高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述课后练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述课后练习题，共22页。试卷主要包含了一列声波由空气传到水中等内容，欢迎下载使用。
波动图像
1．如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，下列说法中正确的是（ ）
A．此列波的振幅是0.2m
B．该时刻平衡位置在处质点的位移是0.1m
C．该时刻若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度沿y轴负方向
D．该时刻质点A的加速度沿y轴负方向，而质点B、C的加速度沿y轴正方向
2．如图所示为一列简谐波在t=0时刻的图像，已知质点P将比质点Q后回到平衡位置，则下列说法中正确的是（ ）
A．波一定沿x轴正方向传播
B．质点Q与质点R的运动方向相反
C．质点P的速度正在增大
D．质点R的加速度正在减小
周期、频率和波速
3．一列声波由空气传到水中（ ）
A．频率不变，波长变小B．频率不变，波长变大
C．频率变小，波长变长D．频率变大，波长变大
4．坐标原点有一波源沿y轴振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示。已知波速为10m/s，下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是4mB．这列波的振幅是20cm
C．波源振动的频率为25HzD．波源振动的频率为10Hz
波的多解问题
5．一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1m/s。则这段时间可能是（ ）
A．1.5sB．2sC．3sD．4s
6．一列波长大于的简谐横波沿直线方向由a向b传播，相距两质点的振动图像如图所示。由此可知（ ）
A．末两质点的位移相同B．该波的波速为
C．该波的波长为D．该波由传播到历时
7．一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，，则下列说法中正确的是（ ）
A．这列波的周期为4s
B．此时质点b沿y轴负方向运动
C．此时质点a的加速度比质点b的加速度大
D．此时刻以后，a比b先到达平衡位置
8．一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
9．图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为1.5m
B．该波的振幅为0.1cm
C．该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向
D．质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动
10．一列简谐横波沿轴正方向传播，处的点为波源且由时开始沿轴负方向起振，如图所示是时，至范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻处的质点第一次到达波峰，则下列判断正确的是（ ）
A．时，点振动方向沿轴负方向
B．时，点振动方向沿轴正方向
C．时，处的质点振动方向沿轴正方向
D．时，处的质点沿方向前进了
11．图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的图像，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
B．从t=0.10s到0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m
C．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
D．质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt，单位为cm
12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，轴上处的质点振动图像如图所示，处的质点的振动图像如图所示，则此列波的波速可能等于（ ）
A．1000m/sB．333m/sC．143m/sD．11m/s
13．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，P为平衡位置为处的质点，Q为平衡位置为处的质点，质点振动的周期T满足，则下列判断正确的是（ ）
A．这列波正沿x轴正向传播
B．时刻，质点P正在向y轴负方向运动
C．这列波传播的速度大小为
D．质点P比质点Q振动滞后0.45s
E．时刻，质点P和Q的位移相同
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时，位于坐标原点O处的波源开始从平衡位置沿y轴向上做周期为0.5s、振幅为6cm的简谐振动。当平衡位置在处的质点P刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（ ）
A．波源O在开始振动后1.75s内通过的路程为0.84m
B．该列简谐横波的最大波长为20m
C．该列简谐横波的最大波速为40m/s
D．若波长满足，则波速为16m/s
15．（2022年浙江卷）位于的波源p从时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A．沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B．时，波源的位移为正
C．时，质点a沿y轴负方向振动
D．在0到2s内，质点b运动总路程是2.55m
16．（2022年山东卷）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
17．（2022年湖北卷）一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播
B．波源振动周期为1.1 s
C．波的传播速度大小为13 m/s
