好处于最低点，将向平衡位置运动，因此质点b比质点c晚回到平衡位置，C正确；D．质点c和质点e正好差半个波长，振动速度总是大小相等方向相反，D正确。故选CD。15．ACD【详解】A．根据图2振动图像可知，质点的起振方向向下，而此时此刻波刚传到P点，所以P质点此时此刻的振动方向向下，所以传播方向为沿x轴正方向，A正确。B．根据图1可知波长为24m，根据图2可知周期为2s，所以根据公式可知波速为，B错误。C．根据振动图像可知，再经过1s波才传到Q点，所以根据公式可知再传播12m才能传到Q点，故质点Q平衡位置的坐标为，C正确。D．1s用于传播，剩余1.5s用于Q点的振动，而所以Q点处在波峰，D正确。故选ACD。16．ABD【详解】AB．该波的传播速度故B正确；平衡位置从处传播到处时，质点a回到平衡位置，需时间故A正确；C．a点在t0时刻速度方向沿y轴正方向，故波向x轴正方向传播，故C错误；D．从t0时刻起，质点a沿y轴正方向运动，质点b沿y轴正方向运动，质点c沿y轴负方向运动，故质点b最先回到平衡位置，故D正确；故选ABD。17．ADE【详解】A．由图像可知，该时刻x=12m处质点开始向y轴正方向运动，选项A正确；B．因为质点M和质点N的平衡位置相距小于，则当质点M在平衡位置时质点N不在平衡位置，选项B错误；C．同一个波上的各个质点的振幅都是相同的，则质点M的振幅等于x=12m处质点的振幅，选项C错误；D．波的周期从该时刻起经过0.25s=0.5T，质点M通过的距离2A=10cm，大于5cm，选项D正确；E．因为则x=12m 处质点从该时刻开始的振动图像方程为选项D正确。故选ADE。18．上    下    【详解】[1][2]波长SA=11.2m=5λ则当波源S正通过平衡位置向上运动且此时A正位于x轴上方，运动方向向下。19．            【详解】由图可知，波向轴正方向传播，根据同侧法，点将向上振动，此时位置为振幅的一半，设振动周期为，则到达波峰用时解得 根据得在内，前内质点运动了一个周期，经过了个振幅，则前内质点通过的路程另剩下,则质点从处到达波峰，再从波峰回到处，最后内质点通过的路程故在这段时间内质点通过的路程为20．0.13    30    【详解】[1]由题意可知解得T=0.13s[2]波速21．(1)，负方向；(2)【详解】(1)由于图甲为t=4s时的波形图，则在乙图中看质点在t=4s时的振动情况，可知质点向下振动；再回到甲图中结果波形可知该简谐波向x轴负方向传播，结合图甲的波形可知波长乙图的波形可知周期则由解得波速为(2)由图甲可知Q点的位移为1m，则其位置坐标为，结合P点的位置坐标5m，可知P、Q中点R的位置坐标为；P和Q速度大小相同时，R不仅可以处在位移为0的位置，还可以在位移的大小最大的位置，因此相应的传播时间是22．(1)0.16s；(2)，【详解】(1)由题意可知，时刻处的波峰经传到处，有解得(2)若波沿轴负方向传播，则经过时间形成如图中虚线所示波形，则解得，23．（1）L点；（2）N点【详解】由图乙可知，该质点在某时刻处于平衡状态，且该质点振动方向向上，根据图甲，处于平衡状态的为L点和N点。(1) 若波沿轴的正方向传播，L点的振动方向向上，所以图乙为L点的振动图像；(2) 若波沿轴的负方向传播，N点的振动方向向上，所以图乙为N点的振动图像。