D．t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负方向运动
第2节 波的描述
波动图像
1．如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，下列说法中正确的是（ ）
A．此列波的振幅是0.2m
B．该时刻平衡位置在处质点的位移是0.1m
C．该时刻若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度沿y轴负方向
D．该时刻质点A的加速度沿y轴负方向，而质点B、C的加速度沿y轴正方向
【答案】D
【详解】A．从题图波的图像上可以直接读出振幅是0.1m，故A错误；
B．从图中可以看出，该时刻平衡位置在处质点的位移是-0.1m，故B错误；
C．由于A、B两质点此刻处在同一“坡”上，根据“上下坡法”可以判断A、B速度方向一致，均沿y轴正方向，故C错误；
D．各质点加速度的方向总是指向平衡位置，故D正确；故选D。
2．如图所示为一列简谐波在t=0时刻的图像，已知质点P将比质点Q后回到平衡位置，则下列说法中正确的是（ ）
A．波一定沿x轴正方向传播
B．质点Q与质点R的运动方向相反
C．质点P的速度正在增大
D．质点R的加速度正在减小
【答案】A
【详解】A．由质点P比质点Q后回到平衡位置，可知P向+y方向运动，Q向-y方向运动，可判断波沿+x方向传播，故A正确；
BCD．即P远离平衡位置，速度正在减小，Q靠近平衡位置，速度正在增大；R与Q均向-y方向运动，R正远离平衡位置，位移增大，加速度增大。故BCD错误。
故选A。
周期、频率和波速
3．一列声波由空气传到水中（ ）
A．频率不变，波长变小B．频率不变，波长变大
C．频率变小，波长变长D．频率变大，波长变大
【答案】B
【详解】声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式知声波的波长变大，故B正确。
故选B。
4．坐标原点有一波源沿y轴振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示。已知波速为10m/s，下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是4mB．这列波的振幅是20cm
C．波源振动的频率为25HzD．波源振动的频率为10Hz
【答案】A
【详解】A．由图可知，这列波的波长是4m，A正确；
B．由图可知，这列波的振幅是10cm，B错误；
CD．根据波长、频率与波速的关系式v = λf得，振源振动的频率为，CD错误。
故选A。
波的多解问题
5．一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1m/s。则这段时间可能是（ ）
A．1.5sB．2sC．3sD．4s
【答案】C
【详解】如果这列波沿x轴正方向传播，则传播的距离为nλ＋λ（n＝0，1，2）；λ＝4m
则这段时间可能为1s、5s、9s；如果这列波沿x轴负方向传播，则传播的距离为nλ＋λ（n＝0，1，2），则这段时间可能为3s、7s、11s故选C。
6．一列波长大于的简谐横波沿直线方向由a向b传播，相距两质点的振动图像如图所示。由此可知（ ）
A．末两质点的位移相同B．该波的波速为
C．该波的波长为D．该波由传播到历时
【答案】B
【详解】A．由图可知，末两质点的位移不同，一个在平衡位置，一个在波谷，故A错误；
BCD．由图可知，波的周期为T=4s，质点a的振动传到b用时则该波的波速为
该波的波长为根据题意，波长大于3.6m，则n只能取0，故，v=2m/s， 故B正确，CD错误；故选B。
7．一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s。某时刻波形如下图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为，，则下列说法中正确的是（ ）
A．这列波的周期为4s
B．此时质点b沿y轴负方向运动
C．此时质点a的加速度比质点b的加速度大
D．此时刻以后，a比b先到达平衡位置
【答案】AC
【详解】A．由图能直接读出波长λ=8m，由波速公式得该波的周期T=4s，故A正确；
B．波向右传播，根据上下波法可知，b质点正在向y轴正方向运动，故B错误；
C．质点a离平衡位置比b远，即a的位移比b的位移大，由可知，此时质点a的加速度比质点b的加速度大，故C正确；
D．根据上下波可知，ab质点均沿y轴正方向运动，故b比a先到达平衡位置，故D错误。
故选AC。
8．一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】AC
【详解】机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。
AB．若机械波沿轴正方向传播，在时点振动方向竖直向上，则传播时间满足
（n=0，1，2，3…）解得（n=0，1，2，3…）当时，解得周期
A正确，B错误；
CD．若机械波沿轴负方向传播，在时点处于波谷，则（n=0，1，2，3…）
解得（n=0，1，2，3…）当时，解得周期，C正确，D错误。
故选AC。
9．图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为1.5m
B．该波的振幅为0.1cm
C．该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向
D．质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动
【答案】BC
【详解】AB．由题图甲可知，波长λ＝100cm＝1m，振幅A＝0.1cm，A错误B正确；
C．由题图乙可知，周期T＝2s，故波速，t=17s时，质点P在平衡位置向下振动，故波向右传播，C正确；
D．根据题图乙可知，质点P在t＝4.25s时位移为正，在向上振动，D错误。故选BC。
10．一列简谐横波沿轴正方向传播，处的点为波源且由时开始沿轴负方向起振，如图所示是时，至范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻处的质点第一次到达波峰，则下列判断正确的是（ ）
A．时，点振动方向沿轴负方向
B．时，点振动方向沿轴正方向
C．时，处的质点振动方向沿轴正方向
D．时，处的质点沿方向前进了
【答案】AC
【详解】AB. 结合波形图，根据“同侧法”可知，时，点振动方向沿轴负方向，选项A正确，B错误；
C. 由题意可知，在时波传到x=8m处，则周期T=0.3s，则时，处的质点振动方向沿轴正方向，选项C正确；
D. 质点只能在自己平衡位置附近上下振动，而不随波迁移，选项D错误。故选AC。
11．图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的图像，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
B．从t=0.10s到0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m
C．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
D．质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt，单位为cm
【答案】ABD
【详解】A．由a图可知，波长，由b图可知，周期T=0.2s，Q质点在0.1s时向下振动，由“同侧法”可知，该列波向左传播，在t=0.25s时，即又经过，质点P位移为负，加速度方向与y轴正方向相同，A正确；
B．从t=0.10s到0.25s，经过，该波沿x轴负方向传播了，即6m，B正确；
C．质点P并不是从特殊位置出发，内通过的路程不等于3A，故路程不为30cm，C错误；
D．由题意可知，t=0时刻，质点Q在平衡位置且要向上振动，故质点Q做简谐运动的表达式为
y=0.10sin10πt(cm)，D正确。故选ABD。
12．一列简谐横波沿x轴正方向传播，轴上处的质点振动图像如图所示，处的质点的振动图像如图所示，则此列波的波速可能等于（ ）
A．1000m/sB．333m/sC．143m/sD．11m/s
【答案】BC
【详解】由图可得；故波速为
当时；当时；当时故选BC。
13．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，P为平衡位置为处的质点，Q为平衡位置为处的质点，质点振动的周期T满足，则下列判断正确的是（ ）
A．这列波正沿x轴正向传播
B．时刻，质点P正在向y轴负方向运动
C．这列波传播的速度大小为
D．质点P比质点Q振动滞后0.45s
E．时刻，质点P和Q的位移相同
【答案】BCE
【详解】A．由于波动周期，因此从实线到虚线传播的时间不足一个周期，若波沿x轴正向传播，则波动周期为3.6s不符合题意，因此波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．根据波动与振动的关系，时刻，质点P正在向y轴负方向运动，故B正确；
C．由题意知得则波传播的速度故C正确；
D．质点P比质点Q振动滞后故D错误；
E．时，波沿x轴负方向移动的距离为此时平衡位置在处的质点位于波谷，P、Q的位移相同，故E正确。故选BCE。
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时，位于坐标原点O处的波源开始从平衡位置沿y轴向上做周期为0.5s、振幅为6cm的简谐振动。当平衡位置在处的质点P刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（ ）
A．波源O在开始振动后1.75s内通过的路程为0.84m
B．该列简谐横波的最大波长为20m
C．该列简谐横波的最大波速为40m/s
D．若波长满足，则波速为16m/s
【答案】AD
【详解】A．波源O在开始振动后内通过的路程，A正确；
BC．由已知条件可知波长满足关系即
当时，波长最长，该波的最大波长，故最大波速，BC错误；
D．由题意可知，波速只有时，满足，即，波速，D正确。故选AD。
15．（2022年浙江卷）位于的波源p从时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A．沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B．时，波源的位移为正
C．时，质点a沿y轴负方向振动
D．在0到2s内，质点b运动总路程是2.55m
【答案】BD
【详解】A．波从波源发出后，向轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇，不会发生干涉，故A错误；
B．由图可知，波的波长由题意可知0.1s内波传播四分之一波长，可得解得根据同侧法可知，波源的振动方向向上，即时，波源向上振动，位移为正，故B正确；
C．波的波速波源停止振动，到质点停止振动的时间即质点还在继续振动，到经过时间即，结合图象可知质点a位移为正且向轴正方向运动，故C错误；
D．波传到点所需的时间在0到2s内，质点振动的时间为质点b运动总路程故D正确。故选BD。
16．（2022年山东卷）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】AC
【详解】由O点的振动图像可知，周期为T=12s，设原点处的质点的振动方程为则
解得在t=7s时刻因则在t=7s时刻质点在y轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为C所示；若波向左传播，则波形如A所示。故选AC。
17．（2022年湖北卷）一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播
B．波源振动周期为1.1 s
C．波的传播速度大小为13 m/s
D．t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负方向运动
【答案】AC
【详解】A．由题意，x =0处的质点在0~1 s的时间内通过的路程为4.5 cm，则结合图可知t =0时刻x =0处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，故A正确；
BC．由题意可知，t=1s为，解得由图可知则故C正确，B错误；
D．由同侧法可知t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。故选AC。